CN103396668A - 一种适用于冷拌料的乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于冷拌料的乳化沥青。该乳化沥青按重量百分比由以下组分组成：67%～71%基质沥青；0.5%～3%阳离子沥青乳化剂；26%～29%的45～70℃热水；0.1%～0.8%的氯化钙；0.1%～0.8%的聚乙烯醇；2%～4%的增粘剂。该乳化沥青蒸发残留物的固含量高、粘度高。本发明还公开上述乳化沥青的制备方法，在45～70℃热水中加入乳化剂、增粘剂、氯化钙和聚乙烯醇，盐酸调节PH值为1.8～2.5，搅拌获得皂液；然后将加热到135～155℃的基质沥青在皂液中乳化分散形成乳液，加压冷却得到乳化沥青。

Description

一种适用于冷拌料的乳化沥青及其制备方法

技术领域

本发明属于现代路面技术领域，特别涉及道路建设用沥青材料，具体涉及一种适用于冷拌料的乳化沥青及其制备方法。

背景技术

乳化沥青就是黏稠沥青经机械作用和热融以微滴状态分散在含有乳化剂的水中，形成水包油或者是油包水型的沥青乳液。

传统的乳化沥青由于乳化技术本身的限制，通常只能采用黏度较低的普通沥青作为基质沥青，其蒸发残留物含量低，通常为30%～50%，软化点低，通常为40～50℃，当用于乳化沥青混合料时，不但早期强度低，高温稳定性差，而且乳化沥青破乳后会导致乳化沥青混合料中过多的水分残留。强度形成较慢，水分蒸发、强度形成需要较长时间，乳化沥青混合料必须经过与矿料界面粘附、分解破乳、排水、蒸干等过程才能完全恢复其原有的粘结性能。而且水分的残留也会影响乳化沥青混合料的耐久性。因此，目前乳化沥青的应用长期局限于粘层、透层和封层，以及低等道路的表面处治等。近年来，随着乳化改性沥青技术的发展，乳化改性沥青可用于冷再生、微表处、Novochip、雾封层等，但仍然局限于薄层应用。在铺筑沥青路面时，乳化沥青同矿物集料的黏附性不良，可能造成“脱皮现象”，在水损害及车辆荷载的作用下，路面会出现松散和剥落等病害。

道路工程中最初使用的乳化沥青为沥青固含量50%的阴离子乳化沥青，随着现代乳化技术和乳化设备的不断进步，逐渐制作出55%～60%的乳化沥青，甚至作出沥青含量65%左右的乳化沥青，高固含量、高稠度、高粘度的乳化沥青已成为一种趋势，但近70%固含量的乳化沥青在国内尚未有文献介绍。

国内已有通过增粘剂提高乳化沥青粘结强度，改善粘附性能的方法。如《交通标准化》2010年224期中的“乳化沥青高粘附性能的研究”一文中提到“在乳化沥青中添加具有更好粘结性能的化学成分，提高乳化沥青的粘附性是一种便捷且经济的有效方法。”但此法应用于SBR改性乳化沥青领域，未见应用于普通乳化沥青领域。

增粘剂对粘附性的影响主要是可以降低材料的表面张力，改善对被粘物的湿润能力；增加粘弹性；通过表面扩散和内部渗透产生粘附力，提高粘结性；延长其适用期，改善工艺性。增粘树脂基本都含有酚羟基、羟甲基、羧基、酯键、醚键等，很容易与树脂、橡胶等形成氢键网络结构，从而获得更好的黏性。

发明内容

基于乳化沥青在实际工程中的上述问题，本发明的第一个目的是提供一种适用于冷拌料的乳化沥青。

本发明另一目的是提供一种适用于冷拌料的乳化沥青制作方法。

本发明的一种适用于冷拌料的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青          67%～71%；

阳离子沥青乳化剂  0.5%～3%；

45℃-70℃热水     26%～29%；

氯化钙（CaCl2）   0.1%～0.8%；

聚乙烯醇(PVA)     0.1%～0.8%；

增粘剂            2%～4%。

所述基质沥青为重交沥青，优选为重交沥青AH-70。

所述的阳离子沥青乳化剂是一种表面活性剂，可降低水的表面张力，降低沥青-水体系两相界面自由能，从而分散沥青颗粒，形成水包油或是油包水的乳液。本发明中的阳离子沥青乳化剂优选法国CECA公司的PC-30慢裂慢凝型乳化剂，用量为1.6%～3%，以2.7%为宜；或是美国美德维实维克公司的MQK-1M慢裂快凝型乳化剂，用量为1.3%～2%，以1.8%为宜。

所述热水温度为50～65℃。

所述氯化钙用量是0.4％。

所述聚乙烯醇用量是0.15％。

所述增粘剂为FS403增粘剂，该增粘剂为无色透明液体，固含量为33%～35%，PH值4.0～6.0。

所述的乳化沥青的制备方法采用常用的乳化沥青制备方法。

所述一种适用于冷拌料的乳化沥青的制备方法是：在45～70℃水中加入乳化剂、增粘剂、氯化钙和聚乙烯醇，并加入盐酸调节PH值为1.8～2.5，搅拌均匀，由此获得皂液；然后将加热到135～155℃的基质沥青在皂液中乳化分散形成乳液，经加压冷却后得到一种适用于冷拌料的乳化沥青。

所述热水温度为50～65℃。

本发明中加入盐酸调节PH值，使乳化剂有足够活性，PH值最好是2.0。

所述乳化方法可以采用本领域常用的沥青乳化方法。如将皂液和基质沥青分别装入乳化设备中的皂液罐和沥青罐，然后经胶体磨乳化。

相对于现有技术，本发明的适用于冷拌料的乳化沥青，具有的有益效果如下：

1)高固含量。乳化沥青中的沥青残留物含量达到将近70%，这使得在取得相同沥青膜厚度的情形下，可以减少乳化沥青的用量，从而减少了乳化沥青混合料中水的存在，因此水分的散失蒸发较普通乳化沥青混合料较快，可在较短时间内完成破乳，形成强度，为乳化沥青混合料应用于面层结构奠定基础。

