CN102268189A - 一种温拌沥青添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种温拌沥青添加剂机器制备方法，该添加剂按重量份由以下组分反应而成：烷氧基硅烷4-15份、聚醚1-8份、三聚氰胺甲醛树脂0-1份、酸催化剂0-1份、碱催化剂0-1份、去离子水2-10份、溶剂30-100份；所述的制备方法包含以下步骤：（1）按照配比重量于三口烧瓶中加入定量的溶剂与烷氧基硅烷，加热至80℃；（2）加入酸催化剂、碱催化剂、去离子水的混合物，恒温80℃反应90min；(3)升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分55ml左右；（4）加入酸催化剂及定量的聚醚于烧瓶中，升温酯化反应180min；(5)抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入定量的三聚氰胺甲醛树脂搅拌均匀，加入适量碱催化剂调整pH=8左右，即得成品。

Description

一种温拌沥青添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及的是一种温拌沥青添加剂及其制备方法，属于公路路面施工技术领域。

背景技术

目前，公路路面的施工建设采用的沥青混合料通常以热拌合冷拌两种形式进行。热拌沥青混合料筑路工艺以其优良的性能而被广泛应用于道路建设，并且经过了几十年的发展，技术已经相当成熟。但是热拌沥青混合料在拌制、运输以及摊铺的过程中会出现热老化、高能耗以及有害气体排放过多等问题，这些问题的存在限制了沥青混合料热拌工艺的全面推广和应用，并引起各国对其应用的强烈关注。

    冷拌沥青混合料工艺使用乳化沥青，在常温下与石料拌和制得沥青混合料，虽然这种冷拌沥青混合料工艺能耗低，具有环保优势，但这种冷拌沥青混合料经摊铺和碾压修筑的路面，其路用性能较差，无法用于全路段大规模的路面摊铺，通常只能用作路面的修补等。

    正对上述问题的存在，现在已经出现了一些关于温拌沥青混合料工艺技术，但不够成熟，并且各国还进一步致力于这方面的研究和实验室试用，以期获得一种能够较好地替代现有热拌或冷拌沥青混合料工艺。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种制备工艺简单，使用效果好，能使沥青混合料路用性能良好的温拌沥青添加剂及其制备方法

    本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，所述的温拌沥青添加剂，该添加剂按重量份由以下组分反应而成：

      烷氧基硅烷                4—15份

      聚醚                       1—8份

      三聚氰胺甲醛树脂           0—1份

      酸催化剂                   0—1份

      碱催化剂                   0—1份

      去离子水                  2—10份

      溶剂                     30—100份

    本发明所述的烷氧基硅烷包含三烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷或二者的混合物；

    所述的三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷；所述的二烷氧基硅烷为二甲基二甲氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷或二乙基二乙氧基硅烷。

    所述的三烷氧基硅烷为γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或二者的混合物；

    本发明所述的聚醚包括双羟基聚醚或单烷基聚醚；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    所述的聚醚属环氧乙烷加成物或环氧丙烷加成物或环氧乙烷与环氧丙烷加成物；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    所述的聚醚为聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    以上所述的聚醚分子量范围为300-800。

    本发明所述的三聚氰胺甲醛树脂为部分羟甲基化或高度甲基化的三聚氰胺甲醛树脂；或为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂。

    本发明所述的酸催化剂应用聚醚酯化过程中的浓硫酸、对甲苯磺酸、固体超强酸或磷酸；或应用硅烷水解过程中的有机弱酸。

    所述的酸催化剂为对甲苯磺酸，或乙酸、甲酸、草酸、丙酸或丁酸中的一种有机弱酸；酸催化剂的用量为反应物总重量的0.1-5%。

    本发明所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、铵盐或氨基硅烷。

    本发明所述的溶剂为乙醇、甲醇、丁醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯或乙二醇丁醚。

    一种如上所述温拌沥青添加剂的制备方法，其特征在于它包含以下步骤：

    （1）按照配比重量于三口烧瓶中加入定量的溶剂与烷氧基硅烷，加热至80℃；

    （2）加入酸催化剂、碱催化剂、去离子水的混合物，恒温80℃反应90min；

    (3) 升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分55ml左右；

    （4）加入酸催化剂及定量的聚醚于烧瓶中，升温酯化反应180min；

    (5) 抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入定量的三聚氰胺甲醛树脂搅拌均匀，加入适量碱催化剂调整pH=8左右，即得成品。

