CN105694460B - 一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，10％～15％废弃食用油，6％～8％炭黑，15％～20％乳化硅油，6％～10％十二烷基苯磺酸钠，3％～5％有机酸，4％～7％聚乙二醇，2％～4％云母粉，余量为水，原料的重量百分数之和为100％。将废弃食用油、炭黑和乳化硅油混合得到混合物A；将有机酸、聚乙二醇和云母粉混合得到均匀的混合物B；将得到的混合物B加入到混合物A中混合得到均匀的混合物C；将十二烷基苯磺酸钠和水混合成稀溶液，再将稀溶液加入到60～70℃的混合物C中，得到微修复型隔离剂。本发明能避免沥青层表面出现联通空隙和泛白现象，起到对沥青路面的微修复作用，有效提高沥青路面的水稳定性、抗老化能力和抗疲劳开裂能力。

Description

一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂及其制备方法

技术领域

本发明属于道路工程领域，涉及隔离剂，具体涉及一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂及其制备方法。

背景技术

沥青路面由于具有行车舒适性好、维修方便、与轮胎的附着性好等优势已发展成为我国高等级公路的主要结构型式。在沥青混合料施工过程中，其碾压作业状况将直接影响到沥青路面的压实性能，不仅关系到沥青路面的平整性，更制约着其耐久性的发挥。在碾压过程中，不论是采用钢轮压路机还是胶轮压路机，热拌沥青混合料，尤其是SBS、SBR等改性沥青混合料对碾压设备的沾粘现象极为严重，严重的影响了碾压效果和路面工程质量。

目前国内施工单位在沥青混合料的碾压施工时通常使用植物油、柴油等作为隔离剂，但此类隔离剂对沥青有显著的溶解作用，容易造成压实度不足，沥青层表面出现联通空隙现象，沥青膜溶解剥落，沥青层表面集料裸露，路面泛白，导致沥青路面产生剥落和早期水损害等现象。此外，柴油的易燃性增加了施工中的火灾隐患，而植物油和柴油的增塑作用会大幅降低沥青的软化点，进而影响沥青混合料的高温稳定性和其它性能，从而影响沥青路面的耐久性。同时，还有施工单位采用喷水防粘的方式，该措施虽然简单但却大大降低了沥青混合料的碾压温度，并且残留的水分在沥青混合料内部会进一步影响到其碾压密实性。

另一方面，在压路机碾压过程中，机械设备的反复搓揉挤压作用会对表面沥青混合料的沥青薄膜造成损伤，使集料的包裹性变差，为水分的进入留下了突破口，导致水损害的发生。此外，在车辆荷载的反复作用下还会形成疲劳损伤的薄弱点，进一步影响到沥青路面的耐久性。

目前我国每年的餐饮废弃油脂(地沟油)产量多达2600×10⁴t，其影响范围广，极难鉴别，若不合理利用，直接排放会污染环境，被不法分子加工成“食用油”后再次进入市场返回餐桌，对人体的危害极大。地沟油的前身是天然油脂，是一种可再生资源，具有量大价廉、闪点高、粘度低等特点，而且沥青可以固化地沟油中的有害物质。因此，将地沟油应用到沥青混合料隔离剂中有着广阔的前景。

针对以上技术现状和沥青混合料施工过程中存在的问题，亟需开发出一种隔离性能优良、环境友好，并且使用过程中不会对沥青混合料的路用性能带来不利影响的新型沥青混合料碾压隔离剂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种既具有优异隔离性能，同时不会对表层沥青混合料的沥青薄膜造成损伤，并且能实现废物回收利用的沥青混合料碾压隔离剂。本发明既达到了隔离防粘微修复的功效，又实现了废物的综合利用，经济环保，具有重要的现实意义和工程应用价值。

为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：

一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，包含以下原材料：乳化硅油、十二烷基苯磺酸钠、有机酸、聚乙二醇和水，还包含以下原材料：废弃食用油、炭黑和云母粉。

