CN101205346A - 彩色胶结料乳液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
彩色胶结料乳液及其制备方法，它分为乳液A和乳液B，其特征在于：乳液A主要由浅色石油馏分油25－45份，石油树脂30－70份，油溶性有机颜料3－8份三者的均匀混合液乳化而成；乳液B为丁苯热塑弹性体胶乳；乳液A与乳液B按80－95∶5－20份数比例混合均匀，成为彩色胶结料乳液。不需再行乳化而可直接冷施工，具有稳定、节能、省料与环保的特点。
Description
技术领域
涉及一种乳化沥青，属于路面建筑材料。
背景技术
用彩色混合料铺装路面，对于区分路段和车道的功能，提高驾驶员的识别效果，增加道路的通行能力和强化交通安全以诱导车流、使交通管理直观化以及采用彩色混合料装饰城市街道、广场、公园、住宅小区的人行道以及体育场地等以美化城市、展示城市风貌、改善居住环境，不仅是人们交通意识的加强及物质生活水平提高的需求，同时也是社会进步与物质文明的体现。国内已成功地在北京、厦门、广州、宁波、桂林、烟台等20多个城市进行了铺筑，效果颇佳。
彩色胶结混合料通常由彩色胶结料或浅色胶结料与浅色石料或彩色石料拌制而成。浅色胶结料是在120℃～180℃下经混炼富芳矿物油类、树脂类和聚合物类材料等而成。将无机颜料加入到浅色胶结料中而成为彩色胶结料。高华等以克拉玛依稠油馏分作为基础原料，加入多种高分子聚合物作为填充剂、改性剂以及化学偶联剂和稳定剂，通过加热搅拌生产改性彩色沥青系列产品。石财彦等制备的彩色沥青是将重交沥青抽提除去沥青中的黑色素、加入SBS改性剂、进口染料、珠光研磨反应后合成。汪成夫发明的彩色胶结料则由环氧树脂、液态环氧树脂稀释增韧剂、无机颜料和液态环氧树脂固化剂组成。ES温拌式彩色胶结料是一种在常温下制成的双组分有机胶结材料，其A组分含高分子聚合物EPS、改性剂EB、有色无机颜料，B组分为高分子聚合物反应改性剂HJ与稳定剂MB的混合物。上述胶结料的主要性能均可满足我国重交通道路沥青的技术要求，或与国外同类产品性能相当。
但现有彩、浅色胶结料以热铺装形式为主，亦或将彩色胶结料乳化后再行冷铺，前者在一定的程度上造成环境污染与较高能耗，后者存在工艺技术条件苛刻等困难。目前，让城市环境绿起来城市道路亮起来城市交通快起来的当务之急，不仅仅是要突破价格瓶颈，同时需要解决环境污染以及施工不便等问题。
文献1中报道了一种用于彩色封层和路面的人工合成沥青乳状液，由透明胶结料、乳胶、水和乳化剂组成。该透明胶结料包含：1)由石油馏分经过萃取，富集芳烃后得到的高粘度集芳烃混合物；2)石油树脂等。所用颜料为不容性偶氮顔料(黄色)、酞菁铜(绿色)等有机颜料。在制备方法上，该文献首先制备浅色胶结料，然后将其乳化，得到非离子或阳离子浅色胶结料乳状液，第三步是浅色胶结料乳状液与乳胶混合。最后是乳状液着色，而且，颜料是直接拌入或以乳状液形式加入。
这种技术方案的缺点是：由于所用颜料为非油溶性物质，不能很好的分散在胶结料乳液中，当机械搅拌强度不够时可能导致色彩不均匀。此外，在服务期间，因胶结料老化，胶结性下降，颜料颗粒剥离而褪色，影响色彩效果。
文献1：Synthetic bitumen emulsion for cold applied colored coatings onseals and road surfaces，consists of a clear binder，a latex，water andemulsifier.Patent Number(s)：EP1184423-A；EP1184423-A1；US2002052431-A1；FR2813309-A1；JP2002146213-A；US6767957-B2；EP1184423-B1；DE60120301-E；ES2267694-T3；DE60120301-T2
发明内容
本发明的目的是解决现有彩、浅色胶结料热铺污染环境、施工不便，或冷铺工艺技术条件苛刻等问题，提供一种不需再行乳化而可直接冷施工的路用彩色胶结料乳液，在保证满足彩色胶结料性能指标的前提下，通过改变彩色胶结料乳液的组分和制备方法，达到稳定、节能、省料与环保。
本发明的技术方案是：彩色胶结料乳液，它分为乳液A和乳液B，其特征在于：
乳液A主要由浅色石油馏分油25-45份，石油树脂30-70份，油溶性有机颜料3-8份三者的均匀混合液乳化而成；
乳液B为丁苯热塑弹性体胶乳；
乳液A与乳液B按80-95∶5-20份数比例混合均匀，成为彩色胶结料乳液。
