[发明专利]一种单组分水性环氧SBS复合改性乳化沥青的制备方法

说明书

本发明公开了一种单组分水性环氧/SBS复合改性乳化沥青的制备方法，其特征在于，将马来酸酐加入基质沥青中，再加入引发剂得到马来酸酐改性沥青；将马来酸酐改性沥青加热后，加入SBS得到马来酸酐/SBS改性沥青；将聚乙二醇、二异氰酸酯、2,2‑二羟甲基丙酸合成制备出水性聚氨酯溶液；将马来酸酐/SBS改性沥青加入到水性聚氨酯溶液中，得到马来酸酐/SBS改性沥青乳液；将环氧树脂和催干剂与马来酸酐/SBS改性沥青乳液混合，得到单组份水性环氧树脂/SBS复合改性乳化沥青。本发明制备工艺简单快速，得到的产品即具有较高的抗拉强度和断裂伸长率，又具备良好的耐低温性能。

技术领域

本发明涉及一种制备新型沥青材料的方法，具体涉及一种单组分水性环氧/SBS复合改性乳化沥青的制备方法，属于道路建设领域。

背景技术

随着公路基建的发展，作为公路基建不可替代材料的沥青行业也取得了长足的技术进步。沥青应用水平的不断提高，使得传统热沥青的不足也开始显现，比如：沥青凝结速度太快，使用时需要反复加热，造成了很大的能源浪费和环境污染，加之修筑道路的二次施工和返修，必然造成资源的严重匮乏。调查研究发现，沥青乳化剂的研究与应用是解决上述问题的有效途径之一。与传统热沥青相比，乳化沥青具有节省能源、提高工效、延长施工季节、改善施工条件、减少环境污染、提高沥青路面使用寿命等优点。相对于普通乳化沥青，改性乳化沥青作为新修道路的粘层和封层、旧道路改造养护中的层间、表面处治中的特殊粘结料，可满足现代交通对“高速、重载”的要求，其中，马来酸酐改性的乳化沥青，环氧树脂改性的乳化沥青是本行业技术进步的标志性的乳化沥青产品。

乳化沥青是沥青和乳化剂在一定工艺条件下，生成水包油或油包水的液态沥青。乳化沥青分为阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青。阳离子乳化沥青的沥青微粒带正电荷，阴离子乳化沥青微粒带负电荷。当阳离子乳化沥青与骨料表面接触时，由于所带电荷不同，产生异性相吸，两者在有水膜的情况下能使沥青微粒裹覆在骨料表面，仍能很好吸附结合。离子型乳化沥青由于含有低分子的反离子，固化后，反离子随着雨水流入江河，造成水质污染。非离子大分子乳化剂的应用是目前解决水质污染的有效途径。

改性乳化沥青提供了一种比热沥青更为安全、节能和环保的系统，但是随着社会城市化、科技化、人性化的发展，人们对于沥青的要求越来越高，比如要求其具有足够的高温抗拉强度和低温韧性。但是现有乳化沥青的抗拉强度普遍较低和低温韧性较差，不能够满足高温抗车辙和寒冷地区冻融循环性能要求，有待于进一步改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的乳化沥青的抗拉强度和断裂伸长率普遍较低的缺陷，解决反离子比如钠离子、铵离子、氯离子、硫酸根和亚硫酸根离子等污染水质的问题，且频繁出现的低温稳定性下降的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种单组分水性环氧/SBS复合改性乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：配制质量浓度2-20％的聚乙二醇水分散体，加入分别以聚乙二醇重量计1-30％的异氰酸酯、1-20％的2,2-二羟甲基丙酸和0.003-0.1％的催化剂，搅拌混合，在60-80℃反应2-6h，得到水性聚氨酯溶液；

步骤2)：将基质沥青加热至140-160℃，加入以基质沥青重量计1-8％的马来酸酐，再加入以马来酸酐重量计0.3-3％的引发剂，搅拌混合，在140-160℃反应4-6h，得到马来酸酐改性沥青；

步骤3)：将步骤2)中得到的马来酸酐改性沥青与SBS和相容剂搅拌混合，SBS、相容剂的用量均为马来酸酐改性沥青重量0.1-10％，得到马来酸酐/SBS改性沥青；

步骤4)：将步骤3)中得到的马来酸酐/SBS改性沥青以1：0.01-1.5的重量比加入到步骤1)得到的水性聚氨酯溶液中，以转速8000-10000r/min进行剪切分散10-20min，得到马来酸酐/SBS改性沥青乳液；