專利名稱：一種道路用乳化瀝青及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種道路用乳化浙青及其制備方法，特別是一種抗凍性乳化浙青及其制備方法，該乳化浙青可用于公路養(yǎng)護、維修。
背景技術：
在公路的養(yǎng)護及維修過程中，乳化浙青是一種常用的材料之一。與熱浙青相比，有節(jié)省能源、使用方便、環(huán)保等優(yōu)點。但以往所使用的乳化浙青存在抗凍性能較差的缺點，冬季儲存時很容易因凍結而破乳，以致無法繼續(xù)使用。此外，采用乳化浙青鋪筑的路面，冬季容易發(fā)生低溫收縮開裂或凍融松散，也是由于所采用的乳化浙青抗凍性能較差引起的。以往的乳化浙青只能在溫度高于_5°C時使用，當?shù)陀赺5°C則發(fā)生凍結，融溶后便發(fā)生破乳， 無法再使用。CN1M4708A公開了一種道路用冷拌冷鋪浙青料，是將浙青加熱至120°C溶融，加入稀釋劑(柴油或煤油)、樹脂、聚氨酯、防凍劑(乙二醇或二甘醇)、促凝劑，攪拌均勻而得。該浙青料是一種稀釋浙青，并不是乳化浙青，其中沒有水的成分。該方法為了彌補因稀釋劑的加入而使浙青喪失原有的粘結性等性能，加入了高分子物質樹脂和聚氨酯，不但步驟復雜，增加了制備成本，而且該專利產(chǎn)品不適于在有水存在的情況下使用，在應用時必須保證路面干燥，與乳化浙青相比，對施工環(huán)境條件要求較為嚴格。此外，加入柴油或煤油作為稀釋劑成本較高，而且當柴油或煤油揮發(fā)時還會污染空氣，操作人員在工作時會聞到很濃的油氣味，對人員的身體健康有害。添加乙二醇或二甘醇作為防凍劑，因其沸點較高不易揮發(fā)，不僅會使混合料的初凝時間延長，而且還會引起混合料松散，石料容易剝落。盡管該專利已經(jīng)加入了胺類促凝劑，使初凝時間加快，增強了石料表面的電荷性，從而提高了浙青與石料的粘附性，但由于柴油(或煤油)及乙二醇(或二甘醇)的加入，會明顯降低浙青的粘度和韌性，即使加入了胺類促凝劑也只能改善浙青與石料之間的粘附性，但無法改善石料與石料之間的粘結性。所以，該專利在粘結性方面存在問題。從其實施例中馬歇爾穩(wěn)定度數(shù)據(jù)也能夠看出，混合料的粘結性不好，所以穩(wěn)定度較小。CN101148M4A公開了一種冷灌縫浙青乳液及其制備方法，該浙青乳液中使用了少量的溶劑油，雖然較CN1M4708A中柴油或煤油的用量低，但仍會在一定程度上使浙青的粘結性變差，而且會增加成本，污染空氣。另外，CN101148M4A單獨使用了陽離子乳化劑或陰離子乳化劑，由于該浙青乳化體系較為復雜，而乳化劑單一，乳液的儲存穩(wěn)定性會存在問題。此外，該專利中使用了乙二醇或丙三醇，盡管二者抗凍性能好，但因其沸點較高不易揮發(fā)，應用后存留于混合料中，會使浙青的粘結性變差，使混合料不易硬化，新材料與舊路面之間的粘結性差，不易形成穩(wěn)固的粘結層。

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術中存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種抗凍性能好、粘結性好、成本低的道路用乳化浙青及其制備方法。該乳化浙青可以實現(xiàn)在_5°C _25°C時不凍結，避免了以往的乳化浙青因冬季凍結而引起破乳，造成資源浪費，同時還可避免采用以往的乳化浙青鋪筑的路面冬季發(fā)生凍結收縮開裂或凍融松散現(xiàn)象。 本發(fā)明道路用乳化浙青，包括浙青、陽離子型乳化劑、兩性離子型乳化劑、醇、水， 以乳化浙青的總重量計所用的醇類為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種，優(yōu)選為叔丁醇。所用的陽離子型乳化劑為季銨鹽類，選自十八烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十二烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基芐基氯化銨、 十六烷基三甲基芐基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或多種。所用的兩性離子型乳化劑為氨基羧酸及其鹽，可選自N-椰油基-β -氨基丙酸鈉、N-椰油基-β -氨基丙酸、N-月桂基-β -氨基丙酸、N-豆蔻基-β -氨基丙酸、N-牛油基-β -亞氨二丙酸二鈉、N-月桂基-β -亞氨二丙酸二鈉中的一種或多種。所用的浙青為石油浙青，包括直餾浙青、氧化浙青、溶劑脫油浙青、聚合物改性浙青中的一種或多種，其針入度為40 2101/10mm。所用的水可以是自來水、地下水、工業(yè)水及河水中的一種或多種。