您好!欢迎访问山东润特新材料有限公司网站!
专注对叔丁基苯酚、对特辛基苯酚生产纯度高,性能稳定
全国咨询热线:158-6628-8295
热门关键词: 对叔丁基苯酚   对特辛基苯酚  
新闻资讯
联系我们

【 微信扫码咨询 】

158-6628-8295

158-6628-8295

您的位置: 首页>新闻资讯>行业新闻

对叔丁基苯酚在丁苯胶乳乳化沥青领域应用

作者:admin 浏览量:8238 来源:本站 时间:2023-07-03 16:51:46

信息摘要:

涉及丁苯胶乳乳化沥青材料技术领域,尤其涉及一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料。背景:2.目前我国公路、机场、桥梁等建设越来越倾向采用沥青路面,但由于基质沥青仍存在温度敏感性高、不耐老化、耐高温及低温性能差等缺点,导致路面材料使用不理想,极易出现破损、开裂等现象,普通沥青开始无法达到使用要求。因此,需要对

涉及丁苯胶乳乳化沥青材料技术领域,尤其涉及一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料。

背景:

2.目前我国公路、机场、桥梁等建设越来越倾向采用沥青路面,但由于基质沥青仍存在温度敏感性高、不耐老化、耐高温及低温性能差等缺点,导致路面材料使用不理想,极易出现破损、开裂等现象,普通沥青开始无法达到使用要求。因此,需要对沥青进行改性,优化性能。最常用的改性材料为聚合物类,能够赋予沥青更好的延伸性及耐高温性能。其中,丁苯胶乳生产工艺简单,工业化程度高,改性效果好,被广泛应用于沥青改性。
3.丁苯胶乳是将丁二烯、苯乙烯为单体,在乳化剂和其他助剂作用下,经特定的温度与压力乳液聚合而形成的一种合成胶乳。改变聚合条件如温度、乳化剂、苯乙烯含量等因素可合成各种不同型号的品牌,性能与用途也不尽相同。丁苯胶乳的应用范围广泛,其中造纸行业与公路交通行业是其主要应用领域,也可作为建筑涂料、地毯行业、发泡材料等。
4.丁苯胶乳不但具有橡胶的弹性、柔软性,而且具有部分树脂的性能,具有从橡胶态到树脂态的宽广性能,因此丁苯胶乳在所有合成胶乳种类中需求增长十分迅速。丁苯胶乳中随苯乙烯含量的变化,胶乳呈现不同的物理化学性能,苯乙烯成分较少时,橡胶性能明显,胶乳链结构具有很好的柔顺性,形变能力强;而苯乙烯成分较多时,树脂性能明显,材料刚性、硬度明显提升,但同时也会变脆,在受到外力时,不能发生大形变,容易发生脆断。可根据实际需要,调控苯乙烯部分含量,扩大丁苯胶乳的应用范围。
5.低温法合成丁苯胶乳通常在5-10℃下进行,低温丁苯胶乳分子链的规整性相对较好,tg较低,具有很好的低温初性。低温法制备丁苯胶乳,为保证胶乳的品质,通常反应转化率不高,所得产品固含量也不高,对于工业生产而言,存在很大弊端,这不仅在胶乳后续使用过程中释放有害物质,不利于环保,而且在工业化过程中也增加了单体回收成本,降低设备的生产能力,从而降低经济性。
6.目前如何提高丁苯胶乳的转化率,并将其应用于沥青材料中,制备一种安全环保,同时满足施工要求,又可摆脱性能上的劣势的沥青材料,成为目前需要解决的技术问题。


技术实现要素:

7.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料。
8.一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料按重量份包括:沥青100份,高转化率丁苯胶乳15-20份,聚氧乙烯烷基醇酰胺8-12份,油酰胺丙基甜菜碱8-10份,单甘油脂肪酸甘油酯4-8份,炭黑10-16份;高转化率丁苯胶乳采用丁二烯与苯乙烯为原料,通过稳定剂经低温搅拌得到。
9.优选地,丁二烯、苯乙烯、稳定剂的质量比为35-60:6-20:1-2。
10.优选地,高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将乳化剂、电解质、分子量调节剂、还原剂、水混合,氮气保护下搅拌均匀得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入丁二烯、苯乙烯、稳定剂、2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,5-10℃搅拌1-2h,加入过氧化二异丙苯,继续搅拌2-4h,加入丁二烯、苯乙烯,继续搅拌1-2h,加入终止剂停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
11.优选地,高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:按重量份将1-3份乳化剂、0.1-1份电解质、0.1-1份分子量调节剂、0.1-1份还原剂、水混合,氮气保护下搅拌均匀得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入30-50份丁二烯、5-15份苯乙烯、1-2份稳定剂、0.1-1份2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,5-10℃搅拌1-2h,加入0.1-1份过氧化二异丙苯,继续搅拌2-4h,加入5-10份丁二烯、1-5份苯乙烯,继续搅拌1-2h,加入终止剂停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
12.优选地,乳化剂为月桂酸聚氧乙烯酯,电解质为氯化钾、碳酸氢钠、磷酸氢钠及醋酸钠中至少一种。
13.优选地,分子量调节剂为烷基硫醇或多硫醇类化合物,优选为叔十二烷基硫醇。
14.优选地,还原剂为环烷酸盐或叔胺类化合物,而终止剂为对苯二酚。
15.优选地,稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的乙腈中依次加入n-羟基琥珀酰亚胺、环己烷、对叔丁基苯酚、亚磷酸三苯酯及金属催化剂,密封,升温至80-90℃反应4-8h,反应过程中通入空气维持压强为2-2.5mpa,冷却至室温得到稳定剂。
16.优选地,乙腈、n-羟基琥珀酰亚胺、环己烷、对叔丁基苯酚、亚磷酸三苯酯、金属催化剂的物质的量之比为5-10:0.01-0.02:1-2:0.01-0.1:0.01-0.1:0.01-0.1。
17.优选地,金属催化剂为醋酸钴。
18.本发明的技术效果如下所示:本发明以丁二烯与苯乙烯为原料,经5-10℃低温搅拌,在稳定剂的作用下可有效解决低温合成丁苯乳胶转化率较低的问题,随着单体转化率的提高,残余单体减少,不仅可有效降低能耗,而且可避免后续使用过程中有害物质的释放,更为安全环保。所得丁苯胶乳在沥青材料体系中具有极好的分散性,诸原料配伍,不仅可改善沥青延度,而且可改善沥青软化点,既能满足施工上的要求,又可摆脱性能上的劣势,使其在使用中显出了巨大的优势。
19.而稳定剂中同时含有取代酚与亚磷酸三酯,可协同降低高转化率丁苯胶乳中过氧化二异丙苯的分解率。同时,自由基稳定剂与2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基配合,可有效提高聚合反应速率,加快反应进程,提高转化率,这是由于两者相互协同,不仅具有稳定反应前期自由基的效果,而且可将前期过多的自由基在后期释放,平衡体系在整个聚合反应过程的自由基浓度,从而有效加快反应速率,有效提高在低温环境下的反应转化率。

