CN105175748A - 一种可乳化sbs改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂及其应用，其组成成分按质量份数计如下：牛脂基丙撑二胺1.6-2.4份、乙醇0.3-0.7份、丙烯腈0.2-0.6份、氢化牛脂基伯胺1.4-2.2份；用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青方法为：（1）制得SBS改性沥青；（2）将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1-1.2min，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青；本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂具有用量少、乳化沥青稳定性好等特点，用于公路沥青路面的建造、维修以及建筑防水材料上，公路建造中的沥青路面粘层油、改性粘层油，可替代进口产品，减少成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂及其应用，属于沥青乳化剂材料技术领域。
背景技术
截止2014年底，我国建成的高速公路已达11.9万KM。改性沥青是高等级公路沥青路面必须使用的材料，该材料路用性能良好，能抗高温，抗低温，能长久的保持沥路面的使用性能。改性沥青品种较多，有SBS、废旧橡胶粉、SBR、PE等，其中SBS改性沥青使用方便，性价比高，使用历史最长，使用范围最广。
改性乳化沥青是沥青路面建造和维修时的一种节能环保的新材料，按用途分为快裂型、慢裂快凝型以及中裂型。主要用于铺路时的粘层油，维修时的同步碎石封层，微表处、雾封层等方面。目前用于改性乳化沥青的改性剂主要有SBR胶乳、SBS胶乳以及用SBS改性沥青乳化的改性乳化沥青。用于同步碎石封层、雾封层以及改性沥青混凝土的粘接层都需要阳离子快裂型改性乳化沥青，而SBR胶乳低温效果可满足指标要求，但高温指标比较难满足要求，并且成本高；SBS胶乳能满足指标要求，但成本也高；SBS改性沥青乳化阳离子快裂SBS改性乳化沥青高低温指标均超过SBR、SBS，且价格低。
现有技术中的阳离子慢裂型沥青乳化剂，如专利CN201310093598.9提出的一种可乳化SBS改性沥青的阳离子沥青乳化剂及其制备方法，均存在乳化时乳化剂用量大，而且不是快裂型，一般每吨沥青需用2.5-4.0%的慢裂型乳化剂；如果不添加助剂和稳定剂，就会存在乳化效果和稳定性差等缺陷。这里需要说明的是，快裂乳化剂制备的乳化沥青可代替中裂乳化沥青使用，中裂乳化剂制备的乳化沥青不能代替快裂乳化沥青使用，也不能代替慢裂和慢裂快凝乳化剂制备的乳化沥青使用。慢裂和慢裂快凝乳化剂制备的乳化沥青也不能代替快裂乳化沥青使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂及其应用，乳化时无需添加任何助剂，乳化剂用量少，乳化效果和稳定性好，可应用于公路沥青路面的建造、维修以及建筑防水材料上，制备高含量、高稠度、高粘性的各种快裂型乳化沥青。
本发明是通过如下的技术方案予以实现的：
一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，其组成成分按质量份数计如下：
牛脂基丙撑二胺1.6-2.4份
乙醇0.3-0.7份
丙烯腈0.2-0.6份
氢化牛脂基伯胺1.4-2.2份。
上述一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其制备方法如下：
（1）将牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在65-70℃进行溶解，再加入乙醇进行搅拌，搅拌20-30min得物料A；
（2）在物料A中滴加丙烯腈，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为55-65℃，滴加60-80min得物料B；
（3）在物料B中加入氢化牛脂基伯胺并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为70-75℃，连续搅拌反应3-3.5小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
上述一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至170-175℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的3-4%；再将改性沥青剪切速度控制转速为2000-3000r/min，快速剪切40-60min；随后再控制温度为160-165℃进行溶胀，转速为1500-2000r/min，溶胀30-40min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至165-170℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入65-70℃的水中得乳化皂液，再加盐酸调整乳化皂液的PH为2-2.5；随后将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1-1.2min，所述SBS改性沥青的质量百分比为50-60%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.6-0.8%，水的质量百分比为50-40%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
本发明的有益效果为：
本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂，用于乳化一般基质沥青如PC-3型等非改性乳化沥青，每吨沥青需乳化剂用量为0.2%，相较传统0.8-1.0%中裂乳化剂或0.4%的快裂乳化剂，用量更少；用于乳化SBS改性乳化沥青，每吨沥青需乳化剂用量为0.6-0.8%，相较传统2.5-4.0%的快裂或中裂乳化剂，用量更少。
