專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種抗凍性乳化瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種抗凍性乳化瀝青及其制備方法，該抗凍性乳化瀝青可用于公路養(yǎng)護(hù)、維修。
背景技術(shù)：
：在公路的養(yǎng)護(hù)及維修過(guò)程中，乳化瀝青是一種常用的材料之一。與熱瀝青相比，有節(jié)省能源、使用方便、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但以往所使用的乳化瀝青存在抗凍性能較差的缺點(diǎn)，冬季儲(chǔ)存時(shí)很容易因凍結(jié)而破乳，以致無(wú)法繼續(xù)使用。此外，采用乳化瀝青鋪筑的路面，冬季容易發(fā)生低溫收縮開(kāi)裂或凍融松散，也是由于所采用的乳化瀝青抗凍性能較差引起的。以往的乳化瀝青只能在溫度高于-5°〇時(shí)使用，當(dāng)?shù)陀?5°〇則發(fā)生凍結(jié)，融溶后便發(fā)生破乳，無(wú)法再使用。CN1554708A公開(kāi)了一種路用冷拌冷鋪瀝青料，是將瀝青加熱至12(TC溶融，加入稀釋劑(柴油或煤油)、樹(shù)脂、聚氨酯、防凍劑(乙二醇或二甘醇)、促凝劑，攪拌均勻而得。該瀝青料是一種稀釋瀝青，并不是乳化瀝青，其中沒(méi)有水的成分。該方法為了彌補(bǔ)因稀釋劑的加入而使瀝青喪失原有的粘結(jié)性等性能，加入了高分子物質(zhì)樹(shù)脂和聚氨酯，不但步驟復(fù)雜，增加了制備成本，而且該專(zhuān)利產(chǎn)品不適于在有水存在的情況下使用，在應(yīng)用時(shí)必須保證路面干燥，與乳化瀝青相比，對(duì)施工環(huán)境條件要求較為嚴(yán)格。此外，加入柴油或煤油作為稀釋劑成本較高，而且當(dāng)柴油或煤油揮發(fā)時(shí)還會(huì)污染空氣，操作人員在工作時(shí)會(huì)聞到很濃的油氣味，對(duì)人員的身體健康有害。添加乙二醇或二甘醇作為防凍劑，因其沸點(diǎn)較高不易揮發(fā)，不僅會(huì)使混合料的初凝時(shí)間延長(zhǎng)，而且還會(huì)引起混合料松散，石料容易剝落。盡管該專(zhuān)利已經(jīng)加入了胺類(lèi)促凝劑，使初凝時(shí)間加快，增強(qiáng)了石料表面的電荷性，從而提高了瀝青與石料的粘附性，但由于柴油(或煤油)及乙二醇(或二甘醇)的加入，會(huì)明顯降低瀝青的粘度和韌性，即使加入了胺類(lèi)促凝劑也只能改善瀝青與石料之間的粘附性，但無(wú)法改善石料與石料之間的粘結(jié)性。所以，該專(zhuān)利在粘結(jié)性方面存在問(wèn)題。從其實(shí)施例中馬歇爾穩(wěn)定度數(shù)據(jù)也能夠看出，混合料的粘結(jié)性不好，所以穩(wěn)定度較小。CN101148544A公開(kāi)了一種冷灌縫瀝青乳液及其制備方法，該瀝青乳液中使用了少量的溶劑油，雖然較CN1554708A中柴油或煤油的用量低，但仍會(huì)在一定程度上使瀝青的粘結(jié)性變差，而且會(huì)增加成本，污染空氣。另外，CN101148544A單獨(dú)使用了陽(yáng)離子乳化劑或陰離子乳化劑，由于該瀝青乳化體系較為復(fù)雜，而乳化劑單一，乳液的儲(chǔ)存穩(wěn)定性會(huì)存在問(wèn)題。此外，該專(zhuān)利中使用了乙二醇或丙三醇，盡管二者抗凍性能好，但因其沸點(diǎn)較高不易揮發(fā)，應(yīng)用后存留于混合料中，會(huì)使瀝青的粘結(jié)性變差，使混合料不易硬化，新材料與舊路面之間的粘結(jié)性差，不易形成穩(wěn)固的粘結(jié)層。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種抗凍性能好、粘結(jié)性好、成本低的抗凍性乳化瀝青及其制備方法。該乳化瀝青可以實(shí)現(xiàn)在_5°C_251:時(shí)不凍結(jié)，避免了以往的乳化瀝青因冬季凍結(jié)而引起破乳，造成資源浪費(fèi)，同時(shí)還可避免采用以往的乳化瀝青鋪筑的路面冬季發(fā)生凍結(jié)收縮開(kāi)裂或凍融松散現(xiàn)象。本發(fā)明抗凍性乳化瀝青，包括基礎(chǔ)瀝青、乳化劑、醇、水，以抗凍性乳化瀝青的總重所用的醇類(lèi)為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種，優(yōu)選為叔丁醇。所用的基礎(chǔ)瀝青為石油瀝青，包括直餾瀝青、氧化瀝青、溶劑脫油瀝青、聚合物改性瀝青中的一種或多種，其針入度為40210(0.lmm)。所述的乳化劑最好選擇陽(yáng)離子(或陰離子)與非離子復(fù)配型。其中，陽(yáng)離子型乳化劑可以為烷基胺類(lèi)、酰胺類(lèi)、咪唑啉類(lèi)、胺化木質(zhì)素類(lèi)和季銨鹽類(lèi)中的一種或多種。陰離子型乳化劑可以為羧酸鹽類(lèi)、硫酸酯鹽類(lèi)和磺酸鹽類(lèi)乳化劑中的一種或多種。非離子型乳化劑可以為聚乙二醇型、多元醇型和聚醚型中的一種或多種。所用的水可以是自來(lái)水、工業(yè)水及河水中的一種或多種。本發(fā)明抗凍性乳化瀝青的制備方法是先把乳化劑溶于水中，然后再加入醇類(lèi)，制備成皂液并加熱到40°C65t:備用；將基礎(chǔ)瀝青加熱至110°C165t:備用；將上述皂液和熱瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，當(dāng)乳液溫度降到7(TC以下，最好是降到4(TC以下時(shí)出系統(tǒng)，得到抗凍性乳化瀝青。