一種微表處用乳化瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種乳化瀝青及其制備方法，更具體地涉及一種微表處用乳化瀝青及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從20世紀(jì)30年代開始，乳化瀝青逐漸在道路工程中得到應(yīng)用，最初主要是陰離子 型瀝青乳液。至20世紀(jì)50年代又研制出了陽離子瀝青乳液，至此乳化瀝青技術(shù)迅速發(fā)展 起來。乳化瀝青的推廣和應(yīng)用在一定程度上改變了傳統(tǒng)的道路建設(shè)工藝，在環(huán)境保護(hù)、能源 利用和路面服務(wù)性能等方面都發(fā)揮了十分積極的作用。
[0003] 微表處是采用專用設(shè)備將聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑等按合理 配比拌和并攤鋪到原路面上，并能夠在攤鋪后1?2h內(nèi)迅速開放交通的薄層結(jié)構(gòu)。微表處 技術(shù)作為乳化瀝青技術(shù)的一個(gè)重要分支，可廣泛應(yīng)用于各等級(jí)公路的罩面和車轍填充，具 有防水、防滑、耐磨、耐久等作用，被認(rèn)為是修復(fù)道路車轍及其他多種路面病害的最有效、最 經(jīng)濟(jì)的手段之一，在歐美和澳大利亞已得到普及，并且正向世界其他地區(qū)推廣、發(fā)展。
[0004] 微表處用乳化瀝青既要求與集料有足夠的可拌和時(shí)間，還要在攤鋪后能迅速破乳 成型，快速開放交通，因此對(duì)乳化瀝青提出了很高的技術(shù)要求，其性能優(yōu)劣將直接影響施工 質(zhì)量和進(jìn)度。微表處用乳化瀝青所用的乳化劑要求為陽離子乳化劑，實(shí)踐證明，由陽離子 型瀝青乳化劑制備的乳化瀝青與石料表面吸附力強(qiáng)，抗剝落性能好，成型速度快，早期強(qiáng)度 高，但是由于其親水基團(tuán)具有較強(qiáng)的極性，因此破乳速度快，導(dǎo)致可拌和時(shí)間短，而微表處 混合料為冷拌冷鋪型混合料，施工過程中呈稀漿狀態(tài)，考慮到施工和易性及快速開放交通 的要求，因此微表處用瀝青乳化劑要求為慢裂快凝型，否則難以滿足施工要求。
[0005] 發(fā)明專利CN103030983A公開了一種高彈改性乳化瀝青，它主要由普通瀝青、乳化 劑、改性劑和水為原料制得的；所述的普通瀝青采用SK70#基質(zhì)瀝青，所述乳化劑為陽離子 瀝青乳化劑，所述改性劑由SBR膠乳、SBS膠乳及高彈1號(hào)改性劑組成。同時(shí)，專利權(quán)人在 CN103073232A中公開了利用上述高彈改性瀝青為原料的微表處混合料。上述兩發(fā)明所用的 瀝青乳化劑為慢裂快凝型陽離子瀝青乳化劑，但是未公開其具體結(jié)構(gòu)。
[0006] 授權(quán)號(hào)為CN102675890B的發(fā)明提供了一種微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化瀝 青及其制備方法，采用一定比例的瀝青、陽離子-陰離子-非離子三元復(fù)合乳化劑及助劑在 高剪切力作用下乳化而成的瀝青乳液。本發(fā)明所用的乳化劑為陽離子-陰離子-非離子三 元復(fù)合乳化劑，由烷基酰胺基多胺或胺化木質(zhì)素陽離子表面活性劑、烷基磺酸鈉或木質(zhì)素 磺酸鹽陰離子表面活性劑、聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性劑組成，配方復(fù)雜，存在 配伍性問題。
[0007] 發(fā)明專利為CN104046047A公開了一種適用于冷拌冷鋪瀝青混合料的改性乳化瀝 青及其制備方法，它主要由SBS改性瀝青、五甲基烷基三亞甲基二季銨鹽類乳化劑、聚乙二 醇類乳化劑、烷基酚聚氧乙稀烷類乳化劑、流變改性劑、增塑劑制得。本文主要講述了 SBS 改性瀝青和SBS改性乳化瀝青的制備方法，并未詳細(xì)指出所用乳化劑的結(jié)構(gòu)及類型且所述 的乳化劑配方較為復(fù)雜。
[0008] 發(fā)明專利為CN104018411A提供一種瀝青路面車轍修補(bǔ)用MS-7型改性乳化瀝青稀 漿混合料，主要由集料、改性乳化瀝青和水制得。主要講述了制備改性乳化瀝青稀漿混合料 所用的集料及制備方法，并未介紹改性乳化瀝青的生產(chǎn)方法，也未指出乳化劑的種類及結(jié) 構(gòu)。
[0009] 經(jīng)上述分析，微表處用乳化瀝青，要求與集料有足夠的可拌和時(shí)間，還要在攤鋪后 能迅速破乳成型，快速開放交通，目前微表處用乳化瀝青普遍存在慢裂快凝效果不好，與集 料適應(yīng)性差，價(jià)格昂貴，原料來源受限制及環(huán)境友好性不佳等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種微表處用乳化瀝青及其制 備方法。
[0011] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0012] 一種微表處用乳化瀝青，它主要由普通瀝青、乳化劑、改性劑為原料制得，各原料 按重量百分比由以下組分構(gòu)成：