如上所述的彩色胶结料乳液，其特征在于：乳液A与乳液B按92-95∶5-8份数比例混合均匀。
上述彩色胶结料乳液的制备方法，其特征在于：将浅色石油馏分油、石油树脂和油溶性有机颜料在120℃～140℃下混合均匀，然后加入60℃左右表面活性剂水溶液，通过乳化机械进行乳化得到乳液A；乳液A和乳液B混合均匀得到彩色胶结料乳液。
如上所述的彩色胶结料乳液的制备方法，其特征在于：乳液A和乳液B分装储备，现场使用时再混合获得目的产物。
有益的效果：1不掉色；2节能；3省料；4环保。
1、不掉色：本发明由于采用了油溶性有机颜料，而且先将油溶性有机颜料与浅色石油馏分油和石油树脂均匀后再乳化，所用油溶性有机颜料能很好的分散在胶结料乳液中因此在服务期间，即使胶结料老化，胶结性下降，颜料颗粒也不会剥离而褪色，其色彩效果可以保持长久不变。
2、节能：目前，彩、浅色胶结料的制备通常是在120℃～180℃下混炼富芳矿物油类、树脂类和聚合物类材料而成，其使用方式与一般的热拌沥青大体相同，即将胶结料加热到130℃～150℃左右再与140℃～160℃热矿料拌和。而本发明的彩色胶结料乳液只需将浅色石油馏分油、树脂和有机颜料在120℃～140℃下混合均匀，然后加入60℃左右表面活性剂水溶液，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A，乳液A和乳液B混合均匀得到产品。彩色胶结料乳液与矿料的拌和在常温下即可进行。虽然在制备彩色胶结料乳液时加热乳化剂水溶液和乳化机械做功耗能，但从彩色胶结料乳液(或称乳化沥青)的实际应用效果看，用彩色胶结料乳液(乳化沥青)筑养路比用热沥青可节省热能在50％以上。
3、省料：本发明的彩色胶结料乳液可以在矿料表面形成均匀的膜，容易准确的控制其用量，保证矿料之间能有足够的结构胶结料，使混合料中的自由胶结料降低到适宜程度。从公路部门采用灌入式路面结构实际沥青用量看，采用乳化沥青(彩色胶结料乳液)比采用热沥青节约沥青约10％。
4、环保：乳液A的制备只需将浅色石油馏分油、树脂和油溶性有机颜料在120℃～140℃下混合均匀，然后加入60℃左右表面活性剂水溶液，通过乳化机械进行乳化即可，从而避免了使用热拌胶结料时的高温和长时间下加热可能产生的有害气体对环境造成的污染。
本发明以高黏度富芳烃浅色石油馏分与浅色石油树脂为主要原料，以环保型的油溶性有机颜料为着色剂，制备水包油型乳状液；将商品聚合物乳状液与所得乳状液混合制备新型路用彩色胶结料乳液，进而开发出一种不需再行乳化而可直接冷施工的路用彩色胶结混合料。
本发明将浅色石油馏分油、石油树脂和油溶性有机颜料在适当的温度下混合均匀，选用优质乳化剂进行乳化，得到贮存性能稳定的乳液A，乳液B为商品聚合物乳液，乳液A与乳液B混合均匀作为产品。乳液A和乳液B可以合装，也可分装，现场使用时根据路面结构需要调节二者的比例，可获得目的产物。
本发明的制备过程是先将浅色石油馏分油、石油树脂、油溶性有机颜料混合好得到彩色的中间产物，然后对其进行乳化，由此得到彩色的中间产物乳状液A，最后乳状液A与乳液B混合成为路用彩色胶结料乳液。
其蒸发残留物的主要技术指标满足重交通石油沥青和聚合物改性沥青SH/T0734-2003聚合物改性道路沥青的行业标准的技术要求。通过改变聚合物、浅色石油馏分油、石油树脂比例制得满足不同气候条件下的使用要求的彩色胶结料残留物。
除作为胶结料，因为具有良好的流动性和成膜性能，所以彩色胶结料乳液可作为彩色涂料使用。
具体的实施方式
本发明实施例的彩色胶结料乳液，它分为乳液A和乳液B；
乳液A主要由浅色石油馏分油25-45份，石油树脂30-70份，油溶性有机颜料3-8份三者的均匀混合液乳化而成；
乳液B为丁苯热塑弹性体胶乳；
乳液A与乳液B按80-95∶5-20份数比例混合均匀，成为彩色胶结料乳液。
上述彩色胶结料乳液的制备方法是：将浅色石油馏分油、石油树脂和油溶性有机颜料在120℃～140℃下混合均匀，然后加入60℃左右表面活性剂水溶液，通过乳化机械进行乳化得到乳液A；乳液A和乳液B混合均匀得到彩色胶结料乳液。
乳液A和乳液B可以分装储备，现场使用时再混合获得目的产物。
本发明具体实施例如下：
乳液A实施例1～5的组成见表1，乳液A与乳液B的配比见表2，彩色胶结料乳液蒸馏残留物性质见表3。
其中：有机颜料为下列一种(或多种)：塑料中黄HRG、永固橙GC或永固
红RB
乳液B为下列一种(或两种)：SBS胶乳或SBR胶乳。
表面活性剂为下列一种：十六烷基三甲基溴化铵，烷基苯酚聚氧乙烯醚。