其中所述的經(jīng)膠體磨研磨后的乳液未降到出系統(tǒng)溫度時(shí)，可以采用換熱的方式，比如冷卻器進(jìn)行降溫，然后出系統(tǒng)。本發(fā)明的抗凍性乳化瀝青具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明使用的低級(jí)脂肪醇能夠與水任意比例互溶，而且在道路上應(yīng)用后，一部分醇揮發(fā)出去并能夠同時(shí)將水分?jǐn)y帶揮發(fā)，縮短水分揮發(fā)的時(shí)間，加快混合料硬化速度，可迅速開(kāi)放交通，避免因道路維修造成的交通擁堵；一部分醇仍存留于材料中起到抗凍效果。此外，由于低級(jí)脂肪醇的存在，提高了混合料的擴(kuò)散性，當(dāng)用于路面嵌縫修補(bǔ)時(shí)，混合料容易擴(kuò)散到舊路面裂縫的深層部位，提高修補(bǔ)效果。2、本發(fā)明的抗凍性乳化瀝青，即使在_251:反復(fù)凍融也不會(huì)發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，具有很好的抗凍性能。3、本發(fā)明所用的乳化劑是陽(yáng)離子(或陰離子)與非離子復(fù)配型，可以提高乳液的穩(wěn)定性。4、本發(fā)明不使用柴油或溶劑油等油品，可以保持瀝青原有的良好性能，比如粘結(jié)性等，而且可降低成本，減輕因柴油或溶劑油分揮發(fā)造成的空氣污染及人身安全問(wèn)題。5、本發(fā)明方法可以采用現(xiàn)有的工業(yè)裝置，不用進(jìn)行改造即可實(shí)施。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。實(shí)施例1取針入度為148(0.lmm)的遼河原油直餾瀝青6400g，加熱至115"備用。取陽(yáng)離子基礎(chǔ)瀝青乳化劑醇水40.0%65.0%，0.2%10.0%，10.0%20.0%，24.8%30.0%;型乳化劑氫化牛脂基丙撐二胺25g，非離子型乳化劑丙三醇脂肪酸酯5g，溶于2500g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入異丙醇1070g，充分?jǐn)嚢杈鶆?，加熱?2t:，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到60°C以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化瀝青。具體結(jié)果見(jiàn)表l。實(shí)施例2取針入度為98(0.1mm)的茂名石化公司的阿曼原油溶劑脫油瀝青6000g，加熱至125t:備用。取陰離子型乳化劑十二烷基苯磺酸鈉100g，非離子型乳化劑聚氧乙稀山梨醇三油酸酯20g，溶于2480g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入乙醇400g，叔丁醇lOOOg，充分?jǐn)嚢杈鶆颍訜岬?(TC，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到50°C以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化瀝青。具體結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)施例3取針入度為56(0.lmm)的齊魯石化公司的科威特原油氧化瀝青4200g，加熱至155t:備用。取陽(yáng)離子型胺化木質(zhì)素乳化劑440g，非離子型乳化劑失水山梨醇硬脂酸酯160g，溶于3200g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入丙醇2000g，充分?jǐn)嚢杈鶆?，加熱?5°C，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到7(TC以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化瀝青。具體結(jié)果見(jiàn)表l。實(shí)施例4取針入度為208(0.1mm)的SBS改性瀝青5000g，加熱至162。C備用。取陰離子型乳化劑硬脂酸鈉900g，非離子型乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚(20)100g，溶于2400g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入叔丁醇1600g，充分?jǐn)嚢杈鶆颍訜岬?2°C，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到4(TC以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化瀝青。具體結(jié)果見(jiàn)表1。比較例1取針入度為148(0.1mm)的遼河原油直餾瀝青6400g，加熱至115。C備用。取陽(yáng)離子型乳化劑氫化牛脂基丙撐二胺30g，溶于3570g水中，充分溶解并攪拌均勻，加熱到42°C，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到60°C以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到一種乳化瀝青。結(jié)果見(jiàn)表l。比較例2取針入度為208(0.1mm)的SBS改性瀝青5000g，加熱至162。C備用。取陰離子型乳化劑硬脂酸鈉900g，非離子型乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚(20)100g，溶于4000g水中，充分溶解并攪拌均勻，加熱到62t:，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到4(TC以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到改性乳化瀝青。