CN105131623A - 一种沥青抗剥落剂、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及道路沥青添加剂技术领域，具体提供一种沥青抗剥落剂，包括以下重量比的组分：55％-60％的石蜡、25％-30％的脂肪酸以及10％-20％的磺酸或者磺酸盐，以上各组分的重量百分比之和为100％。本发明还提供该沥青抗剥落剂的制备方法及应用。本发明的沥青抗剥落剂的各组分成本低，无污染，具有良好的耐老化性能、耐高温性能和水稳定性；使用该沥青抗剥落剂的沥青在薄膜烘箱中经老化处理后，用水浸法做粘附性等级实验，可以达到5级，能够显著提高沥青的抗剥落性能。

Description

一种沥青抗剥落剂、其制备方法及应用

【技术领域】

本发明涉及道路沥青添加剂技术领域，具体涉及一种沥青抗剥落剂、其制备方法及应用。

【背景技术】

沥青路面是一种半刚性路面，具有减震舒适、易于保养等特点，是目前道路的首选路面形式。使用沥青铺设道路通常将沥青与石料混合，铺设道路的石料分为酸性石料和碱性石料。碱性石料与沥青的粘附性好，但它的软质矿物含量高，耐磨性差，不能适用于沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要。相反，花岗岩、砂岩、石英岩等酸性石料，石质坚硬、致密、耐磨性强，能充分发挥集料之间的嵌挤作用，但它与沥青的结合强度低，沥青路面在水与交通载荷的共同作用下将会导致沥青与石料表面的粘附性降低。此时，水及其它杂质更易渗入路面，使沥青表面与石料分离，导致剥落、松散、坑洞等破坏，加速路面的损害。

目前解决这一问题的主要办法是在沥青中加入沥青抗剥落剂。沥青抗剥落剂是与石料表面形成物理吸附或依靠其特殊的化学结构使其与石料进行化合反应，在它们之间形成强而有力的化学纽带，从而提高沥青与石料的粘附性。

沥青抗剥落剂的研究始于20世纪40年代，，第一代为无机类，主要是石灰，改性对象是石料，其优点是成本低，性能较好，缺点是使用工艺复杂，如果工艺不当会影响耐久性，目前仍在使用；第二代为金属皂化物，主要是皂脚铁，改性对象是沥青，其优点是成本低，使用方便，缺点是因与沥青密度相差较大，易产生离析而影响效果，目前已较少使用；第三代为表面活性剂，代表物是季胺盐，改性对象是沥青，它使用方便，在实验室中抗剥落效果显著，但是其实际使用效果却并不理想，胺类抗剥落剂稳定性较差，而拌合和运输沥青混合料的过程均需要长时间高温，在此过程中胺类抗剥落剂会大量分解，从而影响抗剥落性能。

目前用于检测沥青抗剥落性能的主要有水煮法和水浸法，水煮法用的较多，但由于水煮法时间短，并不能很好的模拟混合料的拌合试验，不能真实反映沥青的抗剥落性能；而水浸法则与实际拌合效果偏差较小，能够真实反映沥青的抗剥落性能，通常用水煮法测试结果为5级的沥青，用水浸法测试结果大多在3级左右。

鉴于此，探索一种抗剥落性能好、质量稳定且生产工艺简单的沥青抗剥落剂、其制备方法及应用至关重要。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种抗剥落性能好、质量稳定且生产工艺简单的沥青抗剥落剂、其制备方法及应用。