本發(fā)明道路用乳化浙青的制備方法是先把陽離子型乳化劑、兩性離子型乳化劑共同溶于水中，然后再加入醇類，制備成皂液并加熱到40°C 65°C備用；將浙青加熱至 110°C 165°C備用；將上述皂液和熱浙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，當乳液溫度降到70°C以下，最好是降到40°C以下時出系統(tǒng)，得到抗凍性乳化浙青。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，可以采用換熱的方式，比如冷卻器進行降溫，然后出系統(tǒng)。本發(fā)明的乳化浙青具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明所用的乳化劑是陽離子型與兩性離子型二者復配而成，尤其是陽離子型乳化劑選用季銨鹽類，兩性離子型乳化劑選用氨基羧酸及其鹽，兩者進行復配。該復配方案可有效發(fā)揮各自的特長，提高乳液的穩(wěn)定性。乳液與石料的拌合性能好，乳液與石料拌合后，浙青與石料的結合性好，粘結力大，有利于提高混合料的抗凍性和馬歇爾穩(wěn)定度。而且還能促進混合料硬化速度，縮短硬化時間。此外，采用本發(fā)明所述兩種乳化劑復配，可減少乳化劑用量，降低成本。2、本發(fā)明的抗凍性乳化浙青，由于低級脂肪醇與復合乳化劑同時存在于乳化浙青中，通過兩者的協(xié)同作用，不僅能夠提高乳液穩(wěn)定性，而且即使在_25°C反復凍融也不會發(fā)生結塊現(xiàn)象，具有很好的穩(wěn)定性和抗凍融性能。當在道路上應用后，一部分醇揮發(fā)出去并能夠同時將水分攜帶揮發(fā)，縮短水分揮發(fā)的時間，加快混合料硬化速度，可迅速開放交通，避免因道路維修造成的交通擁堵，一部分醇仍存留于浙青材料中起到抗凍效果，使混合料不易發(fā)生凍融松散現(xiàn)象，提高了路面維修質量。此外，由于低級脂肪醇的存在，提高了混合料的擴散性，當用于路面嵌縫修補時，混合料容易擴散到舊路面裂縫的深層部位，提高修補效浙青陽離子型乳化劑兩性離子型乳化劑
40. 0% 65. 0%, 0. 6. 0%, 0. 2. 0%, 10. 0% 20. 0%,
24. 8% 32. 0% ；水^ ο3、本發(fā)明不使用柴油或溶劑油等油品，可以保持浙青原有的良好性能，比如粘結性等，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題。4、本發(fā)明方法可以采用現(xiàn)有的工業(yè)裝置，不用進行改造即可實施。
具體實施例方式下面結合實施例詳細說明本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明不限于以下實施例。實施例1取針入度為1481/lOmm的遼河原油直餾浙青6400g，加熱至115°C備用。取陽離子型乳化劑十六烷基三甲基氯化銨10g，兩性離子型乳化劑N-椰油基-β-氨基丙酸鈉10g， 共同溶于2510g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入異丙醇1070g，充分攪拌均勻，加熱到 420C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。實施例2取針入度為981/10mm的茂名石化公司的阿曼原油溶劑脫油浙青6000g，加熱至 125°C備用。取陽離子型乳化劑十八烷基三甲基氯化銨600g，兩性離子型乳化劑N-月桂基-β -氨基丙酸22g，溶于1978g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入乙醇400g，叔丁醇 IOOOg,充分攪拌均勻，加熱到50°C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。實施例3取針入度為561/10mm的齊魯石化公司的科威特原油氧化浙青4200g，加熱至 155°C備用。取陽離子型乳化劑十八烷基三甲基芐基氯化銨220g，兩性離子型乳化劑N-牛油基-β -亞氨二丙酸二鈉200g，溶于3380g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入丙醇 2000g,充分攪拌均勻，加熱到55°C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，再通過冷卻器使乳液溫度降低到70°C 以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。實施例4取針入度為2081/10mm的SBS改性浙青5000g，加熱至162°C備用。