    本发明采用一种聚醚改性有机硅聚合物组成了用于温拌沥青的添加剂，它具有引气、稳泡、分散、热固化等作用，可在较低温度下配制沥青混合料；该添加剂是在溶剂体系中采用烷氧基硅氧烷在催化剂作用下经Sol-Gel反应控制形成低聚物，然后在酸性环境中通过缩合反应高温接枝聚醚，形成引气链段，再加入甲醚化的三聚氰胺以促使热交联固化，最后调节PH值即得成品；沥青混合料拌合过程中以喷洒方式掺入沥青重量3%至10%该产品，可有效降低拌合温度40℃左右（相对于普通热拌沥青），且温拌沥青的各项性能指标不低于热拌沥青，该产品具有明显的经济社会效益及节能环保作用。

具体实施方式

    下面将结合具体实施例对本发明作详细的介绍：

    本发明所述的温拌沥青添加剂，该添加剂按重量份由以下组分反应而成：

      烷氧基硅烷                4—15份

      聚醚                       1—8份

      三聚氰胺甲醛树脂           0—1份

      酸催化剂                   0—1份

      碱催化剂                   0—1份

      去离子水                  2—10份

      溶剂                     30—100份

    本发明所述的烷氧基硅烷包含三烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷或二者的混合物；

    所述的三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷；所述的二烷氧基硅烷为二甲基二甲氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷或二乙基二乙氧基硅烷。

    所述的三烷氧基硅烷为γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或二者的混合物；

    本发明所述的聚醚包括双羟基聚醚或单烷基聚醚；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    所述的聚醚属环氧乙烷加成物或环氧丙烷加成物或环氧乙烷与环氧丙烷加成物；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    所述的聚醚为聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇；所述的聚醚分子量范围200—10000。

    所述的聚醚分子量优选范围为300—800。

    本发明所述的三聚氰胺甲醛树脂为部分羟甲基化或高度甲基化的三聚氰胺甲醛树脂；或为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂。

    本发明所述的酸催化剂应用聚醚酯化过程中的浓硫酸、对甲苯磺酸、固体超强酸或磷酸；或应用硅烷水解过程中的有机弱酸。

所述的酸催化剂为对甲苯磺酸，或乙酸、甲酸、草酸、丙酸或丁酸中的一种有机弱酸；酸催化剂的用量为反应物总重量的0.1—5%。

本发明所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、铵盐或氨基硅烷。

    本发明所述的溶剂为乙醇、甲醇、丁醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯或乙二醇丁醚。

    一种如上所述任一种温拌沥青添加剂的制备方法，它包含以下步骤：

    （1）按照配比重量于三口烧瓶中加入定量的溶剂与烷氧基硅烷，加热至80℃；

    （2）加入酸催化剂、碱催化剂、去离子水的混合物，恒温80℃反应90min；

    (3) 升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分55ml左右；

    （4）加入酸催化剂及定量的聚醚于烧瓶中，升温酯化反应180min；

        (5) 抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入定量的三聚氰胺甲醛树脂搅拌均匀，加入适量碱催化剂调整pH=8左右，即得成品。

    实施例1：准确称量12份甲基三乙氧基硅烷及2份二甲基二甲氧基硅烷及50份甲醇于三口烧瓶中，加热至80℃，预先混合好0.5份乙酸及0.2份30%氨水及3份去离子水，一次性加入反应釜，恒温80℃反应90min.升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分50ml左右，加入0.1份浓硫酸及分子量1000的聚乙二醇2份于烧瓶中，升温酯化反应180min，抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入0.3份高度甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，搅拌均匀，加入氢氧化钠调整pH=8左右，即得成品。

    实施例2：准确称量12份甲基三甲氧基硅烷及30份异丙醇于三口烧瓶中，加热至80℃，预先混合好0.5份甲酸及0.1份氨基硅烷及4份去离子水，一次性加入反应釜，恒温80℃反应60min.升温至110℃，冷凝回流90min,收取馏分60ml左右，加入0.1份对甲苯磺酸及分子量600的聚乙二醇3份于烧瓶中，升温酯化反应180min，抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入0.2份部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，搅拌均匀，加入氨水调整pH=7.5左右，即得成品。

