CN103214859A - 一种改性乳化沥青的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性乳化沥青的方法，该方法包括以下步骤：先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；采用高速剪切机制备SBS改性沥青；准备皂液；进行改性沥青的乳化。本方案发明的SBS改性乳化沥青技术，先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；采用高速剪切机制备SBS改性沥青；再准备皂液；进行改性沥青的乳化。此方案提高了改性乳化沥青的粘结能力，从而改善了微表处混合料路用性能，延长了微表处混合料使用寿命。

Description

一种改性乳化沥青的方法

技术领域

本发明属于沥青技术领域，尤其涉及一种改性乳化沥青的方法。

背景技术

乳化沥青的研究开始于上个世纪，最早在欧洲地区使用，其商品化生产至今已有60多年。随后日本和美国也开始研究和开发乳化沥青并且还铺筑了试验路，到20世纪20年代末期，乳化沥青已大规模用于铺路。随后国际乳化沥青委员会对乳化沥青试验方法的制定，极大的促进了乳化沥青的发展。阴离子乳化沥青是最早生产的乳化沥青，但是这种阴离子乳化沥青的微粒带有阴离子电荷，与湿润的骨料表面的电荷相同，根据同性相斥的原理，当乳液与骨料表面接触时，沥青的微粒不能尽快的粘在骨料的表面上，除非等待乳液水分的蒸发。随着近代界面与胶体化学的进展20世纪50年代初期，法国研制出阳离子乳化沥青，并发现了许多阳离子乳化沥青的优越性能，其凝聚速度快，并且沥青微粒带有阳离子电荷，当与骨料表面接触时，异性相吸，使得沥青微粒吸附在骨料表面上。1960年日本乳化沥青协会制定了“阳离子乳化沥青的规格标准”，并随后又对此阳离子乳化沥青标准进行了修订，从而促进了阳离子乳化沥青的发展。

目前，世界上各个国家对乳化沥青的使用在逐年的增加，乳化沥青被大量的应用在公路的铺筑与养护上。尽管热拌沥青厂在这些国家很常见，但是仍然使用大量的阳离子乳化沥青来修路和养路，提高公路项目的质量。

美国战略公路研究计划在对乳化沥青进行相关研究，但是尚未见到相关成果的报道。查阅相关资料，乳化沥青正在向着以下几个方向发展：

(1)质量越来越高。随着乳化技术、胶体磨技术、配方技术的不断发展，乳化沥青将会更加趋于专业化，使用起来也越来越方便。

(2)使用量也越来越大。乳化沥青的使用量会随着路网的形成与完善、临时路面以及道路的升级而越来越大。乳化沥青消耗量占沥青总消耗量的比例也会随环保意识的增强而越来越大。

(3)使用范围将越来越广，除了新建道路外，乳化沥青更重要的使用领域是预防性养护和矫正性养护。

虽然乳化沥青已有近百年的历史，但是我国的乳化沥青发展相对较慢。我国1935年才开始用乳化沥青铺路，而且使用的多数不是国内生产的产品，乳化沥青的批量成产和应用起步于70年代，主要生产的是阴离子慢裂慢凝乳化沥青，应用于贯入式、表处、冷拌沥青碎石。1977年我国成功研制除阳离子乳化沥青，1978年由交通部组织“阳离子乳化沥青及其路用性能研究”课题协作组。为发展我国的阳离子乳化沥青做了大量工作。1985年由交通部进行了技术鉴定并且制定了乳化沥青的技术要求，乳化沥青的应用到了粘层、透层以及稀浆封层，并决定”七五”期间在全国范围推广使用。

2003年我国对乳化沥青的技术要求进行了进一步的修订，这极大的推进了乳化沥青的使用。目前我国使用的乳化沥青约为60万吨/年，其中：75％应用于粘层、透层油，10％用于表处、贯入式、冷拌沥青混合料，15％应用于稀浆封层及微表处。

乳化沥青的性能主要取决于基质沥青的性能，随着公路事业的飞速发展，普通的乳化沥青性能已经不能满足市场的需求了，道路沥青技术的飞速发展，也推动了聚合物改性乳化沥青的发展。近年来聚合物改性乳化沥青在我国有了一定的研究应用，但是由于生产与应用技术的限制，我国各大厂家主要只生产SBR胶乳改性乳化沥青。SBR胶乳改性沥青的生产工艺简单，可以直接的采用普通的乳化设备将基质沥青乳化后加入SBR胶乳搅拌均匀即可，对于SBS改性乳化沥青的技术研究比较少。基质沥青通过SBS改性后韧性、粘度和各项指标大大的提高，因此对于生产设备、储存条件、生产材料以及生产过程的控制要求更加的严格，SBS改性乳化沥青技术还处于研制的阶段，未能大规模的生产。

