CN103554927B - 一种复合型沥青温拌降粘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合型沥青温拌降粘剂及其制备方法，该温拌降粘剂的质量百分配比为增溶剂20%～50%、脂肪族酰胺类润滑剂30%～60%、表面活性剂15%～50%，其制备方法是：将增溶剂、表面活性剂混合，加热至110～120℃，搅拌均匀，加入脂肪族酰胺类润滑剂，待其完全熔融后，升温至130～140℃，高速剪切5～10分钟。本发明的复合型沥青温拌降粘剂可以降低基质沥青的高温粘度，有效的降低混合料的拌合、压实温度，从而减少有害气体的排放，克服了环境污染大、能耗大等问题，同时减缓了沥青的老化，对基质沥青的高温性能具有良好的改善作用。
Description
技术领域
本发明属于路用材料技术领域，具体涉及到一种复合型沥青温拌降粘剂及其制备方法。
背景技术
温拌沥青与传统的热拌沥青混合料相比，由于拌合温度在120～150℃之间，可以有效减小沥青混合料的老化，延长沥青混合料的使用寿命，而且可以降低能源的消耗，延长施工季节，缩短开放时间，减少由于道路施工带来的不便，同时可以极大地减少有害气体的排放，拌合温度降低，烟雾排放就越少，大大减少了对施工人员身体健康的影响。
目前国内外比较成熟的温拌技术有：(1)合成沸石温拌添加剂，该添加物作为一种铝硅酸盐矿石，在拌合过程中可持续释放泡沫，通过泡沫的润滑作用使沥青的粘度降低从而实现低温拌合。如公开号为CN101602583A、发明名称《一种温拌沥青混合料助剂及其制备方法》的中国专利，采用了合成沸石和粒状的十水硫酸钠，无机盐的引入使得沥青的延度受到影响，对沥青的低温性能造成不良影响。(2)乳化沥青温拌法，用一种特殊的高浓度（固含量为70%左右）乳化沥青替代普通热沥青进行混合料拌和，其拌和温度为100～120℃，施工所需设备和施工工序与热拌沥青混合料完全相同。如公开号CN101602862A、发明名称《温拌沥青添加剂及其制备方法》的中国专利，采用聚乙烯醇水溶液、松香季铵盐、芳香烃季铵盐乳化剂、脂肪烃季铵盐乳化剂、非离子表面活性剂制备成温拌添加剂，由于水的引入增强了沥青的水损害，影响沥青路用使用性能。(3)温拌泡沫沥青法，将软质沥青和硬质泡沫沥青在拌合的不同阶段加入到混合料中。第一阶段将温度为100℃～120℃的软质沥青加入到集料中进行拌和以达到良好裹附。第二阶段将极硬的沥青泡沫化后加入到预拌的混合料中再进行拌和。(4)有机类温拌添加剂，将低熔点的有机添加剂添加到混合料中，从化学角度来改变沥青的粘温曲线。目前成功应用的化学添加剂有两类，合成蜡和低分子量酯类化合物，各类添加剂大约在99℃左右融化，从而在其熔点以上产生的大量液体会使结合料粘度降低。如公开号CN101445338A、发明名称《一种温拌抗滑、降噪沥青路面材料的制备方法》的中国专利，温拌改性沥青由改性沥青、C类改性剂、硫磺、硅藻土组成，但硫磺的加入使沥青在拌合过程中污染气体的排放量增加，对环境造成污染。
发明内容
本发明所要解决的一个技术问题在于克服现有温拌技术存在的缺点，提供一种路用使用性能良好，能够有效降低基质沥青的高温粘度以及混合料的拌合压实温度的复合型沥青温拌降粘剂。
本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种复合型沥青温拌降粘剂的制备方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案由下述质量百分配比的原料制成：
增溶剂20%～50%
脂肪族酰胺类润滑剂30%～60%
表面活性剂15%～50%
上述的增溶剂为芳烃油、石蜡油、抽出油、妥尔油、聚氨酯防水油、环烷油中的任意一种或它们的混合物；表面活性剂为异构混合醇聚氧乙烯醚、改性异构脂肪基封端聚醚、改性支链醇醚乙氧基化合物、新型乙氧氢化物、脂肪基聚氧乙烯醚衍生物、脂肪基聚氧乙烯醚及其衍生物中的任意一种或它们的混合物。
本发明的复合型沥青温拌降粘剂优选由下述质量百分配比的原料制成：
增溶剂25%～45%
脂肪族酰胺类润滑剂35%～55%
表面活性剂25%～45%。
本发明的复合型沥青温拌降粘剂最佳由下述质量百分配比的原料制成：
增溶剂30%
脂肪族酰胺类润滑剂45%
表面活性剂25%。
