專利名稱：一種高固含量乳化瀝青環(huán)保冷補(bǔ)液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青路面用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液及其制備方法。
背景技術(shù)：
浙青路面長(zhǎng)年遭受風(fēng)吹、雨淋、日曬、凍融等自然環(huán)境的損傷，使浙青路面和礦物粒料不斷有物理和化學(xué)的變化，逐漸降低其適應(yīng)氣候變化的能力。隨著交通量的猛增，行車荷載的超重，在重負(fù)荷載反復(fù)碾壓下，使局部承受強(qiáng)度低的路面形成開裂和破壞，而許多坑洼或坑槽也伴隨開裂而生。路面坑槽的產(chǎn)生，降低行車速度、舒適性及安全性，因而要及時(shí) 對(duì)路面產(chǎn)生的坑槽進(jìn)行修補(bǔ)，做到路面的及時(shí)養(yǎng)護(hù)，延長(zhǎng)道路的使用壽命。當(dāng)今大氣污染和能源緊張是人類共同面臨的挑戰(zhàn)，如何在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，保護(hù)生存環(huán)境、節(jié)約自然資源成為世界各國(guó)面臨的課題。因而在研發(fā)選擇路面材料時(shí)應(yīng)綜合考慮其經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境影響、材料消耗等各方面因素。使用乳化浙青比使用稀釋浙青可以節(jié)省大量的能源。按照美國(guó)地浙青協(xié)會(huì)(Al)的分析，生產(chǎn)含40%稀釋劑的稀釋浙青需要消耗熱能16700kJ/L，而生產(chǎn)IL乳化浙青只需1151kJ的熱能。也就是說，使用稀釋浙青筑路消耗的熱能是使用乳化浙青的14. 5倍。使用乳化浙青筑路比使用熱浙青也會(huì)節(jié)省大量的能源。采用熱浙青修筑路時(shí)，一般需要采用大量的能源為浙青材料和礦料加熱，采用乳化浙青筑養(yǎng)路時(shí)，只需在浙青乳化時(shí)一次加熱，而且浙青加熱溫度只需11(T140°C。根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，用乳化浙青筑養(yǎng)路比用熱浙青可節(jié)約熱能50%以上。乳化浙青可以在礦料表面形成很薄的、均勻的浙青膜，保證礦料之間能有足夠的結(jié)構(gòu)浙青，并使混合料中的自由浙青降低到最適宜程度，因此使用乳化浙青筑路，可以顯著降低浙青用量，據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算乳化浙青修筑路，可比使用熱浙青和稀釋浙青平均節(jié)約浙青材料 I5% 45%。熱浙青車間由于浙青加熱溫度高(16(Tl8(TC )，加熱時(shí)間長(zhǎng)，浙青蒸汽中的有害物質(zhì)對(duì)于環(huán)境污染嚴(yán)重。稀釋浙青在摻加稀釋劑時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，對(duì)環(huán)境造成的污染比熱浙青還要大。乳化浙青車間的生產(chǎn)過程都是密封狀態(tài)中進(jìn)行，浙青的加熱溫度低，加熱時(shí)間短，污染程度輕。施工階段乳化浙青也要比熱浙青和稀釋浙青對(duì)環(huán)境的污染要小得多。稀釋浙青中一般有109Γ50%的柴油、煤油等輕質(zhì)油分，噴灑或者拌合施工后，稀釋浙青中的輕質(zhì)油分揮發(fā)到空氣中，在造成資源浪費(fèi)的同時(shí)，還會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染，而乳化浙青石水分蒸發(fā)到空氣中，避免了對(duì)環(huán)境的污染。此外乳化浙青在常溫下進(jìn)行施工，改善不利的施工條件，延長(zhǎng)施工季節(jié)，采用乳化浙青修筑路，可以少受陰濕氣候和低溫的影響，發(fā)現(xiàn)路面病害可以及時(shí)修補(bǔ)?，F(xiàn)階段市場(chǎng)上冷補(bǔ)浙青混合料的膠結(jié)料種類分為聚合物預(yù)聚體和輕質(zhì)油(大多為柴油)稀釋浙青兩大類。以聚合物預(yù)聚體為主要添加劑的混合料和以稀釋浙青作為膠結(jié)料的混合料都多含有輕質(zhì)油分(大多為柴油)，此類冷補(bǔ)料有良好的施工和易性及水穩(wěn)定性，而且儲(chǔ)存時(shí)間也比較長(zhǎng)，但由于混合料中含有較多的輕質(zhì)油分，揮發(fā)十分緩慢，會(huì)對(duì)混合料的強(qiáng)度和耐久性帶來不利影響。乳化浙青類冷補(bǔ)液作為膠結(jié)料能克服這種缺點(diǎn)。目前使用的乳化浙青內(nèi)相體積濃度(蒸發(fā)殘留物含量)較低，一般不超過55%，乳化浙青呈乳液狀態(tài)，流動(dòng)性較大，體系內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)速度快，相互碰撞的機(jī)率大，分布在水中的浙青在相互碰撞的過程中，容易擺脫乳化劑的連接力，發(fā)生絮凝(可逆)、聚結(jié)(不可逆)，增加了乳化浙青不穩(wěn)定性，限制了乳化浙青的運(yùn)輸、貯存和使用。