乳化剂品种单一。乳化剂是乳化沥青性能优劣的决定性因素之一，但是，目前还没有一种乳化剂能对各种沥青都具有良好的乳化效果。

乳化剂和乳化沥青的研究应用发展不平衡。虽然西部地区在乳化沥青及其应用研究方面起步较早，但是因为其八十年代研制的乳化产品多为阴离子型或者是性能落后的阳离子型，造成西部地区至今在乳化沥青应用方面发展缓慢。单就气候条件和养护资金方面来说西部地区应该更多的使用乳化沥青。

乳化沥青的应用和管理不规范。乳化沥青和热沥青相比，施工技术和施工管理差距还较大，至于长期的路用性能很少有人问津。

SBR改性乳化沥青技术是目前市场上比较成熟的技术，广泛应用于道路粘结层及微表处混合料，而该技术的主要缺点是SBR改性乳化沥青破乳后粘结能力不够强，使微表处混合料在使用过程中出现松散或层间剥离。

发明内容

本发明实施例提出了一种SBS改性乳化沥青技术，根据实验室的设备情况，考虑到操作的可行性，确定采取先改性后乳化的工艺制备改性乳化沥青。

本发明实施例是这样实现的，一种改性乳化沥青的方法，该方法包括以下步骤：

先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；

采用高速剪切机制备SBS改性沥青；

准备皂液；

进行改性沥青的乳化。

进一步，先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂进一步包括：

沥青原材料是AH70#基质沥青；乳化剂是阳离子慢裂快凝沥青乳化剂；改性剂是岳阳巴陵石化公司生产的YH-792线型SBS；选取的是要求在酸性条件下使用的阳离子慢裂快凝乳化剂，酸性PH值调节剂较常用的有盐酸和乙酸。

进一步，采用高速剪切机制备SBS改性沥青包括以下步骤：

先将基质沥青加热到160℃使其完全熔化，然后加入计算好的SBS，人工搅拌5-10min，然后在170-180℃温度范围内，在8000r/min转速下剪切不少于1h，即制成改性沥青。

进一步，准备皂液包括以下步骤：

采用第一稳定剂和第二稳定剂；对于第一稳定剂，应该先于乳化剂加入；首先将计量好的水置于调温电炉上，加热至70℃-80℃，将第一稳定剂溶解于热水中，充分搅拌，待水溶液由浑浊变至透明后，稍作静置，水溶液温度降至60℃-65℃，再加入乳化剂和第二稳定剂，稍作搅拌，加入PH调节剂，调节PH值。

进一步，进行改性沥青的乳化包括以下步骤：

将已经制备好的皂液倒入到乳化容器中，置于剪切机的剪切头的下方，调节剪切头的高度，为了减少乳化过程中空气的引入，让剪切头完全的淹没于皂液中，根据乳化容器的高度调节剪切头的高度，使得剪切头的下端面与乳化容器的底部保持尽可能多的距离；

先开动高速剪切机，匀加速的增加剪切机的转速，当速度达到3500r/min-4000r/min，恒定数秒，再向皂液中加入热的沥青，沥青加入的速度要控制好，缓慢匀速的加入，而且边加入沥青边提高剪切机的转速，同时注意乳液的情况，如果有爆沸，产生大量的气泡，则放慢转速，等到液面平静之后，慢慢增加转速，转速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止；

剪切机继续保持恒定的转速搅拌，乳化的过程中，适当的左右移动乳化溶液，使乳化更加的均匀、充分；

最终沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定而均匀的分散在皂液中，得到了水包油的沥青乳化液。

本方案发明的SBS改性乳化沥青技术，先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；采用高速剪切机制备SBS改性沥青；再准备皂液；进行改性沥青的乳化。

此方案提高了改性乳化沥青的粘结能力，从而改善了微表处混合料路用性能，延长了微表处混合料使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的改性乳化沥青的方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1提出了本发明实施案例提供的SBS改性乳化沥青技术方法，该方法包括：

在步骤S101中，先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；

沥青原材料是AH70#基质沥青；乳化剂是阳离子慢裂快凝沥青乳化剂；改性剂是岳阳巴陵石化公司生产的YH-792线型SBS；本文选取的是要求在酸性条件下使用的阳离子慢裂快凝乳化剂，酸性PH值调节剂较常用的有盐酸和乙酸。。