本发明还具有如下区别技术特征：

以质量分数计，由以下原料组成：10％～15％废弃食用油，6％～8％炭黑，15％～20％乳化硅油，6％～10％十二烷基苯磺酸钠，3％～5％有机酸，4％～7％聚乙二醇，2％～4％云母粉，余量为水，原料的重量百分数之和为100％。

进一步地，所述的废弃食用油为静置提纯后的煎炸废油，相对分子质量200～400。

进一步地，所述的废弃食用油能够通过等质量的食用油替换。

进一步地，所述的有机酸为苯甲酸和多元羧酸的混合物，以质量百分数计，苯甲酸占60％～70％，多元羧酸占30％～40％。

进一步地，所述的多元羧酸为柠檬酸和丁烷四羧酸的混合物，以质量百分数计，柠檬酸占55％～65％，丁烷四羧酸占35％～45％。

一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂的制备方法，该方法采用如上所述的用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂的配方，该方法包括以下步骤：

步骤一，将深度煎炸废油静置5～6小时，过滤取上层油层，即得到废弃食用油；

步骤二，将废弃食用油、炭黑和乳化硅油加入到预热至70～80℃的加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌15～30min得到均匀的混合物A；

步骤三，将有机酸、聚乙二醇和云母粉依次加入到预热至70～80℃的另一个加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌10min得到均匀的混合物B；

步骤四，将得到的混合物B加入到混合物A中，边加入边搅拌，在整个反应过程中，使搅拌速度和反应温度分别保持在200r/min和70～80℃，搅拌10min得到均匀的混合物C；

步骤五，将十二烷基苯磺酸钠和水在容器中搅拌均匀，配制成稀溶液，再将稀溶液加入到60～70℃的混合物C中，在常压200r/min的条件下搅拌15min，并冷却至常温，得到均匀已稳定的混合物D，所述的混合物D即为用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂。

本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：

(Ⅰ)本发明的用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂防粘隔离效果好，能避免沥青层表面出现联通空隙现象，起到对沥青路面的微修复作用，有效提高沥青路面的水稳定性、抗老化能力和抗疲劳开裂能力；本发明提供的隔离剂能确保碾压后的路面无白斑，保证沥青层压实度与渗水系数，提高沥青路面的工程质量，延长沥青路面的使用寿命。同时，该型隔离剂还具有环保、成本低、储存稳定性好等优点，具有广阔的应用前景。

(Ⅱ)本发明提供的微修复型隔离剂制备条件和制备工艺较为简单，不需专门技术人员操作，施工技术人员或试验人员按照本发明叙述的操作配制即可。本发明提出利用地沟油制备高性能隔离剂，实现了废物的回收再利用，环保节约资源，符合绿色可持续发展战略。本发明方法提出先将地沟油静置再过滤，操作方法既简单又有效提高了地沟油的精度；本发明方法中提出先将地沟油、炭黑、有机硅乳化液在一定温度条件下搅拌均匀得到混合物A，再将有机酸、聚乙二醇、云母粉混合得到的B加入A中，这保证了炭黑与地沟油、有机酸、聚乙二醇和云母粉都能够充分接触反应，使得混合物更加均匀，有助于发挥地沟油的改性增加作用和提高隔离剂的隔离效果；将十二烷基苯磺酸钠和水先混合均匀再加入混合物C中，既能使十二烷基苯磺酸钠充分溶解又能充分发挥其活化作用。此制备方法充分利用了各种原材料的优点，使得制备的微修复隔离剂达到最佳使用效果。

以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

本实施例给出一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，以质量分数计，由以下原料组成：10％废弃食用油，8％炭黑，15％乳化硅油，10％十二烷基苯磺酸钠，5％有机酸，4％聚乙二醇，4％云母粉，余量为44％的水，其中：有机酸为苯甲酸和多元羧酸的混合物，pKa为4.8，以质量百分数计，苯甲酸占70％，多元羧酸占30％，多元羧酸中，柠檬酸占55％、丁烷四羧酸占45％。

