CN104974536A - 一种环保改性乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：沥青55-90份，空心玻璃微珠5-10份，松香脂1-5份，改性剂胶乳5-20份，乳化剂0.5-6份，稳定剂1.5-3.5份。本发明还公开了该环保改性乳化沥青的制备方法。本发明提供的环保改性乳化沥青性能优良，粘结力强，弹性大，柔韧性好，高温稳定性好，低温抗裂性强，能满足道路使用性能，适用于稀浆封层微表处理，耐寒、耐冻，用于路面维修、养护时，可缩短关闭交通时间，提高施工效率，降低成本，该改性乳化沥青无毒，对环境无害。

Description

一种环保改性乳化沥青及其制备方法

技术领域：

本发明涉及乳化沥青改性技术领域，具体的涉及一种环保改性乳化沥青。

背景技术：

随着我国公路建设的飞速发展，公路通车里程逐年快速增长。与此同时，公路的车流量与重载车辆迅速增加，路面消耗较以前大大加剧，导致公路在使用年限内较早出现损害。为了提高路面的质量，延长公路的使用寿命，对路面早期损害的防治变的刻不容缓。大量的研究与事实表明，乳化沥青具有能够冷施工、增强沥青与集料的粘附性及拌合均匀性、节省了沥青原料、延长施工季节、减少环境污染等优点。然而，现在工程对乳化沥青在低温条件下应有的弹性和塑性、在高温时具有足够的强度和热稳定性、在使用条件下的抗老化能力、与各种工作结构表面的粘结力以及耐疲劳性提出来更高的要求。

改性乳化沥青是以乳液状高分子聚合物对乳化沥青进行改性或者以高分子聚合物改性沥青进行乳化所得到的产品。丁苯胶乳是以丁二烯、苯乙烯加少量羧酸及其他助剂，通过乳液聚合生成的共聚物，具有较高的粘结力和结膜强度，机械及化学稳定性好，流动性、贮存稳定性均佳，残留苯类单体甚微，属环保型产品。丁苯胶乳改性乳化沥青可以明显提高沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性能，但是丁苯胶乳弹性较低，耐屈挠性、撕裂性能较差，特别是自粘性、生胶强度低。

发明内容：

本发明的目的是提供一种环保改性乳化沥青，其性能优良，粘结力强，弹性大，柔韧性好，高温稳定性好，低温抗裂性强，能满足道路使用性能，适用于稀浆封层微表处理，耐寒、耐冻，用于路面维修、养护时，可缩短关闭交通时间，提高施工效率，降低成本，该改性乳化沥青无毒，对环境无害。

本发明的另一个目的是提供该环保乳化沥青的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青55-90份，

空心玻璃微珠5-10份，

松香脂1-5份，改性剂胶乳5-20份，

乳化剂0.5-6份，稳定剂1.5-3.5份。

作为上述技术方案的优选，一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青68份，

空心玻璃微珠8份，

松香脂3份，改性剂胶乳15份，

乳化剂3.5份，稳定剂2.2份。

作为上述技术方案的优选，所述基质沥青为石油沥青。

作为上述技术方案的优选，所述空心玻璃微珠的粒径为100-200nm，壁厚为0.5-1μm，密度为0.1-0.3g/mL。

作为上述技术方案的优选，所述改性剂胶乳为丁苯胶乳。

作为上述技术方案的优选，所述乳化剂为季胺盐类或木质胺类，酰胺基多胺类，咪唑啉类。

作为上述技术方案的优选，所述的季胺盐类包括十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵；所述木质胺类包括氯化-2-羟基-3-木质素亚丙基三甲基铵，木质胺；所述酰胺基多胺类包括N-氨乙基酰胺，烷基酰胺基多胺；所述咪唑啉类包括1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2-盐酸盐，1-氨乙基-乙-十七烷基咪唑啉。

作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为氯化镁和/或氯化钙，聚乙烯醇，羧甲基纤维素钠，甲基纤维素，明胶。

作为上述技术方案的优选，所述乳化剂中还加入水或脂肪酸添加剂。

一种环保改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1)将改性剂胶乳、乳化剂、稳定剂混合，在500-1000W的功率下超声1-5h后，继续加入空心玻璃微珠、松香脂，温度控制在60-95℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将沥青加热到130-170℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照(1-4)：1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

丁苯胶乳具有较高的粘结力和结膜强度，机械及化学稳定性好，流动性、贮存稳定性均佳，残留苯类单体甚微，属环保型产品。利用丁苯胶乳对乳化沥青进行改性，可以有效提高乳化沥青的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性能；

空心玻璃微珠具有较高的抗压强度，分散性、稳定性、流动性好，弹性大，吸水率低，其加入到乳化沥青中，可以有效克服丁苯胶乳改性乳化沥青弹性较低，耐屈挠性、撕裂性能较差的缺点；