取陽離子型乳化劑十二烷基二甲基芐基氯化銨150g，兩性離子型乳化劑N-月桂基- β -亞氨二丙酸二鈉80g，溶于3170g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入叔丁醇1600g，充分攪拌均勻，加熱到 620C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，再通過冷卻器使乳液溫度降低到40°C以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。比較例1取針入度為1481/lOmm的遼河原油直餾浙青6400g，加熱至115°C備用。取陽離子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，充分攪拌均勻，加熱到42°C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。比較例2取針入度為2081/10mm的SBS改性浙青5000g，加熱至162°C備用。取陽離子型乳化劑十二烷基二甲基芐基氯化銨150g，兩性離子型乳化劑N-月桂基- β -亞氨二丙酸二鈉80g，溶于3170g水中，待乳化劑充分溶解后，再加入乙二醇1600g，充分攪拌均勻，加熱到 620C，制備成皂液備用。然后將皂液和浙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，再通過冷卻器使乳液溫度降低到40°C以下，從系統(tǒng)的出口流出，得到抗凍性乳化浙青。具體結果見表1。表 權利要求
1.一種道路用乳化浙青，包括浙青、陽離子型乳化剤、兩性離子型乳化剤、醇、水，以乳 化浙青的總重量計浙青40. 0% 65. 0%，陽離子型乳化劑0.1% 6.0%，兩性離子型乳化劑0. 1 % 2. O %，醇10.0% 20.0%，水24. 8% 32.0%;所用的醇類為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種。
2.按照權利要求1所述的乳化浙青，其特征在于所述的醇類為叔丁醇。
3.按照權利要求1所述的乳化浙青，其特征在于所述的陽離子型乳化劑為季銨鹽類， 所述的兩性離子型乳化劑為氨基羧酸及其鹽。
4.按照權利要求3所述的乳化浙青，其特征在于所述的季銨鹽類選自十八燒基三甲基 氯化銨、十六燒基三甲基氯化銨、十二燒基三甲基氯化銨、十二燒基三甲基溴化銨、十八燒 基三甲基節(jié)基氯化銨、十六燒基三甲基節(jié)基氯化銨、十二燒基二甲基節(jié)基氯化銨中的一種 或幾種。
5.按照權利要求3所述的乳化浙青，其特征在于所述的氨基羧酸及其鹽選自N-椰油 基-0 -氨基丙酸鈉、N-椰油基-0 -氨基丙酸、N-月桂基-0 -氨基丙酸、N-豆蔻基-0 -氨 基丙酸、N-牛油基-0 -亞氨二丙酸二鈉、N-月桂基-0 -亞氨二丙酸二鈉中的一種或多種。
6.按照權利要求1所述的乳化浙青，其特征在于所用的浙青為針入度為40 2101/10mm的石油浙青。
7.按照權利要求6所述的乳化浙青，其特征在于所用的石油浙青為直溜浙青、氧化浙 青、溶劑脫油浙青和聚合物改性浙青中的一種或多種。
8.權利要求1 7任一所述的乳化浙青的制備方法，包括如下步驟先把陽離子型 乳化剤、兩性離子型乳化劑共同溶于水中，然后再加入醇類，制備成阜液并加熱到40で 65で備用，將浙青加熱至llCrC 165で備用；將上述阜液和熱浙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，當乳液溫度降到70で以下時出系統(tǒng)，得到 抗凍性乳化浙青。
9.按照權利要求8所述的制備方法，其特征在于所述的乳液溫度降到40で以下時出系 統(tǒng)，得到抗凍性乳化浙青。
10.按照權利要求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，采用換熱的方式降溫，然后出系統(tǒng)。
11.按照權利要求10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)明公開了一種道路用乳化瀝青及其制備方法。該乳化瀝青包括瀝青、陽離子型乳化劑、兩性離子型乳化劑、醇和水。所述的醇類為乙醇、丙醇、異丙醇和叔丁醇中的一種或多種。本發(fā)明的乳化瀝青在復合乳化劑與低級脂肪醇的協(xié)同作用下，在不加入柴油或煤油等稀釋劑的情況下，不但能夠縮短水分揮發(fā)的時間，加快混合料硬化速度，還能提高抗凍性能，在-5℃～-25℃時不凍結，而且還保持了原有瀝青的粘結性等優(yōu)良性能，避免了混合料冬季發(fā)生低溫收縮開裂或凍融松散現(xiàn)象。本發(fā)明的乳化瀝青用于公路養(yǎng)護、維修。
文檔編號C08L95/00GK102234434SQ201010227398
公開日2011年11月9日 申請日期2010年7月9日 優(yōu)先權日2010年4月23日
發(fā)明者寧愛民, 張靜, 李志軍, 程國香, 范思遠, 陳保蓮 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院