速溶型SBR沥青改性剂及其制备方法

摘要

本发明涉及沥青改性剂技术领域，具体涉及一种速溶型SBR沥青改性剂及其制备方法。所述速溶型SBR沥青改性剂，包含以下重量份数的原料：丁苯橡胶SBR90～100份，聚异丁烯5～10份，硬脂酸1～5份，碳酸钙5～40份，软化剂1～10份，聚乙烯蜡1～5份，塑解剂0.3～0.8份，偶联剂0.1～2份，增塑剂0.5～1.5份，内润滑剂0.1～2份，隔离剂0.3～1份。本发明的速溶型SBR沥青改性剂，在应用于沥青改性时，溶解速度快，降低沥青长时高温下的老化，提高沥青的低温性能以及耐候性，增加粘性与附着力，提高使用寿命。

说明书

技术领域

本发明涉及沥青改性剂技术领域，具体涉及一种速溶型SBR沥青改性剂及其制备方法。

背景技术

沥青改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工合成的有机或无机材料，可熔融或分散在沥青中以改善或提高沥青的路用性能的物质。如为了提高沥青的机械性能(强度和韧性等)，就加入聚合物、树脂、塑料、炭黑、无机盐等增加强度和韧性的材料。

在沥青中加入改性剂的主要目的就是要改善沥青混合料在高温下的路用性能，减少高温时的永久形变，提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化，以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能，使其满足设计使用期间交通条件的要求。

目前行业内的沥青改性剂种类很多，在应用于沥青改性时，与沥青的溶解性差，溶解速度慢，甚至溶解不完全，大大影响生产效率。为了提高沥青的溶解性，需要利用改性剂不同组分的协同作用，例如专利CN201810986820.0中公开了一种高黏沥青改性剂，由沙林树脂、 POK、M-SEBS、复合有机填料、偶联剂、促进剂、抗氧剂、润滑剂组成。主要是利用沙林树脂、POK含有芳烃、烷基等高分子聚合物，具有较强的机械强度和良好的弹性，与沥青的溶解性很好，可以与沥青充分混合，提高沥青的粘合性、弹性、耐热性等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种速溶型SBR沥青改性剂，在应用于沥青改性时，溶解速度快，降低沥青长时高温下的老化，提高沥青的低温性能以及耐候性，增加粘性与附着力，提高使用寿命；本发明同时提供了简单易行的制备方法。

本发明所述的速溶型SBR沥青改性剂，包含以下重量份数的原料：

聚异丁烯的分子量为20000-40000。聚异丁烯具有良好的耐热、耐氧、耐臭氧、耐化学品及耐侯、耐紫外线、耐酸、耐碱性能，聚异丁烯与丁苯橡胶混合后，材料具有很好的防水性和透气性，同时，中分子量的聚异丁烯与沥青有优良的相容性，可以减少改性剂在沥青中溶解时间。

碳酸钙作为填料，除填充作用外，还可改善沥青的高温性能，提高软化点降低针入度，同时改善挤出造粒时的加工性能。

软化剂为多环芳香烃橡胶油、环烷基橡胶油、芳香基橡胶中的至少一种。软化剂的作用是软化橡胶，使各组分在制备过程中更易分散均匀，同时软化剂的加入，使橡胶大分子链断开，增加塑性，改善加工性能；大分子链的断开也使产品更加快速溶解于沥青。

聚乙烯蜡的平均分子量为2000-5000，熔点为60-70℃

偶联剂为硅烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792中的至少一种。偶联剂可以提高产品的表面活性，在其与沥青之间起到界面作用，加速在沥青中的溶解；同时其中的极性官能团起到“搭桥”作用，作为两者之间的弹性桥联剂，使改性剂在沥青中更加稳定。

塑解剂为DBD(2,2'-二苯甲酰胺基二苯基二硫化物)、金属有机络合物及有机载体的混合物，优选为塑解剂A89。塑解剂在混炼阶段可以使橡胶的大分子链断链，降低橡胶分子量，增加塑性，使各组分分散均匀；同时降低分子量有助于改性剂在沥青中的溶解。