    实施例3：准确称量12份甲基三甲氧基硅烷及2份γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷及40份甲醇于三口烧瓶中，加热至80℃，预先混合好0.8份甲酸及0.1份氨水及2份去离子水，一次性加入反应釜，恒温80℃反应90min.升温至110℃，冷凝回流150min,收取馏分50ml左右，加入0.2份磷酸及分子量2000的甲氧基聚乙二醇6份于烧瓶中，升温酯化反应180min，抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入0.6份部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，搅拌均匀，加入氢氧化钾调整pH=9左右，即得成品。

    实施例4：准确称量10份苯基三乙氧基硅烷及1份二甲基二乙氧基硅烷及60份乙醇于三口烧瓶中，加热至80℃，预先混合好0.9份丙酸及0.5份30%氨水及8份去离子水，一次性加入反应釜，恒温80℃反应90min.升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分50ml左右，加入0.2份浓硫酸及分子量1200的甲氧基聚乙二醇2份于烧瓶中，升温酯化反应180min，抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入0.3份部分甲醚化三聚氰胺甲醛树脂，搅拌均匀，加入氨水调整pH=8左右，即得成品。

    本发明的其它实施例可以在前述组分和配比、以及反应条件等范围内进行任意组合或替换构成，并不限于上述四个具体的实施例，且以上所述的组合或替换是本领域技术人员所熟练掌握，并能方便实施的。

Claims (10)

1.一种温拌沥青添加剂，其特征在于该添加剂按重量份由以下组分反应而成：

      烷氧基硅烷                4—15份，

      聚醚                       1—8份，

      三聚氰胺甲醛树脂           0—1份，

      酸催化剂                   0—1份，

      碱催化剂                   0—1份，

      去离子水                  2—10份，

      溶剂                     30—100份。

2.根据权利要求1所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的烷氧基硅烷包含三烷氧基硅烷或二烷氧基硅烷或二者的混合物。

3.根据权利要求2所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的三烷氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷；所述的二烷氧基硅烷为二甲基二甲氧基硅烷或二甲基二乙氧基硅烷或二乙基二乙氧基硅烷。

4.根据权利要求2所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的三烷氧基硅烷为γ- (2.3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧基硅烷或二者的混合物。

5.根据权利要求1所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的聚醚包括双羟基聚醚或单烷基聚醚；所述的聚醚分子量范围200—10000。

6.根据权利要求1所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的聚醚属环氧乙烷加成物或环氧丙烷加成物或环氧乙烷与环氧丙烷加成物；所述的聚醚分子量范围200—10000。

7.根据权利要求1所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的聚醚为聚乙二醇或甲氧基聚乙二醇；所述的聚醚分子量范围200—10000。

8.根据权利要求1所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的三聚氰胺甲醛树脂为部分羟甲基化或高度甲基化的三聚氰胺甲醛树脂；或为六甲氧基甲基三聚氰胺树脂；所述的酸催化剂应用聚醚酯化过程中的浓硫酸、对甲苯磺酸、固体超强酸或磷酸；或应用硅烷水解过程中的有机弱酸；所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水、铵盐或氨基硅烷；所述的溶剂为乙醇、甲醇、丁醇、异丙醇、丙酮、乙酸乙酯或乙二醇丁醚。

9.根据权利要求8所述的温拌沥青添加剂，其特征在于所述的酸催化剂为对甲苯磺酸，或乙酸、甲酸、草酸、丙酸或丁酸中的一种有机弱酸；酸催化剂的用量为反应物总重量的0.1-5%。

10.一种如权利要求1—9中任一种温拌沥青添加剂的制备方法，其特征在于它包含以下步骤：

    （1）按照配比重量于三口烧瓶中加入定量的溶剂与烷氧基硅烷，加热至80℃；

    （2）加入酸催化剂、碱催化剂、去离子水的混合物，恒温80℃反应90min；

    (3) 升温至100℃，冷凝回流120min,收取馏分55ml左右；

    （4）加入酸催化剂及定量的聚醚于烧瓶中，升温酯化反应180min；

    (5) 抽真空，冷凝回流30min,降温至室温，加入定量的三聚氰胺甲醛树脂搅拌均匀，加入适量碱催化剂调整pH=8左右，即得成品。