[0013]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種微表處用乳化瀝青，其特征在于：它主要由普通瀝青、乳化劑、改性劑為原料制 得，各原料按重量百分比由以下組分構(gòu)成： 組份 重量百分比 沏青 50-70% 乳化劑 1.0-3.0% 改性劑 3.0-5.0%。 余量為水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微表處用乳化瀝青，其特征在于：所述的普通瀝青為普通 AH-70、AH-90基質(zhì)瀝青；所述的乳化劑為陽離子型乳化劑；所述的改性劑為SBR膠乳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的微表處用乳化瀝青，其特征在于：所述陽離子型乳化劑為咪 唑啉型瀝青乳化劑；具體的制備方法為：以摩爾比為I : 1?2的有機(jī)酸與有機(jī)多胺為反 應(yīng)原料，加入占反應(yīng)原料總重量為20?50wt%的溶劑，攪拌升溫至140?180°C，恒定溫度 反應(yīng)2?4小時(shí)，然后在真空條件下升高反應(yīng)體系溫度至220?260°C，繼續(xù)反應(yīng)2?6小 時(shí)，脫除溶劑和生成的水，得到咪唑啉中間體，將溫度降至70?90°C后，加入與咪唑啉中間 體摩爾比為I : 1?1. 5 : 1?1. 5的有機(jī)酮和有機(jī)醛，將體系pH值調(diào)至2?6,在90? 130°C條件下攪拌反應(yīng)2?4小時(shí)，即得到瀝青乳化劑產(chǎn)品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的微表處用乳化瀝青，其特征在于：所述有機(jī)酸為癸酸、月桂 酸、十四酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、環(huán)烷酸、妥爾油酸、松香酸中的一種或幾種；所述的有機(jī) 多胺為乙二胺、羥乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一種；所述的有機(jī) 酮為丙酮、丁酮、戊酮、環(huán)己酮中的一種；所述的有機(jī)醛為甲醛、甲醛水溶液或可解離出甲醛 的聚甲醛中的一種；所述的溶劑為甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯、混二甲苯、石油醚 中的一種；所述的調(diào)節(jié)pH值所用的酸為鹽酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的微表處用乳化瀝青的制備方法，其特征在于，具體 步驟如下： (1)將所述的普通瀝青加熱至110-140°C ; ⑵將乳化劑加入水中配制成水溶液，之后加入改性劑，制得皂液，酸將皂液pH值調(diào)為 2?5,然后加熱至45?70°C ; (3)將皂液迅速倒入乳化機(jī)膠體磨中剪切，然后將步驟（1)的熱熔的瀝青緩慢均勻地 倒入剪切中的皂液中，并同時(shí)進(jìn)行人工攪拌，剪切Imin后即得到乳化瀝青。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的微表處用乳化瀝青制備方法，其特征在于：所述的調(diào)節(jié)pH值 所用的酸為鹽酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微表處用乳化瀝青，它主要由普通瀝青、乳化劑、改性劑為原料制得，各原料按重量百分比由以下組分構(gòu)成：組份重量百分比瀝青50-70％、乳化劑1.0-3.0％、改性劑3.0-5.0％。余量為水。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于生產(chǎn)乳化瀝青所用的陽離子瀝青乳化劑，乳化劑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以咪唑啉結(jié)構(gòu)為基體，通過對(duì)其進(jìn)行接枝改性，調(diào)節(jié)親水基團(tuán)與集料表面的吸附作用，控制乳化瀝青的破乳速率。本發(fā)明以有機(jī)酸、有機(jī)多胺制備咪唑啉中間體，再將咪唑啉中間體與有機(jī)醛和有機(jī)酮經(jīng)曼尼希反應(yīng)進(jìn)行改性，調(diào)節(jié)親水端的電荷強(qiáng)度和空間位阻，改善慢裂性能和乳化性能，以使制備的乳化瀝青具有良好的慢裂快凝效果，達(dá)到微表處快速開放交通的要求。
【IPC分類】C08J3-03, C08L95-00, C08L9-06
【公開號(hào)】CN104530726
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410778535
【發(fā)明人】范維玉, 孔祥軍, 姚艷, 劉娜娜, 翟哲, 羅輝, 徐振, 梁明, 南國枝, 錢成多, 孫華東
【申請(qǐng)人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月9日