废弃食用油为静置提纯后的煎炸废油，相对分子质量200～400，即俗称的地沟油，煎炸废油对应的新鲜原油为例如大豆植物油的食用油。

废弃食用油能够通过等质量的食用油替换。

炭黑为通用炭黑，比重为1.8～2.1，粒径小于20nm。

乳化硅油的性状为白色粘稠液体，相对密度0.98～1.02。

十二烷基苯磺酸钠为白色粉末，纯度大于等于95％，HLB值为10.64。

聚乙二醇为白色蜡状固体，相对密度1.27g/mL，相对数均分子质量1000～1500。

云母粉目数为400目，SiO₂的质量含量为43％～49％，比重2.6～2.7，耐热度500-600℃。

水为普通饮用水。

上述沥青混合料碾压的微修复型隔离剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一，将深度煎炸废油静置5～6小时，过滤取上层油层，即得到废弃食用油；

步骤二，将废弃食用油、炭黑和乳化硅油加入到预热至70～80℃的加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌15～30min得到均匀的混合物A；

步骤三，将有机酸、聚乙二醇和云母粉依次加入到预热至70～80℃的另一个加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌10min得到均匀的混合物B；

步骤四，将得到的混合物B加入到混合物A中，边加入边搅拌，在整个反应过程中，使搅拌速度和反应温度分别保持在200r/min和70～80℃，搅拌10min得到均匀的混合物C；

步骤五，将十二烷基苯磺酸钠和水在容器中搅拌均匀，配制成稀溶液，再将稀溶液加入到60～70℃的混合物C中，在常压200r/min的条件下搅拌15min，并冷却至常温，得到均匀已稳定的混合物D，所述的混合物D即为用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，编号1#。

实施例2：

本实施例给出一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，以质量分数计，由以下原料组成：12％废弃食用油，7％炭黑，18％乳化硅油，8％十二烷基苯磺酸钠，4％有机酸，6％聚乙二醇，3％云母粉，余量为42％的水，其中：有机酸为苯甲酸和多元羧酸的混合物，pKa为4.8，以质量百分数计，苯甲酸占60％，多元羧酸占40％，多元羧酸中，柠檬酸占65％、丁烷四羧酸占35％。

本实施例中对各原料的要求与实施例1相同。

本实施例的隔离剂的制备方法与实施例1的步骤相同，最后制得用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，编号2#。

实施例3：

本实施例给出一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，以质量分数计，由以下原料组成：15％废弃食用油，6％炭黑，20％乳化硅油，6％十二烷基苯磺酸钠，3％有机酸，7％聚乙二醇，2％云母粉，余量为41％的水，其中：有机酸为苯甲酸和多元羧酸的混合物，pKa为4.8，以质量百分数计，苯甲酸占65％，多元羧酸占35％，多元羧酸中，柠檬酸占60％、丁烷四羧酸占40％。

本实施例中对各原料的要求与实施例1相同。

本实施例的隔离剂的制备方法与实施例1的步骤相同，最后制得用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，编号3#。

对比例1：

本对比例给出一种普通隔离剂，其配方如下：长链烷基改性硅油20g，乙醇胺复合溶液1g，油酸4g，聚乙烯醇溶液22g，水50g，防腐剂0.5g，pH调节剂1.0g，防冻剂2.5g。

长链烷基改性硅油是甲基含氢硅油与6个碳的α-烯烃加成反应制的；乙醇胺复合溶液为体积比2:1的一乙醇胺和三乙醇胺混合溶液；聚乙烯醇溶液浓度为50g/L，聚乙烯醇分子量为10000-20000；防腐剂为对羟基苯甲酸乙酯，防冻剂为乙二醇；pH调节剂为质量浓度20％的氯化铵水溶液。

上述普通隔离剂制备方法如下：在室温为23℃的环境中，150r/min的转速下将乙醇胺复合溶液和油酸缓慢加入到长链烷基改性硅油中，紧接着加入1.5g水，持续搅拌5min；然后依次加入聚乙烯醇溶液、水、防冻剂、防腐剂，低速搅拌均匀后，再以1000r/min的转速高速剪切10min，最后加入pH调节剂调试产品pH为5.5即得最终产品，编号为0#。