結(jié)果見(jiàn)表1。比較例3取針入度為208(0.1mm)的SBS改性瀝青5000g，加熱至162。C備用。取陰離子型乳化劑硬脂酸鈉900g，非離子型乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚(20)100g，溶于2400g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入乙二醇1600g，充分?jǐn)嚢杈鶆?，加熱?2t:，制備成皂液備用。然后將皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，再通過(guò)冷卻器使乳液溫度降低到4(TC以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到改性乳化瀝青。結(jié)果見(jiàn)表1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表1數(shù)據(jù)可看出，本發(fā)明的抗凍性乳化瀝青及其混合料的抗凍性能好，而且保持了原有瀝青的粘結(jié)性，穩(wěn)定度較高。而比較例12中未加入醇類(lèi)的情況下，抗凍性能明顯較差，比較例3采用乙二醇作為防凍劑，雖然抗凍性能較好，但其硬化較慢，而且粘結(jié)性不好，穩(wěn)定度明顯較差。權(quán)利要求一種抗凍性乳化瀝青，包括基礎(chǔ)瀝青、乳化劑、醇、水，以抗凍性乳化瀝青的總重量計(jì)基礎(chǔ)瀝青40.0％～65.0％，乳化劑0.2％～10.0％，醇10.0％～20.0％，水24.8％～30.0％；所用的醇類(lèi)為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種。2.按照權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于所述的醇類(lèi)為叔丁醇。3.按照權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于所用的基礎(chǔ)瀝青為針入度為40210(0.lmm)的石油瀝青。4.按照權(quán)利要求3所述的乳化瀝青，其特征在于所用的石油瀝青為直餾瀝青、氧化瀝青、溶劑脫油瀝青和聚合物改性瀝青中的一種或多種。5.按照權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于所述的乳化劑為陽(yáng)離子乳化劑或陰離子乳化劑與非離子型乳化劑復(fù)配型。6.按照權(quán)利要求5所述的乳化瀝青，其特征在于所述的陽(yáng)離子型乳化劑為烷基胺類(lèi)、酰胺類(lèi)、咪唑啉類(lèi)、胺化木質(zhì)素類(lèi)和季銨鹽類(lèi)中的一種或多種；非離子型乳化劑為聚乙二醇型、多元醇型和聚醚型中的一種或多種。7.按照權(quán)利要求5所述的乳化瀝青，其特征在于所述的陰離子型乳化劑為羧酸鹽類(lèi)、硫酸酯鹽類(lèi)和磺酸鹽類(lèi)乳化劑中的一種或多種；非離子型乳化劑為聚乙二醇型、多元醇型和聚醚型中的一種或多種。8.權(quán)利要求17任一所述的乳化瀝青的制備方法，包括如下步驟先把乳化劑溶于水中，然后再加入醇類(lèi)，制備成皂液并加熱到4(TC65t:備用，將基礎(chǔ)瀝青加熱至110°C165t:備用；將上述皂液和瀝青分別輸送到膠體磨中，經(jīng)膠體磨均勻分散及研磨后，成為水包油型乳液，當(dāng)乳液溫度降到7(TC以下時(shí)出系統(tǒng)，得到抗凍性乳化瀝青。9.按照權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述的乳液溫度降到40°C以下時(shí)出系統(tǒng)，得到抗凍性乳化瀝青。10.按照權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述的經(jīng)膠體磨研磨后的乳液未降到出系統(tǒng)溫度時(shí)，采用換熱的方式降溫，然后出系統(tǒng)。11.按照權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于所述的換熱采用冷卻器。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種抗凍性乳化瀝青及其制備方法。該乳化瀝青組合物中包括基礎(chǔ)瀝青、乳化劑、醇、水，所述的醇類(lèi)為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種。本發(fā)明的乳化瀝青使用低級(jí)脂肪醇，不加入柴油或煤油等稀釋劑，不但能夠縮短水分揮發(fā)的時(shí)間，加快混合料硬化速度，還能提高抗凍性能，在-5℃～-25℃時(shí)不凍結(jié)，而且還保持了原有瀝青的粘結(jié)性等優(yōu)良性能，避免了混合料冬季發(fā)生低溫收縮開(kāi)裂或凍融松散現(xiàn)象。本發(fā)明的抗凍性乳化瀝青可用于公路養(yǎng)護(hù)、維修。文檔編號(hào)C08J3/03GK101724278SQ200810228428公開(kāi)日2010年6月9日申請(qǐng)日期2008年10月29日優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日發(fā)明者劉樹(shù)華,寧愛(ài)民,張靜,徐青柏,李志軍,程國(guó)香,范思遠(yuǎn),陳保蓮,陳杰申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院