在步骤S102中，采用高速剪切机制备SBS改性沥青；

先将基质沥青加热到160℃使其完全熔化，然后加入计算好的SBS，人工搅拌5-10min，然后在170-180℃温度范围内，在8000r/min转速下剪切不少于1h，即制成改性沥青。

在步骤S103中，准备皂液；

本方案采用第一稳定剂和第二稳定剂。对于第一稳定剂，应该先于乳化剂加入。首先将计量好的水置于调温电炉上，加热至70℃-80℃，将第一稳定剂溶解于热水中，充分搅拌，待水溶液由浑浊变至透明后，稍作静置，水溶液温度降至60℃-65℃，再加入乳化剂和第二稳定剂，稍作搅拌，加入PH调节剂，调节PH值。

在步骤S104中，进行改性沥青的乳化。

将已经制备好的皂液倒入到乳化容器中，置于剪切机的剪切头的下方，调节剪切头的高度，为了减少乳化过程中空气的引入，应该注意让剪切头完全的淹没于皂液中，根据乳化容器的高度调节剪切头的高度，使得剪切头的下端面与乳化容器的底部保持尽可能多的距离；

先开动高速剪切机，匀加速的增加剪切机的转速，当速度达到3500r/min-4000r/min，恒定数秒，再向皂液中加入热的沥青，沥青加入的速度要控制好，缓慢匀速的加入，而且边加入沥青边提高剪切机的转速，同时注意乳液的情况，如果有爆沸，产生大量的气泡，则放慢转速，等到液面平静之后，慢慢增加转速，转速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止。不宜一次就把转速调节的很高，否则很容易引起溶液的飞溅，不仅造成环境的污染而且容易损坏仪器；

剪切机继续保持恒定的转速搅拌，乳化的过程中，适当的左右移动乳化溶液，使乳化更加的均匀、充分；

最终沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定而均匀的分散在皂液中，得到了水包油的沥青乳化液，正常的改性沥青乳液应当是棕褐色，颗粒细腻均匀。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种改性乳化沥青的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂；

采用高速剪切机制备SBS改性沥青；

准备皂液；

进行改性沥青的乳化。

2.如权利要求1所述的改性乳化沥青的方法，其特征在于，先选取改性乳化沥青制备的原材料：沥青、水、乳化剂、改性剂和PH值调节剂进一步包括：

沥青原材料是AH70#基质沥青；乳化剂是阳离子慢裂快凝沥青乳化剂；改性剂是岳阳巴陵石化公司生产的YH-792线型SBS；选取的是要求在酸性条件下使用的阳离子慢裂快凝乳化剂，酸性PH值调节剂较常用的有盐酸和乙酸。

3.如权利要求1所述的改性乳化沥青的方法，其特征在于，采用高速剪切机制备SBS改性沥青包括以下步骤：

先将基质沥青加热到160℃使其完全熔化，然后加入计算好的SBS，人工搅拌5-10min，然后在170-180℃温度范围内，在8000r/min转速下剪切不少于1h，即制成改性沥青。

4.如权利要求1所述的改性乳化沥青的方法，其特征在于，准备皂液包括以下步骤：

采用第一稳定剂和第二稳定剂；对于第一稳定剂，应该先于乳化剂加入；首先将计量好的水置于调温电炉上，加热至70℃-80℃，将第一稳定剂溶解于热水中，充分搅拌，待水溶液由浑浊变至透明后，稍作静置，水溶液温度降至60℃-65℃，再加入乳化剂和第二稳定剂，稍作搅拌，加入PH调节剂，调节PH值。

5.如权利要求1所述的改性乳化沥青的方法，其特征在于，进行改性沥青的乳化包括以下步骤：

将已经制备好的皂液倒入到乳化容器中，置于剪切机的剪切头的下方，调节剪切头的高度，为了减少乳化过程中空气的引入，让剪切头完全的淹没于皂液中，根据乳化容器的高度调节剪切头的高度，使得剪切头的下端面与乳化容器的底部保持尽可能多的距离；

先开动高速剪切机，匀加速的增加剪切机的转速，当速度达到3500r/min-4000r/min，恒定数秒，再向皂液中加入热的沥青，沥青加入的速度要控制好，缓慢匀速的加入，而且边加入沥青边提高剪切机的转速，同时注意乳液的情况，如果有爆沸，产生大量的气泡，则放慢转速，等到液面平静之后，慢慢增加转速，转速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止；

剪切机继续保持恒定的转速搅拌，乳化的过程中，适当的左右移动乳化溶液，使乳化更加的均匀、充分；

最终沥青形成均匀、细小的颗粒，稳定而均匀的分散在皂液中，得到了水包油的沥青乳化液。

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