本发明采用如下技术方案：

一种沥青抗剥落剂，其特征在于，包括以下重量比的组分：

55％-60％的石蜡、25％-30％的脂肪酸，以及10％-20％的磺酸或者磺酸盐，以上各组分的重量百分比之和为100％。

优选地，所述石蜡为液体石蜡。

优选地，所述磺酸或磺酸盐的碳原子数目为7-20。

优选地，所述磺酸为十二烷基苯磺酸或石油加工过程产生的石油磺酸。

优选地，所述磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠或木质素磺酸钠。

一种制备上述沥青抗剥落剂的制备方法，将石蜡、脂肪酸及磺酸或者磺酸盐按重量比加入混料机中，常温搅拌至混合均匀即可。

一种沥青抗剥落剂的应用，用于制备抗剥落沥青，按重量百分比，将99.5％-99.7％的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.3％-0.5％的上述沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。

优选地，所述基质沥青为石油沥青、油砂沥青、天然沥青、煤焦油沥青和植物沥青中的至少一种。

与现有技术相比，本发明的沥青抗剥落剂包括石蜡、脂肪酸、磺酸或者磺酸盐，以上组分成本低，无污染，具有良好的耐老化性能、耐高温性能和水稳定性；使用本发明的沥青抗剥落剂的沥青在薄膜烘箱中经老化处理后，用水浸法做粘附性等级实验，可以达到5级，本发明的沥青抗剥落剂能够显著提高沥青的抗剥落性能，且质量稳定；本发明的沥青抗剥落剂生产工艺简单，仅需常温搅拌混匀即可，具有良好的经济性；本发明的沥青抗剥落剂使用方便，与加热的沥青相容性良好，易于搅拌混匀。

【具体实施方式】

本发明的沥青抗剥落剂包括55％-60％的石蜡、25％-30％的脂肪酸，以及10％-20％的磺酸或者磺酸盐，以上各组分的重量百分比之和为100％，石蜡优选为液体石蜡，当使用固体石蜡时可将固体石蜡融化为液态以制备沥青抗剥落剂。磺酸或磺酸盐的碳原子数目具体为7-20，该磺酸优选为十二烷基苯磺酸或石油加工过程产生的石油磺酸，磺酸盐则优选为十二烷基苯磺酸钠或木质素磺酸钠，所用磺酸或磺酸盐中含有磺酸基，磺酸基可与酸性石料表面的硅羟基发生反应，以在石料表面形成稳定的化学吸附，达到抗剥落效果。本发明的沥青抗剥落剂的各组分成本低，无污染，具有良好的耐老化性能、耐高温性能和水稳定性；使用本发明的沥青抗剥落剂的沥青在薄膜烘箱中经老化处理后，用水浸法做粘附性等级实验，可以达到5级，本发明的沥青抗剥落剂能够显著提高沥青的抗剥落性能，且质量稳定。

本发明的沥青抗剥落剂的制备，将石蜡、脂肪酸及磺酸或者磺酸盐按重量比加入混料机中，常温搅拌至混合均匀即可，该生产工艺简单，仅需常温搅拌混匀即可，具有良好的经济性。

本发明的沥青抗剥落剂用于制备抗剥落沥青，具体按重量百分比，将99.5％-99.7％的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.3％-0.5％的上述沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。所用基质沥青为石油沥青、油砂沥青、天然沥青、煤焦油沥青和植物沥青中的至少一种，当基质沥青为组合物时，各基质沥青可按任意比例组合，所制得的沥青抗剥落剂与加热的沥青相容性良好，易于搅拌混匀。

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用以解释本发明，并不用于限定本发明。除注明的具体条件外，实施例中的实验方法均按照常规条件进行。

实施例1

在混料机中，按重量比加入55％的固体石蜡、25％的脂肪酸和20％的十二烷基苯磺酸，常温搅拌至缓和均匀，得到淡黄色的沥青抗剥落剂。

在本实施例的具体应用中，按重量百分比，将99.5％的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.5％的上述沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。在本实施例中，所用基质沥青为东海70#石油沥青。

实施例2

在混料机中，按重量比加入60％的液体石蜡、25％的脂肪酸和15％的木质素磺酸钠，常温搅拌至缓和均匀，得到淡黄色的液体沥青抗剥落剂。

在本实施例的具体应用中，按重量百分比，将99.6的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.4％的上述沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。在本实施例中，所用基质沥青为东海70#石油沥青。