实施例1
将浅色石油馏分油28份、石油树脂(软化点120℃)68份和油溶性有机颜料塑料中黄HRG 4份在130℃±5℃下混合均匀后加入到72份60℃±5℃十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A；将95份乳液A和5份SBR胶乳混合均匀得到产品。
实施例2
将浅色石油馏分油32份、石油树脂(软化点120℃)64份和油溶性有机颜料塑料中黄HRG 4份在130℃±5℃下混合均匀后加入到72份60℃±5℃十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A；将92份乳液A和8份SBR胶乳混合均匀得到产品。
实施例3
将浅色石油馏分油35份、石油树脂(软化点120℃)60份和油溶性有机颜料永固红RB 5份在130℃±5℃下混合均匀后加入到88份60℃±5℃烷基苯酚聚氧乙烯醚水溶液中，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A；将95份乳液A和5份SBS胶乳混合均匀得到产品。
实施例4
将浅色石油馏分油38份、石油树脂(软化点140℃)56份和油溶性有机颜料永固橙GC6份在140℃±5℃下混合均匀后加入到91份60℃±5℃烷基苯酚聚氧乙烯醚水溶液中，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A；将92份乳液A和8份SBR胶乳混合均匀得到产品。
实施例5
将浅色石油馏分油42份、石油树脂(软化点140℃)50份和油溶性有机颜料永固红RB8份在140℃±5℃下混合均匀后加入到100份60℃±5℃十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，通过乳化机械进行乳化即可得到乳液A；将95份乳液A和5份SBS胶乳混合均匀得到产品。
表1乳液A实施例1～5的组成(单位：份数)
| 组成，％ | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 浅色石油馏分油 | 28 | 32 | 35 | 38 | 42 |
| 石油树脂 | 68 | 64 | 60 | 56 | 50 |
| 油溶性有机颜料 | 4 | 4 | 5 | 6 | 8 |
| 水 | 72 | 77 | 88 | 91 | 100 |
| 阳离子乳化剂 | 5 | 4 | 0 | 0 | 5 |
| 非离子乳化剂 | 0 | 0 | 5 | 4 | 0 |
表2乳液A与乳液B(浓度40％)的配比
| 组成，％ | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 乳液A | 95 | 92 | 95 | 92 | 92 |
| 乳液B | 5 | 8 | 5 | 8 | 8 |
当乳液B的浓度低于40％，比如20％时，份数就要较多一些。
表3实施例1～实施例5彩色胶结料乳液蒸馏残留物性质
| 性质 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
| 针入度，1/10mm | 69 | 78 | 78 | 85 | 92 |
| 延度，15℃，cm | 59 | 72 | 70 | 67 | 75 |
| 软化点，℃ | 49 | 47 | 48 | 47 | 46 |
Claims (4)
1.彩色胶结料乳液，它分为乳液A和乳液B，其特征在于：
乳液A主要由浅色石油馏分油25-45份，石油树脂30-70份，油溶性有机颜料3-8份三者的均匀混合液乳化而成；
乳液B为丁苯热塑弹性体胶乳；
乳液A与乳液B按80-95∶5-20份数比例混合均匀，成为彩色胶结料乳液。
2.如权利要求1所述的彩色胶结料乳液，其特征在于：乳液A与乳液B按92-95∶5-8份数比例混合均匀。
3.上述彩色胶结料乳液的制备方法，其特征在于：将浅色石油馏分油、石油树脂和油溶性有机颜料在120℃～140℃下混合均匀，然后加入60℃左右表面活性剂水溶液，通过乳化机械进行乳化得到乳液A；乳液A和乳液B混合均匀得到彩色胶结料乳液。
4.如权利要求3所述的彩色胶结料乳液的制备方法，其特征在于：乳液A和乳液B分装储备，现场使用时再混合获得目的产物。
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