具体实施方式
20.下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
21.实施例1
一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:沥青100kg,高转化率丁苯胶乳15kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺8kg,油酰胺丙基甜菜碱8kg,单甘油脂肪酸甘油酯4kg,炭黑10kg。
22.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将1kg月桂酸聚氧乙烯酯、0.1kg氯化钾、0.1kg叔十二烷基硫醇、0.1kg二异丙基乙胺、50kg水混合,氮气保护下以50r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入30kg丁二烯、5kg苯乙烯、1kg稳定剂、0.1kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,5℃搅拌1h,加入0.1kg过氧化二异丙苯,继续搅拌2h,加入5kg丁二烯、1kg苯乙烯,继续搅拌1h,加入0.01kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
23.稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的5mol乙腈中依次加入0.01mol n-羟基琥珀酰亚胺、1mol环己烷、0.01mol对叔丁基苯酚、0.01mol亚磷酸三苯酯及0.01mol醋酸钴,密封,升温至80℃反应4h,反应过程中通入空气维持压强为2mpa,冷却至室温得到稳定剂。
24.实施例2
一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:沥青100kg,高转化率丁苯胶乳20kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺12kg,油酰胺丙基甜菜碱10kg,单甘油脂肪酸甘油酯8kg,炭黑16kg。
25.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将3kg月桂酸聚氧乙烯酯、1kg碳酸氢钠、1kg叔十二烷基硫醇、1kg环烷酸亚铁、100kg水混合,氮气保护下以150r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入50kg丁二烯、15kg苯乙烯、2kg稳定剂、1kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,10℃搅拌2h,加入1kg过氧化二异丙苯,继续搅拌4h,加入10kg丁二烯、5kg苯乙烯,继续搅拌2h,加入0.05kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
26.稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的10mol乙腈中依次加入0.02mol n-羟基琥珀酰亚胺、2mol环己烷、0.1mol对叔丁基苯酚、0.1mol亚磷酸三苯酯及0.1mol醋酸钴,密封,升温至90℃反应8h,反应过程中通入空气维持压强为2.5mpa,冷却至室温得到稳定剂。
27.实施例3
一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:沥青100kg,高转化率丁苯胶乳17kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺11kg,油酰胺丙基甜菜碱8.5kg,单甘油脂肪酸甘油酯7kg,炭黑12kg。
28.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将2.5kg月桂酸聚氧乙烯酯、0.2kg磷酸氢钠、0.7kg叔十二烷基硫醇、0.2kg十四烷基二甲基叔胺、90kg水混合,氮气保护下以80r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入45kg丁二烯、8kg苯乙烯、1.7kg稳定剂、0.3kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,8℃搅拌1.3h,加入0.8kg过氧化二异丙苯,继续搅拌2.5h,加入8kg丁二烯、2kg苯乙烯,继续搅拌1.7h,加入0.02kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
29.稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的8mol乙腈中依次加入0.013mol n-羟基
琥珀酰亚胺、1.7mol环己烷、0.02mol对叔丁基苯酚、0.07mol亚磷酸三苯酯及0.02mol醋酸钴,密封,升温至88℃反应5h,反应过程中通入空气维持压强为2.3mpa,冷却至室温得到稳定剂。
30.实施例4
一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:沥青100kg,高转化率丁苯胶乳19kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺9kg,油酰胺丙基甜菜碱9.5kg,单甘油脂肪酸甘油酯5kg,炭黑14kg。
31.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将1.5kg月桂酸聚氧乙烯酯、0.8kg醋酸钠、0.3kg叔十二烷基硫醇、0.8kg环烷酸钙、70kg水混合,氮气保护下以120r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入35kg丁二烯、12kg苯乙烯、1.3kg稳定剂、0.7kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,6℃搅拌1.7h,加入0.2kg过氧化二异丙苯,继续搅拌3.5h,加入6kg丁二烯、4kg苯乙烯,继续搅拌1.3h,加入0.04kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