上述的脂肪族酰胺类润滑剂优选油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺中的任意一种或它们的混合物；表面活性剂优选异构混合醇聚氧乙烯醚、改性异构脂肪基封端聚醚、改性支链醇醚乙氧基化合物、新型乙氧氢化物、脂肪基聚氧乙烯醚衍生物、脂肪基聚氧乙烯醚及其衍生物中任意两种以上按相同质量比混合的混合物。
本发明复合型沥青温拌降粘剂的制备方法为：将增溶剂、表面活性剂混合，加热至110～120℃，搅拌均匀，加入脂肪族酰胺类润滑剂，待其完全熔融后，升温至130～140℃，高速剪切5～10分钟，得到复合型沥青温拌降粘剂。
本发明利用增溶剂、脂肪族酰胺类润滑剂和表面活性剂之间的协同作用，有效的降低了基质沥青的高温粘度，降低了混合料的拌合压实温度，从而有效的降低了有害气体的排放，克服了环境污染、能耗大等问题，减缓了沥青老化。实验结果表明，本发明复合型沥青温拌降粘剂对基质沥青的高温性能具有良好的改善作用，添加后基质沥青路用使用性能良好。
附图说明
图1是SK90#基质沥青（a）和添加8%实施例1制备的复合型沥青温拌降粘剂的SK90#基质沥青（b）的粘度随温度变化曲线。
图2是SK90#基质沥青（a）和添加8%实施例1制备的复合型沥青温拌降粘剂的SK90#基质沥青（b）的热重图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
上述复合型沥青温拌降粘剂的制备方法为：将150g芳烃油、150g环烷油、84gDispero700异构混合醇聚氧乙烯醚、83g脂肪基聚氧乙烯醚及其衍生物T-30、83g新型乙氧氢化物混合，加热至110～120℃，搅拌均匀，然后加入450g油酸酰胺，待其完全熔融后，升温至130～140℃，用高速剪切机剪切10分钟，得到复合型沥青温拌降粘剂。
实施例2
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例5
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例6
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例7
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例8
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例9
以制备复合型沥青温拌降粘剂1000g为例，所用原料及其质量配比如下：
其制备方法与实施例1相同。
实施例10
在实施例1中，芳烃油和环烷油的质量比为2:1，其它原料及其用量、以及复合型沥青温拌降粘剂的制备方法均与实施例1相同。
实施例11
在实施例1中，芳烃油和环烷油的质量比为1:2，其它原料及其用量、以及复合型沥青温拌降粘剂的制备方法均与实施例1相同。
实施例12
在实施例1中，芳烃油用等质量的质量比为1:1的聚氨酯防水油、抽出油替换，Dispero700异构混合醇聚氧乙烯醚用等质量的改性异构脂肪基封端聚醚替换，其它原料及其用量、以及复合型沥青温拌降粘剂的制备方法均与实施例1相同。
实施例13
在实施例1中，环烷油用等质量的质量比为1:1的石蜡油、妥儿油替换，油酸酰胺用等质量的芥酸酰胺替换，其它原料及其用量、以及复合型沥青温拌降粘剂的制备方法均与实施例1相同。
实施例14
在实施例1中，芳烃油和环烷油用等质量的质量比为1:1:1:1的石蜡油、抽出油、妥尔油、聚氨酯防水油替换，油酸酰胺用等质量的乙撑双硬脂酰胺替换，其它原料及其用量、以及复合型沥青温拌降粘剂的制备方法均与实施例1相同。
上述实施例1～14中的Dispero700异构混合醇聚氧乙烯醚、改性异构脂肪基封端聚醚、改性支链醇醚乙氧基化合物、新型乙氧氢化物、脂肪基聚氧乙烯醚衍生物M-80、脂肪基聚氧乙烯醚及其衍生物T-30均由高施贝尔化工有限责任公司提供。
为了验证本发明的有益效果，发明人对本发明实施例制备的复合型沥青温拌降粘剂进行了研究试验，各种试验情况如下：
1、复合型沥青温拌降粘剂对基质沥青的降粘作用
将各实施例制备的复合型沥青温拌降粘剂以8%的添加量加入到SK90#基质沥青后对沥青进行粘度测试，测试结果见表1。
表1添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后SK90#基质沥青的粘度值