实施例3

在混料机中，按重量比加入58％的液体石蜡、30％的脂肪酸和10％的石油加工过程产生的石油磺酸，常温搅拌至缓和均匀，得到淡黄色的液体沥青抗剥落剂。

在本实施例的具体应用中，按重量百分比，将99.7％的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.3％的上述沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。在本实施例中，所用基质沥青为东海70#石油沥青。

用水浸法分别对上述实施例1至3制备的添加了抗剥落剂的沥青进行粘附性等级测试，并将该沥青置于薄膜烘箱中经老化处理后，用水浸法对该沥青做粘附性等级测试。同时，以未掺加抗剥落剂的沥青作为参照，以添加胺类抗剥落剂的沥青作为对比，性能结果如表1所示，1级为最低等级，5级为最高等级。

表1沥青粘附性等级测试

从表1可知，沥青中加入本实施例1至3的沥青抗剥落剂后，其粘附性和抗剥落性得到显著提高，其粘附等级远大于不添加抗剥落剂的沥青以及掺加胺类抗剥落剂的沥青，且具有良好的耐老化性能，质量稳定，故上述实施例的沥青抗剥落剂具有良好的抗剥落效果。

根据《公路工程沥青和沥青混合料试验规程》(JTGE-2011)对本实施例1至3的添加了抗剥落剂的沥青进行沥青混合料冻融劈裂实验(T0729-2000)，其结果如表2所示。

抗剥落剂种类

未冻融的劈裂抗拉

冻融后的劈裂抗拉

冻融劈裂实验强

	强度(MPa)	强度(MPa)	度比(％)
				无	1.142	1.036	90.7
实施例1	1.201	1.157	96.3
				实施例2	1.190	1.145	96.2
实施例3	1.216	1.162	95.6
				胺类抗剥落剂	1.107	1.034	93.4

表2沥青冻融劈裂抗拉测试

由表2可知添加了抗剥落剂的沥青可以提高沥青混合料的劈裂抗拉强度，对沥青冻融后的劈裂抗拉强度也有较大提升，并且添加了抗剥落剂的沥青冻融劈裂强度比也明显高于不添加抗剥落剂的沥青以及掺加胺类抗剥落剂的沥青，证明本发明的沥青抗剥落剂对沥青混合料的水损性能有较大的提高。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于上述说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种沥青抗剥落剂，其特征在于，包括以下重量比的组分：

55％-60％的石蜡、25％-30％的脂肪酸，以及10％-20％的磺酸或者磺酸盐，以上各组分的重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的沥青抗剥落剂，其特征在于：所述石蜡为液体石蜡。

3.根据权利要求1所述的沥青抗剥落剂，其特征在于：所述磺酸或磺酸盐的碳原子数目为7-20。

4.根据权利要求3所述的沥青抗剥落剂，其特征在于：所述磺酸为十二烷基苯磺酸或石油加工过程产生的石油磺酸。

5.根据权利要求3所述的沥青抗剥落剂，其特征在于：所述磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠或木质素磺酸钠。

6.一种制备如权利要求1-5任一项所述的沥青抗剥落剂的制备方法，其特征在于：将石蜡、脂肪酸及磺酸或者磺酸盐按重量比加入混料机中，常温搅拌至混合均匀。

7.一种沥青抗剥落剂的应用，用于制备抗剥落沥青，其特征在于：按重量百分比，将99.5％-99.7％的基质沥青加热至170℃-180℃，加入0.3％-0.5％如权利要求1-5任一项所述的沥青抗剥落剂，搅拌混合1h-2h。

8.根据权利要求7所述的沥青抗剥落剂的应用，其特征在于：所述基质沥青为石油沥青、油砂沥青、天然沥青、煤焦油沥青和植物沥青中的至少一种。