32.稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的6mol乙腈中依次加入0.017mol n-羟基琥珀酰亚胺、1.3mol环己烷、0.08mol对叔丁基苯酚、0.03mol亚磷酸三苯酯及0.08mol醋酸钴,密封,升温至82℃反应7h,反应过程中通入空气维持压强为2.1mpa,冷却至室温得到稳定剂。
33.实施例5
一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:重交通量70#
道路沥青100kg,高转化率丁苯胶乳18kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺10kg,油酰胺丙基甜菜碱9kg,单甘油脂肪酸甘油酯6kg,炭黑13kg。
34.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将2kg月桂酸聚氧乙烯酯、0.5kg碳酸氢钠、0.5kg叔十二烷基硫醇、0.5kg环烷酸锌、80kg水混合,氮气保护下以100r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入40kg丁二烯、10kg苯乙烯、1.5kg稳定剂、0.5kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,7℃搅拌1.5h,加入0.5kg过氧化二异丙苯,继续搅拌3h,加入7kg丁二烯、3kg苯乙烯,继续搅拌1.5h,加入0.03kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
35.稳定剂采用如下工艺制得:向搅拌状态的7mol乙腈中依次加入0.015mol n-羟基琥珀酰亚胺、1.5mol环己烷、0.05mol对叔丁基苯酚、0.05mol亚磷酸三苯酯及0.05mol醋酸钴,密封,升温至85℃反应6h,反应过程中通入空气维持压强为2.2mpa,冷却至室温得到稳定剂。
36.将实施例5
所得丁苯胶乳在无水己醇中进行破乳,并用去离子水充分洗涤,除去其中残留的乳化剂,经风干除去大部分水后再经真空干燥箱中抽干,进行红外表征,如图1所示。
37.对比例一种高转化率丁苯胶乳乳化沥青材料,其原料包括:重交通量70
#
道路沥青100kg,高转化率丁苯胶乳18kg,聚氧乙烯烷基醇酰胺10kg,油酰胺丙基甜菜碱9kg,单甘油脂肪酸甘油酯6kg,炭黑13kg。
38.高转化率丁苯胶乳采用如下具体步骤制取:将2kg月桂酸聚氧乙烯酯、0.5kg碳酸
氢钠、0.5kg叔十二烷基硫醇、0.5kg环烷酸锌、80kg水混合,氮气保护下以100r/min的速度搅拌均匀,得到预制料;搅拌状态下向预制料中加入40kg丁二烯、10kg苯乙烯、0.5kg 2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基,7℃搅拌1.5h,加入0.5kg过氧化二异丙苯,继续搅拌3h,加入7kg丁二烯、3kg苯乙烯,继续搅拌1.5h,加入0.03kg苯二酚停止反应,脱气,过滤得到高转化率丁苯胶乳。
39.将实施例5
和对比例所得丁苯胶乳进行转化率测定,具体如下:用铝箔纸折成取样容器,称量重量记录为w1,精确称量样品约2-3g,缓慢晃动铝箔纸,使胶乳在底部均匀铺开,称量重量记录为w2,把铝箔纸水平放置于100±2℃干燥箱中干燥2h,称取烘干后的质量,继续烘干半小时,当两次称重差小于1mg时,则认为样品已经烘干,称量记录质量为w3,固含量是非挥发分的含量与总量的比值,每次平行测试测试两组,取平均值。
40.tsc=(w3‑ꢀw1)/(w2‑ꢀw1)×100%根据上述测得的胶乳固含量,进行单体转化率测试,转化率的定义为已经反应的单体占单体总量的比例。根据总投料量及固含量数据可以得知体系中非挥发份的总量,但这里面包含了非单体成分,如乳化剂、电解质等,在进行单体转化率计算时应将其除去,剩余部分为己经参与反应的单体质量,其与总的投入单体质量的比值即为转化率。
41.c=(反应釜总投料量×tsc-反应釜中助剂总量)/单体的总投料量×100%,实施例5中转化率更高。本技术人认为:这是由于稳定剂中同时含有取代酚与亚磷酸三酯,可协同降低高转化率丁苯胶乳中过氧化二异丙苯的分解率。同时,自由基稳定剂与2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基自由基配合,可有效提高聚合反应速率,加快反应进程,提高转化率,这是由于两者相互协同,不仅具有稳定反应前期自由基的效果,而且可将前期过多的自由基在后期释放,平衡体系在整个聚合反应过程的自由基浓度,从而有效加快反应速率,有效提高在低温环境下的反应转化率。
42.采用实施例5和对比例所得沥青材料进行性能测试,采用型号为lyy-9a的调温调速沥青延度试验仪测试延度,采用型号为syd-2806g的软化点试验仪测试软化点。具体如下: 延度(5℃),cm软化点,℃重交通量70#
道路沥青349.5实施例55480.2对比例853.5由上表可知:实施例5的延度和软化点均优于对比例,说明本发明所得沥青材料具有较好的耐高低温性能。
43.本技术人认为:这是由于丁苯胶乳在本发明所得沥青材料体系中具有极好的分散性,诸原料配伍,不仅可改善沥青延度,而且可改善沥青软化点,既能满足施工上的要求,又可摆脱性能上的劣势,使其在使用中显出了巨大的优势。
44.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在线客服
联系方式

热线电话

158-6628-8295

上班时间

周一到周五

公司电话

158-6628-8295

二维码
线