由表1可见，添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后的SK90#基质沥青，粘度均明显降低。（170±20）cp和（280±30）cp对应的温度分别为混合料的拌合温度和压实温度，由图1可见，SK90#基质沥青的拌合温度为158～166℃，压实温度为146～154℃，SK90#基质沥青中添加实施例1制备的复合型沥青温拌降粘剂后，拌合温度为135～141℃，压实温度为123～128℃，相对于SK90#基质沥青，本发明复合型沥青温拌降粘剂使SK90#基质沥青拌合温度降低了23～25℃，压实温度降低了23～26℃。
2、复合型沥青温拌降粘剂对基质沥青的三大指标测试
将各实施例制备的复合型沥青温拌降粘剂以8%的添加量加入SK90#基质沥青后对沥青进行软化点、针入度、延度测试，结果见表2。
表2添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后SK90#基质沥青的三大指标
| 项目 | 软化点（℃） | 针入度（25℃，mm） | 延度（10℃，mm） |
| SK90#基质沥青 | 47.0 | 84.5 | >1000 |
| 实施例1 | 52.5 | 82.3 | 621 |
| 实施例2 | 58.8 | 82.4 | 617 |
| 实施例3 | 55.8 | 85.3 | 653 |
| 实施例4 | 52.3 | 94.7 | 834 |
| 实施例5 | 56.3 | 89.2 | 633 |
| 实施例6 | 53.3 | 92.6 | 713 |
| 实施例7 | 55.5 | 90.2 | 706 |
| 实施例8 | 57.4 | 87.6 | 622 |
| 实施例9 | 51.7 | 96.2 | 867 |
| 实施例10 | 57.5 | 85.6 | 603 |
| 实施例11 | 55.3 | 93.4 | 612 |
| 实施例12 | 54.1 | 93.0 | 622 |
| 实施例13 | 56.8 | 98.0 | 662 |
| 实施例14 | 57.5 | 82.3 | 621 |
由表2数据可见，SK90#基质沥青中添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后，延度较基质沥青稍有所降低，但符合路用指标要求，添加实施例3～13制备的复合型沥青温拌降粘剂后，针入度较SK90#基质沥青略有所升高，但符合规范要求。添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后基质沥青的软化点均升高，说明本发明温拌降粘剂对沥青的高温性能具有良好的改善。
3、复合型沥青温拌降粘剂添加前后沥青的抗老化能力
将各实施例1制备的复合型沥青温拌降粘剂以8%的添加量加入SK90#基质沥青，对添加前后的基质沥青进行热分析，结果见图2。
由图2可见，SK90#基质沥青在氮气气氛下，起始热失重温度为330℃左右，只有一个热失重平台，而在490℃时已经完全分解或氧化，分解区间短；添加本发明复合型沥青温拌降粘剂后，SK90#基质沥青的起始热失重温度为430℃左右，只有一个热失重平台，到610℃已经完全分解或氧化，起始失重温度较基质沥青高，且分解区间较长，说明本发明复合型沥青温拌降粘剂减缓了沥青材料的分解或氧化速率，具有良好的抗老化能力。
Claims (2)
1.一种复合型沥青温拌降粘剂，其特征在于它由下述质量百分配比的原料制成：
增溶剂20％～50％
脂肪族酰胺类润滑剂30％～60％
表面活性剂15％～50％
上述的增溶剂为芳烃油、石蜡油、抽出油、妥尔油、聚氨酯防水油、环烷油中的任意一种或它们的混合物；表面活性剂为Dispero700异构混合醇聚氧乙烯醚、改性异构脂肪基封端聚醚、改性支链醇醚乙氧基化合物、脂肪基聚氧乙烯醚衍生物M-80、脂肪基聚氧乙烯醚及其衍生物T-30中任意两种以上按相同质量比混合的混合物；所述的脂肪族酰胺类润滑剂为油酸酰胺、乙撑双硬脂酰胺、芥酸酰胺、硬脂酰胺中的任意一种或它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的复合型沥青温拌降粘剂，其特征在于它由下述质量百分配比的原料制成：
增溶剂30％
脂肪族酰胺类润滑剂45％
表面活性剂25％。
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