一種納米粘土/丁苯橡膠濕法改性乳化瀝青的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及道路瀝青技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種濕法改性乳化瀝青的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從上世紀(jì)九十年代開(kāi)始，中國(guó)進(jìn)入了公路建設(shè)快速發(fā)展的時(shí)期，到2014年底，全國(guó) 公路總里程達(dá)到446.39萬(wàn)公里，其中高速公路11.19萬(wàn)公里。在2020年將形成"五縱七橫"的 國(guó)道主干線(xiàn)總體布局，公路建設(shè)有利的推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。
[0003] 路面的服務(wù)性能是公路發(fā)揮作用的重要保證，不僅要修建高質(zhì)量的新路面，同時(shí) 也要對(duì)使用中的路面進(jìn)行及時(shí)地維修養(yǎng)護(hù)，來(lái)提高已有路面的服務(wù)性能。公路建設(shè)和維修 資金的需求越來(lái)越大，因此尋找一種費(fèi)用低、效果好的瀝青材料是目前的研究熱點(diǎn)。
[0004] 乳化瀝青具有能夠冷施工、節(jié)約原料、延長(zhǎng)施工季節(jié)、減少環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn) 代工程對(duì)乳化瀝青的溫度敏感性、抗老化性能等提出了更高的要求，因此改性乳化瀝青應(yīng) 運(yùn)而生。
[0005] 改性乳化瀝青是以乳液狀高分子聚合物對(duì)乳化瀝青進(jìn)行改性或?qū)Ω叻肿泳酆衔?改性瀝青進(jìn)行乳化所得。它既具有橡膠改性瀝青的特性，同時(shí)也保留了乳化瀝青的優(yōu)點(diǎn)，可 用于高等路面的日常養(yǎng)護(hù)、橋面鋪筑、隧道防護(hù)、地下建筑和屋面防水等工程中。
[0006] 我國(guó)的改性乳化瀝青技術(shù)中常用的改性劑有丁苯橡膠(SBR)和苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯嵌段共聚物(SBShSBR低溫性能好，高溫性能和粘度相對(duì)偏低，但改性工藝簡(jiǎn)單，乳液 性能穩(wěn)定，且成本較低。
[0007] SBS高低溫性能好，粘結(jié)力強(qiáng)，但改性工藝復(fù)雜，乳液易離析，且成本高。使用粘土 作為改性劑時(shí)，瀝青的高溫性能有所提高，但延度降低使乳化瀝青的低溫性能并無(wú)改善。
[0008] 本發(fā)明結(jié)合丁苯橡膠的價(jià)廉、性能穩(wěn)定以及層狀納米粘土良好的阻隔性能，將粘 土懸浮液和丁苯膠乳高速攪拌進(jìn)行乳液共混，所得的納米粘土 / 丁苯膠乳共混液作為瀝青 改性劑，對(duì)乳化瀝青進(jìn)行改性。同時(shí)采用高速攪拌機(jī)對(duì)改性劑進(jìn)行高速分散，有效確保了改 性劑在瀝青中的均勻分散，可以充分發(fā)揮改性劑的優(yōu)良性能，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用 前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明涉及一種納米粘土 / 丁苯橡膠濕法改性乳化瀝青的方法，屬于道路瀝青技 術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將基質(zhì)瀝青與乳化劑混合得到乳化瀝青，選用納米粘土和丁苯膠乳高速攪 拌制備而成的改性劑對(duì)乳化瀝青進(jìn)行改性，以高速剪切機(jī)作為分散設(shè)備，具體制備過(guò)程包 括乳液共混和剪切混合兩步。本發(fā)明制備的改性乳化瀝青克服了傳統(tǒng)改性乳化瀝青不易混 合均勻、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。該制備方法可行性好，工藝簡(jiǎn)單易于操作，具有良好的應(yīng)用 效果和實(shí)用價(jià)值。
[0010] -種納米粘土/丁苯橡膠濕法改性乳化瀝青的方法，其特征在于:包括以下步驟： (1)將乳化劑和水配成質(zhì)量百分比為0.5%~10%的乳化皂液，其中陰離子乳化劑與非離子 乳化劑的復(fù)配質(zhì)量比為1:0.5~5。（2)取上述乳化皂液與溫度為120~150°C的基質(zhì)瀝青混 合，其中乳化皂液質(zhì)量是瀝青質(zhì)量的50%~100%，乳化時(shí)間為1~5min，在乳化機(jī)轉(zhuǎn)速200 ~700r/min的條件下得到乳化瀝青；（3)將5~20%的納米粘土懸浮液和20~40%丁苯膠乳 混合，其中粘土與丁苯膠乳干膠的質(zhì)量比為1:1~5,經(jīng)攪拌得到納米粘土 / 丁苯膠乳共混液 作為瀝青改性劑；（4)最后將上述瀝青改性劑加入到乳化瀝青中，改性劑質(zhì)量是乳化瀝青質(zhì) 量的5~20%，在高速剪切機(jī)轉(zhuǎn)速300~700r/min的條件下，剪切3~lOmin獲得改性乳化瀝 青。
[0011] 進(jìn)一步，所述陰離子乳化劑為季銨鹽類(lèi)或硫酸鹽類(lèi)，非離子型乳化劑為烷基酚聚 氧乙烯醚。
[0012] 進(jìn)一步，所述粘土選自綠土、蒙脫土、累托石、滑石粉、貝得石、水輝 [0013] 石、娃石、多水高嶺土，以及上述黏土的混合。
[0014] 進(jìn)一步，所用瀝青為:70號(hào)、90號(hào)、100號(hào)瀝青，以及上述瀝青的混合。