增加乳化浙青的濃度是提高乳化浙青穩(wěn)定性和其它使用性能的最為有效的方法，然而所生產(chǎn)的乳化浙青，內(nèi)相體積濃度過高后，乳化浙青呈硬化，加水稀釋困難，一般用于燃料油而不能再公路建設(shè)、養(yǎng)護(hù)以及維修中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)今國(guó)內(nèi)乳化浙青類冷補(bǔ)液穩(wěn)定性的不足，又不消減乳化浙青其它優(yōu)異的使用性能，而提供一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液及其制備方法， 該方法制備工藝簡(jiǎn)單，所制備的冷補(bǔ)液具有濃度高、環(huán)保、穩(wěn)定性好、可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸、粘結(jié)性好，成本低的特點(diǎn)。本發(fā)明提出的一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，按重量百分比由以下組分構(gòu)成
組份重量百分比
浙青60% 80%
陽(yáng)離子乳化劑O. 05°/Γ 5%
兩性離子型乳化劑O. 05°/Γ 5%
穩(wěn)定添加劑O. 01% 15%
PH調(diào)節(jié)劑的加入量為控制冷被液的pH值為2-7 ；
其余為水，其總重量滿足100%。本發(fā)明中，所用的浙青為石油浙青，包括直餾浙青、氧化浙青、溶劑脫浙青或聚合物改性浙青中的一種或多種，針入度范圍在3(Γ200，以O(shè). Imm為單位。本發(fā)明中，所述陽(yáng)離子乳化劑可以包括，但并非限定于，如下(I)季銨鹽類，可包括十六 十八烷基三甲基氯化銨、十四 十八烷基二甲基羥乙基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十六 十八烷基三甲基芐基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨或雙季銨鹽等一種或組合；(2)烷基胺類，可包括烷基丙烯二胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、椰子油胺、牛脂胺、氫化牛脂胺、油胺、二十二烷基胺、大豆油胺或烷基丙烯多胺等一種或組合；(3)酰胺基胺類，可包括N-氨乙基酰胺或烷基酰胺基多胺等一種或組合；(4)木制胺類，可包括氯化2羥基-3-木質(zhì)素亞丙基三甲基胺或木質(zhì)胺等一種或組合；(5)咪唑啉類，包括I-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2或I-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2-鹽酸鹽等一種或組合。本發(fā)明中，所述兩性離子型乳化劑可以為氨基羧酸及其鹽，但并非限定于，如下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-豆蘧基-β -氨基丙酸、N-牛油基-β -亞氨二丙酸二鈉或N-月桂基-β -亞氨二丙酸二鈉中的一種或組合。
本發(fā)明中，所述pH調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硝酸、硫酸或磷酸的一種，pH調(diào)節(jié)劑的加入主要是提高乳化劑的反應(yīng)活性以及增加貯存的穩(wěn)定性。本發(fā)明中，所述穩(wěn)定添加劑可為三氯化鐵(FeCL3)、氯化鎂(MgCL2)、氯化銨(NH4CL)、氯化鈣(CaCL2)、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素或明膠等一種或組合。穩(wěn)定劑的加入用以提高乳化浙青冷補(bǔ)液的貯存穩(wěn)定性。本發(fā)明中，所用水可以包括自來水、地下水、工業(yè)水或河水中的一種或多種。本發(fā)明提出的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液的制備方法，具體步驟如下
(1)制備浙青選擇適宜的浙青品牌和標(biāo)號(hào)后，將浙青加熱到11(T135°C；
(2)制備乳化劑水溶液將陽(yáng)離子乳化劑、兩性離子乳化劑、pH調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定添加劑加入到55 75°C的水中攪拌溶解，形成乳化劑水溶液； (3)將步驟(I)得到的浙青和步驟(2)得到的乳化劑水溶液一起加入到乳化機(jī)中，經(jīng)過增壓、剪切及研磨，使浙青形成均勻、細(xì)小的顆粒，穩(wěn)定而均勻地分散在乳化劑水溶液中，形成水包油的浙青乳狀液。本發(fā)明使用時(shí)將所制備的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液按所需濃度進(jìn)行稀釋，取高固含量乳化浙青加入貯罐，按所需浙青重量濃度加入水，定期進(jìn)行攪拌，以減緩其離析。本發(fā)明的有益效果在于所發(fā)明的乳化浙青濃度高，穩(wěn)定性能好，可遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，加水容易稀釋，減少制備時(shí)間，縮短了施工周期，簡(jiǎn)化了乳化浙青的生產(chǎn)工藝，從而降低了生產(chǎn)成本，可在浙青道路建設(shè)和維修中推廣使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I