空心玻璃微珠、丁苯胶乳都属于无毒产品，且乳化沥青改性过程中无有毒物质排放有利于环境保护。

具体实施方式：

为更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。

实施例1

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青55份，空心玻璃微珠5份，

松香脂1份，改性剂胶乳5份，

乳化剂0.5份，稳定剂1.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将5份改性剂胶乳、0.5份乳化剂、1.5份稳定剂混合，在500W的功率下超声1h后，继续加入5份空心玻璃微珠、1份松香脂，温度控制在60℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将55份沥青加热到130℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照1：1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

实施例2

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青90份，空心玻璃微珠10份，

松香脂5份，改性剂胶乳20份，

乳化剂6份，稳定剂3.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将20份改性剂胶乳、6份乳化剂、3.5份稳定剂混合，在1000W的功率下超声5h后，继续加入10份空心玻璃微珠、5份松香脂，温度控制在95℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将90份沥青加热到170℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照4:1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

实施例3

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青61份，空心玻璃微珠6份，

松香脂1.5份，改性剂胶乳8份，

乳化剂1.5份，稳定剂2份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将8份改性剂胶乳、1.5份乳化剂、2份稳定剂混合，在600W的功率下超声1.5h后，继续加入6份空心玻璃微珠、1.5份松香脂，温度控制在65℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将61份沥青加热到140℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照1.5:1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

实施例4

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青67份，空心玻璃微珠7份，

松香脂2份，改性剂胶乳10份，

乳化剂2.5份，稳定剂2.5份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将10份改性剂胶乳、2.5份乳化剂、2.5份稳定剂混合，在700W的功率下超声2h后，继续加入7份空心玻璃微珠、2份松香脂，温度控制在70℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将67份沥青加热到150℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照2:1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

实施例5

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青73份，空心玻璃微珠8份，

松香脂2.5份，改性剂胶乳15份，

乳化剂3.5份，稳定剂3份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将15份改性剂胶乳、3.5份乳化剂、3份稳定剂混合，在800W的功率下超声3h后，继续加入8份空心玻璃微珠、2.5份松香脂，温度控制在80℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将73份沥青加热到160℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照3:1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

实施例6

一种环保改性乳化沥青，以重量份计，包括以下组分：

沥青79份，空心玻璃微珠9份，

松香脂3.5份，改性剂胶乳18份，

乳化剂4.5份，稳定剂3.2份。

其制备方法包括以下步骤：

(1)将18份改性剂胶乳、4.5份乳化剂、3.2份稳定剂混合，在800W的功率下超声4h后，继续加入9份空心玻璃微珠、3.5份松香脂，温度控制在90℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将79份沥青加热到165℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照3.5:1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。

下面对本发明提供的环保改性乳化沥青进行性能测试，其中对比例为普通改性沥青。

(1)脆化温度

按照GB/T 5470-1992进行测试，测试如表1所示；

(2)软化点

按照GB/T 1633-2000来进行测试，测试如表1所示；

表1

从表1来看，本发明所提供的改性乳化沥青，低温柔韧性好，耐高温性能佳，适用于稀浆封层微表处理。

Claims (10)

1.一种环保改性乳化沥青，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

沥青55-90份，

空心玻璃微珠5-10份，

松香脂1-5份，改性剂胶乳5-20份，

乳化剂0.5-6份，稳定剂1.5-3.5份。

2.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：

沥青68份，

空心玻璃微珠8份，

松香脂3份，改性剂胶乳15份，

乳化剂3.5份，稳定剂2.2份。

3.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述沥青为石油沥青。

4.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述空心玻璃微珠的粒径为100-200nm，壁厚为0.5-1μm，密度为0.1-0.3g/mL。

5.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述改性剂胶乳为丁苯胶乳。

6.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述乳化剂为季胺盐类或木质胺类，酰胺基多胺类，咪唑啉类。

7.如权利要求6所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述的季胺盐类包括十八烷基三甲基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵；所述木质胺类包括氯化-2-羟基-3-木质素亚丙基三甲基铵，木质胺；所述酰胺基多胺类包括N-氨乙基酰胺，烷基酰胺基多胺；所述咪唑啉类包括1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2-盐酸盐，1-氨乙基-乙-十七烷基咪唑啉。

8.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述稳定剂为氯化镁和/或氯化钙，聚乙烯醇，羧甲基纤维素钠，甲基纤维素，明胶。

9.如权利要求1所述的一种环保改性乳化沥青，其特征在于，所述乳化剂中还加入水或脂肪酸添加剂。

10.如权利要求1至9任一所述的一种环保改性乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将改性剂胶乳、乳化剂、稳定剂混合，在500-1000W的功率下超声1-5h后，继续加入空心玻璃微珠、松香脂，温度控制在60-95℃，搅拌混合均匀，得到胶乳乳液；

(2)将沥青加热到130-170℃，和步骤(1)得到的胶乳乳液按照(1-4)：1的比例同时通过乳化磨混合乳化后经机械搅拌消泡后制得环保改性乳化沥青。