增塑剂为饱和脂肪酸锌皂和不饱和脂肪酸锌皂的混合物，优选为增塑剂A。增塑剂A兼有内、外润滑及分散功能，促进填料和其它助剂的分散，有助于橡胶在沥青中的溶解。

内润滑剂为高分子量脂肪酸锌盐，优选朗盛集团生产的Aktiplast ST。

隔离剂为硬脂酸钙。产品完成后表面附着的隔离剂，防止粘结成团。

本发明的沥青改性剂主要材料为SBR，同时搭配硬脂酸、钙粉、聚乙烯蜡等助剂后，可以有效提高沥青的软化点以及降低针入度。软化剂、塑解剂与增塑剂的加入可以使各组分更加均匀的分散，不但提高加工性能，改善挤出造粒工艺；也使改性剂的性能更加稳定。由于 SBR是高分子聚合物，分子量大，且为非极性材料，而沥青主要是极性的小分子，两者相容困难。溶解时间长不但影响效率，长时间的高温也会使沥青老化影响性能。SBR搭配中分子量的聚异丁烯后，不但可以使其在沥青中的溶解速度变快，还可以使其粘性增加。软化剂、增塑剂与塑解剂的加入，可以使橡胶分子链断链，降低其分子量；内润滑剂不但可以改善加工过程，也有助于改性剂在沥青中的溶解；偶联剂可以作为表面活性剂起到界面作用，加速改性剂的溶解；同时其极性官能团也可起到搭桥作用，使改性剂更加稳定。改性剂由于自身有一定粘性，产品制备完成后表面添加隔离剂，可以有效防止黏连结块。

本发明所述的速溶型SBR沥青改性剂的制备方法，包括以下步骤：

将丁苯橡胶SBR和聚异丁烯加入密炼机中，密炼15-30s，提栓，加入硬脂酸、碳酸钙、软化剂、聚乙烯蜡、塑解剂、偶联剂、增塑剂、内润滑剂，密炼70-100s，提栓，压栓，密炼15-30s，排胶；将密炼好的胶料投入挤出机造粒，胶粒进入震动床冷却后，添加隔离剂混匀，得到自粘防水卷材沥青改性剂。

其中，密炼机转速为40-60r/min，上顶栓压力为0.3-0.5Mpa。

排胶温度不超过90℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明的速溶型SBR沥青改性剂，在应用于沥青改性时，相比其他SBR沥青改性剂溶解速度快，由原来6～8小时，降低溶解时间至2小时；并且加工方便，能促进沥青与无机相的分散，降低沥青长时高温下的老化；并且少量添加即可提高沥青的低温性能以及耐候性，增加粘性与附着力，提高使用寿命。

具体实施方式

实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。

实施例和对比例

按表1的原料组成制备沥青改性剂，其中软化剂可以为多环芳香烃橡胶油、环烷基橡胶油、芳香基橡胶中的任意一种或多种，以上几种软化剂对产品的作用相同，相互替换对产品的性能影响不大；偶联剂可以为硅烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792 中的任意一种或多种，以上几种偶联剂对产品的作用相同，相互替换对产品的性能影响不大。为方便对比，实施例和对比例的软化剂采用多环芳香烃橡胶油，偶联剂采用KH550，其余助剂中，聚异丁烯的分子量在20000-40000之间，塑解剂采用塑解剂A89，增塑剂采用增塑剂A，聚乙烯蜡采用平均分子量2000-5000之间、熔点60-70℃之间的聚乙烯蜡，内润滑剂采用朗盛集团生产的Aktiplast ST，隔离剂采用硬脂酸钙。

实施例和对比例的沥青改性剂原料组成如表1所示，以各原料的重量份数计。

表1实施例1-4的原料组成

按照表1的原料组成制备沥青改性剂，步骤如下：

将密炼机参数设定为：转速50r/min，上顶栓压力0.4Mpa，将丁苯橡胶SBR和聚异丁烯加入密炼机中，密炼20s，提栓，加入除隔离剂之外的所有助剂，密炼80s，提栓，压栓，密炼20s，降温至90℃以下排胶；将密炼好的胶料投入挤出机造粒，胶粒进入震动床冷却后，添加隔离剂混匀，得到自粘防水卷材沥青改性剂。

将实施例和对比例制备的沥青改性剂用于沥青改性：将各制备好的沥青改性剂按照沥青质量3％的比例直接加入到流动状态下的沥青中，搅拌均匀即可。

对制备的改性沥青进行性能测试，测试结果如表2-3所示。

表2测试结果

表3测试结果