一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其中浙青為70號(hào)道路浙青(針入度為73，單位O. Imm);選用十四烷基二甲基羥乙基氯化銨和N-月桂基-β-氨基丙酸作為混合乳化劑；選用鹽酸作為PH值調(diào)節(jié)劑；選用聚乙烯醇作為穩(wěn)定添加劑；水取日常所用的自來水。以生產(chǎn)本發(fā)明高固含量乳化浙青產(chǎn)品IOOkg為例所用的原料及其配合比如表I所示
表I一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液配方設(shè)計(jì)表
權(quán)利要求
1.一種高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于按重量百分比由以下組分構(gòu)成組份重量百分比 浙青60% 80% 陽(yáng)離子乳化劑O. 05°/Γ 5% 兩性離子型乳化劑O. 05°/Γ 5% 穩(wěn)定添加劑O. 01% 15% PH調(diào)節(jié)劑的加入量為控制冷被液的pH值為2-7 ； 其余為水，其總重量滿足100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所用的浙青為石油浙青，包括直餾浙青、氧化浙青、溶劑脫浙青或聚合物改性浙青中的一種或多種，針入度范圍在30 200，以O(shè). Imm為單位。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所述陽(yáng)離子乳化劑為季銨鹽類、烷基胺類、酰胺基胺類、木制胺類或咪唑啉類一種或組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所述兩性離子型乳化劑為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-豆蘧基-β -氨基丙酸、N-牛油基-β -亞氨二丙酸二鈉或N-月桂基-β -亞氨二丙酸二鈉中的一種或組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所述pH值調(diào)節(jié)劑為鹽酸、硝酸、硫酸或磷酸的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所述穩(wěn)定添加劑為三氯化鐵、氯化鎂、氯化銨、氯化鈣、聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素或明膠一種或組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液，其特征在于所用水為自來水、地下水、工業(yè)水或河水中的一種或多種。
8.—種如權(quán)利要求I所述的高固含量乳化浙青環(huán)保冷補(bǔ)液的制備方法，其特征在于具體步驟如下 (1)制備浙青選擇適宜的浙青品牌和標(biāo)號(hào)后，將浙青加熱到11(T135°C； (2)制備乳化劑水溶液將陽(yáng)離子乳化劑、兩性離子乳化劑、pH調(diào)節(jié)劑和穩(wěn)定添加劑加入到55 75°C的水中攪拌溶解，形成乳化劑水溶液； (3)將步驟(I)得到的浙青和步驟(2)得到的乳化劑水溶液一起加入到乳化機(jī)中，經(jīng)過增壓、剪切及研磨，使浙青形成均勻、細(xì)小的顆粒，穩(wěn)定而均勻地分散在乳化劑水溶液中，形成水包油的浙青乳狀液。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高固含量乳化瀝青環(huán)保冷補(bǔ)液及其制備方法，由60%~80%重量的瀝青、0.05%~15%重量的乳化劑、0.01%~15%重量的穩(wěn)定添加劑、余量為水和pH調(diào)節(jié)劑制成的乳化瀝青環(huán)保冷補(bǔ)液。制備方法為將所選適宜的瀝青加熱到110~135℃并保持在該溫度，將乳化劑、穩(wěn)定添加劑、pH調(diào)節(jié)劑加到55~75℃的水中攪拌成所需的乳化劑水溶液，將一定配比的瀝青和乳化劑水溶液一起加入乳化機(jī)，經(jīng)過增壓、剪切、研磨等機(jī)械作用制備成高固含量乳化瀝青環(huán)保冷補(bǔ)液。
文檔編號(hào)C08J3/03GK102766341SQ20121029908
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者曲宏, 朱興發(fā), 陳奇 申請(qǐng)人:上海申橋科技發(fā)展有限公司