[0015]本發(fā)明中，納米粘土易與瀝青組分發(fā)生作用，實(shí)現(xiàn)丁苯膠乳與瀝青的界面結(jié)合，增 強(qiáng)了相容性，大大提高了改性乳化瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。納米粘土 / 丁苯膠乳的加入使部分瀝 青原有膠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，重新構(gòu)成一種混合的膠體結(jié)構(gòu)，相對(duì)減少了高溫環(huán)境中易流動(dòng) 的輕質(zhì)組分，進(jìn)而改善了瀝青的溫度敏感性，使其具有更優(yōu)異的路用性能。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)成果相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0017] (1)本發(fā)明選用高速攪拌后的粘土丁苯橡膠共混液可在瀝青中更好的分散均勻。
[0018] (2)本發(fā)明中所得的改性乳化瀝青大大改善了儲(chǔ)存穩(wěn)定性及路用性能。
[0019] (3)本發(fā)明中所得的改性乳化瀝青的軟化點(diǎn)相對(duì)有所提高，其性能指標(biāo)能達(dá)到交 通部產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0020] (4)本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單易于操作，性能穩(wěn)定，成本低廉等特點(diǎn)，。
[0021] (5)本發(fā)明環(huán)保高效，能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】 [0022] 實(shí)施例1
[0023] 取0.5g乳化劑，加入99.5g水，在60°C水浴下溶解完全得到固含量為0.5%的乳化 皂液，其中十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配質(zhì)量比例為1:0.5。取100g固含量為 0.5%乳化皂液加入到20(^溫度為120°(3的70號(hào)基質(zhì)瀝青中，在20(^/1^11的乳化機(jī)中乳化 lmin，得到乳化瀝青。取5g蒙脫土，加入95g水，攪拌混合后得到固含量為5%的粘土懸浮液， 取100g固含量為5 %粘土懸浮液加入到100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20 %的丁苯膠乳中混合均勻得到納 米粘土/丁苯橡膠共混液。取15g納米粘土/丁苯橡膠共混液與300g乳化瀝青混合，在高速剪 切機(jī)轉(zhuǎn)速300r/min下剪切3min，得到納米粘土 / 丁苯橡膠改性乳化瀝青。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 取20g乳化劑，加入180g水，在80°C水浴下溶解完全得到固含量為10%的乳化皂 液，其中十二烷基硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配質(zhì)量比例為1:5。取200g固含量為10%乳 化皂液加入到200g溫度為150°C的90號(hào)基質(zhì)瀝青中，在700r/min的乳化機(jī)中乳化5min，得到 乳化瀝青。取20g高嶺土，加入80g水，攪拌混合后得到固含量為20 %的粘土懸浮液，取100g 固含量為20%粘土懸浮液加入到125g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的丁苯膠乳中混合均勻得到納米粘 土 / 丁苯橡膠共混液。取80g納米粘土 / 丁苯橡膠共混液與400g乳化瀝青混合，在高速剪切機(jī) 轉(zhuǎn)速700r/min下剪切l(wèi)Omin，得到納米粘土 / 丁苯橡膠改性乳化瀝青。
[0026] 實(shí)施例3
[0027]取3g乳化劑，加入147g水，在70°C水浴下溶解完全得到固含量為2 %的乳化皂液， 其中十二烷基硫酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配質(zhì)量比例為1:2。取150g固含量為2%乳化皂 液加入到200g溫度為130°C的90號(hào)基質(zhì)瀝青中，在400r/min的乳化機(jī)中乳化3min，得到乳化 瀝青。取15g硅石，加入85g水，攪拌混合后得到固含量為15 %的粘土懸浮液，取1 OOg固含量 為15%粘土懸浮液加入到225g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的丁苯膠乳中混合均勻得到納米粘土 / 丁苯 橡膠共混液。取50g納米粘土/丁苯橡膠共混液與350g乳化瀝青混合，在高速剪切機(jī)轉(zhuǎn)速 400r/min下剪切6min，得到納米粘土 / 丁苯橡膠改性乳化瀝青。
[0028] 實(shí)施例4
[0029] 取12g乳化劑，加入188g水，在65°C水浴下溶解完全得到固含量為6 %的乳化皂液， 其中十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚復(fù)配質(zhì)量比例為1:0.5。取200g固含量為6%乳 化阜液加入到200g溫度為135°C的90號(hào)基質(zhì)瀝青中，在500r/min的乳化機(jī)中乳化4min，得到 乳化瀝青。取20g蒙脫土，加入80g水，攪拌混合后得到固含量為20 %的粘土懸浮液，取100g 固含量為20%粘土懸浮液加入到50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2