2)高粘度。这使得乳化沥青在混合料拌和过程中，更容易黏附在石料表面，抗剥落性能提高，破乳后能够形成足够厚度的沥青膜，从而提高乳化沥青混合料的强度和耐久性。

附图说明

图1为本发明的一种适用于冷拌料的乳化沥青的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例使本专业技术人员更准确的理解本发明，但不对本发明产生任何限制。

实施例1

本实施例的适用于冷拌料的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青AH-70      69%；

50℃热水           25.65%；

阳离子乳化剂PC-30  2.7%；

氯化钙             0.4%；

聚乙烯醇           0.15%；

FS403增粘剂        2.1%。

乳化沥青制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的工艺流程图进行：

1)把基质沥青加热到145℃；

2)在50℃热水中加入乳化剂、增粘剂、氯化钙和聚乙烯醇，搅拌均匀，直至液体澄清透明；

3)在上述溶液中加入盐酸调节PH值到2.0，由此制得皂液；

4)得到的皂液和基质沥青分别装入乳化设备中的皂液罐和沥青罐，然后经胶体磨乳化，再经加压冷却得到成品适用于冷拌料的乳化沥青。

乳化沥青的性能：

蒸发残留物含量为69.8%，沥青标准粘度C25，3(s)为22.3，储存稳定性（5d）（%）为4.2。

蒸发残留物含量：指把改性乳化沥青蒸发，使水分充分挥发，使改性乳化沥青中的沥青相和水相分离，得到的蒸发残留物，然后测其质量，这个质量除以改性乳化沥青的质量就是蒸发残留物含量。

沥青标准粘度：指在规定温度下，自沥青标准粘度计的规定尺寸流孔流出50ml试样所需的时间，以秒表示。

乳化沥青的储存稳定性：指在规定的容器和条件下，储存规定的时间后，竖直方向上试样浓度的变化程度，以上、下两部分乳液蒸发残留物质量百分率的差值表示，以判断乳液的稳定性能。数值越小，稳定性越好。

实施例2

本实施例的适用于冷拌料的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青AH-70      68%；

60℃热水           26.5%；

阳离子乳化剂MQK-1M 1.8%；

氯化钙             0.5%；

聚乙烯醇           0.2%；

FS403增粘剂        3%。

乳化沥青制备方法：

依据组成配方，采用图1所述的工艺流程图进行，

1)把基质沥青加热到150℃；

2)在60℃热水中加入乳化剂、增粘剂、氯化钙和聚乙烯醇，搅拌均匀，直至液体澄清透明；

3)在上述的溶液中加入盐酸调节PH值到1.8，由此制得皂液；

4)把得到的皂液和基质沥青分别装入乳化设备中的皂液罐和沥青罐，然后经胶体磨乳化，再经加压冷却得到成品适用于冷拌料的乳化沥青。

乳化沥青的性能：

蒸发残留物含量为68.7%，标准粘度C25，3(s)为21，储存稳定性（5d）（%）为4.6。

对比例1

本对比例的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青AH-70      69%；

50℃热水           27.75%；

阳离子乳化剂PC-30  2.7%；

氯化钙             0.4%；

聚乙烯醇           0.15%。

乳化沥青制备方法：同实施例1，只是不添加增粘剂。

乳化沥青性能：

蒸发残留物含量为69.2%，标准粘度C25，3(s)为15，储存稳定性（5d）（%）为4.4。

所得乳化沥青固含量高，但是粘度较低。

对比例2

本对比例的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青AH-70       68%；

60℃热水            29.55%；

阳离子乳化剂MQK-1M  1.8%；

氯化钙              0.5%；

聚乙烯醇            0.15%。

乳化沥青制备方法：同实施例2，只是不添加增粘剂。

乳化沥青性能：

蒸发残留物含量为69.6%，标准粘度C25，3(s)为13，储存稳定性（5d）（%）为3.9。

所得乳化沥青固含量高，但是粘度较低。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于冷拌料的乳化沥青，按重量百分比由以下组分组成：

基质沥青          67%～71%；

阳离子沥青乳化剂  0.5%～3%；

45～70℃热水      26%～29%；

氯化钙            0.1%～0.8%；

聚乙烯醇          0.1%～0.8%；

增粘剂            2%～4%。

2.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述基质沥青为重交沥青。

3.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述阳离子沥青乳化剂为PC-30，用量为1.6%～3%。

4.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述阳离子沥青乳化剂为MQK-1M，用量为1.3%～2%。

5.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述热水温度为50～65℃。

6.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述氯化钙用量是0.4％。

7.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述聚乙烯醇用量是0.15％。

8.如权利要求1所述的适用于冷拌料的乳化沥青，其特征在于：所述增粘剂为含有酚羟基、羟甲基、羧基的增粘剂，用量为2%～4%。

9.如权利要求1～8任一项所述的适用于冷拌料的乳化沥青的制备方法，其特征在于：在45～70℃的热水中加入乳化剂、氯化钙和聚乙烯醇，并加入盐酸调节PH值为1.8～2.5，搅拌均匀，由此获得皂液；然后将加热到135～155℃的基质沥青在皂液中乳化分散形成乳液，经加压冷却后得到适用于冷拌料的乳化沥青。

10.如权利要求6所述的适用于冷拌料的乳化沥青的制备方法，其特征在于：所述热水温度为50～65℃。

Images