在制备各种乳化沥青时无需添加任何助剂、稳定剂即表现出良好的稳定性；可制备高含量、高稠度、高粘性的各种快裂乳化沥青，所乳化的各种快裂乳化沥青性能指标完全满足JTGF40-2004中的PCR、PC-3乳化沥青标准。
综上，本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂具有用量少、乳化沥青稳定性好等特点，主要应用于公路沥青路面的建造、维修以及建筑防水材料上，公路建造中的沥青路面粘层油、改性粘层油；公路维修中的雾封层、同步碎石封层，可替代进口产品，减少成本。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其制备方法如下：
（1）按质量份数计将2份牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在65℃进行溶解，再加入0.5份乙醇进行搅拌，搅拌30min得物料A；
（2）按质量份数计在物料A中滴加0.4份丙烯腈，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为55℃，滴加60min得物料B；
（3）按质量份数计在物料B中加入1.8份氢化牛脂基伯胺并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为75℃，连续搅拌反应3小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
上述一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至170℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的3%；再将改性沥青剪切速度控制转速为2000r/min，快速剪切40min；随后再控制温度为160℃进行溶胀，转速为1500r/min，溶胀30min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至165℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入65℃的水中得乳化液，再加盐酸调整乳化液的PH为2；随后将SBS改性沥青和乳化液投入胶体磨加工1min，所述SBS改性沥青的质量百分比为50%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.6%，水的质量百分比为49.4%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
实施例2
一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其制备方法如下：
（1）按质量份数计将2.2份牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在70℃进行溶解，再加入0.6份乙醇进行搅拌，搅拌20min得物料A；
（2）按质量份数计在物料A中滴加0.5份丙烯腈，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为65℃，滴加70min得物料B；
（3）按质量份数计在物料B中加入2.1份氢化牛脂基伯胺并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为70℃，连续搅拌反应3.5小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
上述一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至172℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的3.5%；再将混合料控制转速为3000r/min，快速剪切50min；随后再控制温度为163℃进行溶胀，转速为2000r/min，溶胀35min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至165℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入70℃的水中得乳化皂液，再加盐酸调整乳化皂液的PH为2.2；随后将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1min，所述SBS改性沥青的质量百分比为55%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.8%，水的质量百分比为44.2%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
实施例3
一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其制备方法如下：
（1）按质量份数计将1.8份牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在68℃进行溶解，再加入0.4份乙醇进行搅拌，搅拌25min得物料A；
（2）按质量份数计在物料A中滴加0.3份丙烯腈，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为55℃，滴加60min得物料B；
（3）按质量份数计在物料B中加入1.6份氢化牛脂基伯胺，并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为75℃，连续搅拌反应3小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