效果分析：

取上述制得的1#、2#、3#微修复型隔离剂和对比例1中的0#隔离剂做室内对比分析。

实验一：取四种隔离剂各5克分别均匀涂抹在四个洁净的铁质盛样皿中，再取同等质量的热拌沥青混合料依次倒入四个盛样皿中，并放入160℃烘箱中20min，取出后将混合料倒出，观察盛样皿内壁粘料情况如下表1所示。

表1粘料情况对比结果

实验二：选取克拉玛依70#基质沥青，分别加入质量2％的四种隔离剂，测试沥青的三大指标；采用隔离剂改性后的沥青制备AC-13沥青混合料，测试马歇尔试件的稳定度，并对照规范值，结果如下表2所示。

表2三大指标和马歇尔稳定度测试结果

注：测试方法和技术指标参照规范JTG F40－2004进行。

从以上对比试验可以看出，该微修复型隔离剂具有良好的防粘效果，而且该型隔离剂对沥青和沥青混合料的性能均有增强作用，和普通隔离剂相比，微修复型隔离剂能显著提高混合料的马歇尔稳定度，同时还能使沥青的性能指标保持在规范中值附近。

综上表明，本发明的微修复型隔离剂具有良好的工作性，质优价廉，能有效解决当前隔离剂影响沥青混合料性能的问题和废旧地沟油给人们生活带来的危害，保证碾压后沥青路面的工程质量，具有广阔的应用前景。

Claims (3)

1.一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，其特征在于，以质量分数计，由以下原料组成：10％～15％废弃食用油，6％～8％炭黑，15％～20％乳化硅油，6％～10％十二烷基苯磺酸钠，3％～5％有机酸，4％～7％聚乙二醇，2％～4％云母粉，余量为水，原料的重量百分数之和为100％；

所述的有机酸为苯甲酸和多元羧酸的混合物，以质量百分数计，苯甲酸占60％～70％，多元羧酸占30％～40％；

将原料按照以下方法进行混合，得到用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂；

步骤一，将深度煎炸废油静置5～6小时，过滤取上层油层，即得到废弃食用油；

步骤二，将废弃食用油、炭黑和乳化硅油加入到预热至70～80℃的加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌15～30min得到均匀的混合物A；

步骤三，将有机酸、聚乙二醇和云母粉依次加入到预热至70～80℃的另一个加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌10min得到均匀的混合物B；

步骤四，将得到的混合物B加入到混合物A中，边加入边搅拌，在整个反应过程中，使搅拌速度和反应温度分别保持在200r/min和70～80℃，搅拌10min得到均匀的混合物C；

步骤五，将十二烷基苯磺酸钠和水在容器中搅拌均匀，配制成稀溶液，再将稀溶液加入到60～70℃的混合物C中，在常压200r/min的条件下搅拌15min，并冷却至常温，得到均匀已稳定的混合物D，所述的混合物D即为用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂。

2.如权利要求1所述的用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂，其特征在于，所述的多元羧酸为柠檬酸和丁烷四羧酸的混合物，以质量百分数计，柠檬酸占55％～65％，丁烷四羧酸占35％～45％。

3.一种用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂的制备方法，其特征在于：该方法采用权利要求1至2任一权利要求所述的用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂的配方，该方法包括以下步骤：

步骤一，将深度煎炸废油静置5～6小时，过滤取上层油层，即得到废弃食用油；

步骤二，将废弃食用油、炭黑和乳化硅油加入到预热至70～80℃的加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌15～30min得到均匀的混合物A；

步骤三，将有机酸、聚乙二醇和云母粉依次加入到预热至70～80℃的另一个加热反应釜中，在常压200r/min的条件下搅拌10min得到均匀的混合物B；

步骤四，将得到的混合物B加入到混合物A中，边加入边搅拌，在整个反应过程中，使搅拌速度和反应温度分别保持在200r/min和70～80℃，搅拌10min得到均匀的混合物C；

步骤五，将十二烷基苯磺酸钠和水在容器中搅拌均匀，配制成稀溶液，再将稀溶液加入到60～70℃的混合物C中，在常压200r/min的条件下搅拌15min，并冷却至常温，得到均匀已稳定的混合物D，所述的混合物D即为用于沥青混合料碾压的微修复型隔离剂。