上述一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至173℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的4%；再将混合料控制转速为2500r/min，快速剪切45min；随后再控制温度为164℃进行溶胀，转速为1500r/min，溶胀35min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至170℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入65℃的水中得乳化皂液，再加盐酸调整乳化皂液的PH为2.4；随后将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1.2min，所述SBS改性沥青的质量百分比为60%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.8%，水的质量百分比为39.2%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
实施例4
一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其制备方法如下：
（1）按质量份数计将1.9份牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在69℃进行溶解，再加入0.7份乙醇进行搅拌，搅拌29min得物料A；
（2）按质量份数计在物料A中滴加0.2份丙烯腈和0.2份表面活性剂，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为56℃，滴加65min得物料B；
（3）按质量份数计在物料B中加入2份氢化牛脂基伯胺，0.6份芳香混合剂和1.2份着色混合剂，并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为74℃，连续搅拌反应3.2小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
其中，表面活性剂为阳离子聚丙烯酰胺或烷基酚聚氧乙烯醚的一种。
所述芳香混合剂按质量份数计由2份薄荷、4.5份松节油、3份芳樟油、0.5份丁香、2份甘草、1.3份肉豆蔻、0.4份柠檬汁和0.6份白芷混合制备而成。
所述着色混合剂按质量份数计由2.1份份钼酸铵、1.4份重铬酸钠、2份赤泥、2.5份氢氧化铁泥、0.8份邻磺酸苯甲醛、0.5份乙二醇单丁醚和0.3份羟基丙烯酸树脂混合制备而成。
上述一种可快速乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至171℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的3%；再将混合料控制转速为2500r/min，快速剪切50min；随后再控制温度为162℃进行溶胀，转速为1500r/min，溶胀40min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至170℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入70℃的水中得乳化皂液，再加盐酸调整乳化皂液的PH为2.4；随后将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1.2min，所述SBS改性沥青的质量百分比为52%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.6%，水的质量百分比为47.4%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂用于乳化一般基质沥青如PC-3型等非改性乳化沥青，每吨沥青仅需乳化剂用量为0.2%；用于乳化SBS改性乳化沥青，每吨沥青仅需乳化剂用量为0.6-0.8%；具有用量少、乳化沥青稳定性好等特点，主要应用于公路沥青路面的建造、维修以及建筑防水材料上，公路建造中的沥青路面粘层油、改性粘层油；公路维修中的雾封层、同步碎石封层，可替代进口产品，减少成本。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。
Claims (3)
1.一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，其特征为，其组成成分按质量份数计如下：
牛脂基丙撑二胺1.6-2.4份
乙醇0.3-0.7份
丙烯腈0.2-0.6份
氢化牛脂基伯胺1.4-2.2份。
2.如权利要求1所述的一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂的制备方法，其特征为，其制备方法如下：
（1）将牛脂基丙撑二胺加入三颈烧瓶中，控制温度在65-70℃进行溶解，再加入乙醇进行搅拌，搅拌20-30min得物料A；
（2）在物料A中滴加丙烯腈，控制滴加时物料A与丙烯腈的总物料温度为55-65℃，滴加60-80min得物料B；
（3）在物料B中加入氢化牛脂基伯胺并进行搅拌，控制物料B与氢化牛脂基伯胺总物料温度为70-75℃，连续搅拌反应3-3.5小时，即制得本发明所述的阳离子快裂沥青乳化剂。
3.如权利要求1所述的一种可乳化SBS改性沥青的阳离子快裂沥青乳化剂，可用于制备阳离子快裂SBS改性乳化沥青，其特征为，其制备方法如下：
（1）取基质沥青加热至170-175℃，加入791型SBS改性剂，所述SBS质量为基质沥青的3-4%；再将改性沥青剪切速度控制转速为2000-3000r/min，快速剪切40-60min；随后再控制温度为160-165℃进行溶胀，转速为1500-2000r/min，溶胀30-40min，得SBS改性沥青；
（2）取SBS改性沥青加热至165-170℃，同时将本发明制得的阳离子快裂沥青乳化剂加入65-70℃的水中得乳化皂液，再加盐酸调整乳化皂液的PH为2-2.5；随后将SBS改性沥青和乳化皂液投入胶体磨加工1-1.2min，所述SBS改性沥青的质量百分比为50-60%，阳离子快裂沥青乳化剂的质量百分比为0.6-0.8%，水的质量百分比为50-40%，即可得阳离子快裂SBS改性乳化沥青。
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