CN105949794A - 一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂 - Google Patents

一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂 Download PDF

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Abstract

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂。针对现有技术必须要加入温拌剂降低拌合温度，才能使沥青混凝土适用于低温的现状，本发明提供一种不降低拌合温度的适用于低温环境的高拌温铺添加剂，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10‑15份，脂肪酸二乙醇酰胺60‑90份，单硬脂酸甘油酯25‑45份，硫磺15‑30份，FeCl31‑3份，丙烯酰胺30‑50份。使用本发明的添加剂，能在不降低拌合温度的前提下，降低沥青混合料的表观粘度，从而保证了沥青混合料所有高低温性能和一般的高拌一致、却又能在较低温度下使用。

Description

一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂
技术领域
本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂。
背景技术
在我国东北地区，由于冬季长、气温较低，东北地区全年施工期在6个月左右，严重制约了区域工程建设的发展，如何延长东北地区道路施工周期就自然成为亟待解决的问题。延长东北地区的道路施工周期，需要使沥青混凝土具有良好的低温性能，在较低温度下不影响沥青混凝土的关键技术指标和沥青粘弹性能与流变性能。
现有技术常规的方法是采用温拌技术来实现，在沥青混凝土中加入不同的温拌剂，降低沥青的高温粘度，改变沥青的粘温曲线，从而降低沥青与石料的拌合温度，一般可降低几十度，来达到温拌效果，但采用温拌剂进行温铺存在一些问题：一是极大的延长了低温环境下的沥青混凝土铺装周期；二是沥青混凝土的性能无法满足热拌沥青混合料的相关技术要求，温拌效果不好，使得沥青混合料的抗车辙能力和低温弯曲性能不好。
基于上述缺陷，本发明拟提供一种不降低拌合温度的适用于低温环境的高拌温铺添加剂。高拌温铺的技术理念在国内尚属首次提出，创造了东北地区低温环境下的沥青混凝土施工新工艺。
发明内容
针对现有技术必须要加入温拌剂降低拌合温度，才能使沥青混凝土适用于低温的现状，本发明的发明目的为提供一种不降低拌合温度的适用于低温环境的高拌温铺添加剂。使用本发明的添加剂，能在不降低拌合温度的前提下，降低沥青混合料的表观粘度，从而保证了沥青混合料所有高低温性能和一般的高拌一致、却又能在较低温度下使用。本发明的添加剂开创了高拌温铺沥青混凝土工艺的先河，制备方法和使用方法简单，实用性强，具有显著的进步意义。
本发明提供一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10-15份，脂肪酸二乙醇酰胺60-90份，单硬脂酸甘油酯25-45份，硫磺15-30份，FeCl31-3份，丙烯酰胺30-50份。
优选的，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂，原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺80份，单硬脂酸甘油酯35份，硫磺20份，FeCl3 2份，丙烯酰胺40份。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的脂肪酸二乙醇酰胺熔点大于80℃。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的重芳烃为减四线抽出油。
重芳烃作为基质溶剂，可以很好的将不同的表面活性剂溶解，使不同表面活性剂完全互溶，但其用量不应过多，过多将影响添加剂的品质，因此本发明中重芳烃占10-15份。由于减四线抽出油是润滑油生产时的非理想组分，相对其他类重芳烃油而言价格比较便宜，芳烃含量大于75％，来源也比较广，因此本发明所述的重芳烃优选为减四线抽出油。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的单硬脂酸甘油酯、丙烯酰胺熔点为65-90℃。
本发明还提供一种上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂的制备方法，包括以下步骤：
A、于220-250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌3-4h；搅拌速率为2500-3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在150-160℃下搅拌1-2h，降温至120-125℃，停止搅拌，冷却至60-65℃得高拌温铺添加剂。
本发明的高拌温铺添加剂的使用方法为，在热拌沥青混合料正常的温度工艺下拌合，添加剂量为3-10wt％。
本发明的有益效果为：本发明通过加入重芳烃10-15份，脂肪酸二乙醇酰胺60-90份，单硬脂酸甘油酯25-45份，硫磺15-30份，FeCl31-3份，丙烯酰胺30-50份，各原料通过合适的份数配比，使得制备的添加剂能在不降低拌合温度的前提下，降低沥青混合料的表观粘度，从而保证了沥青混合料所有高低温性能和一般的高拌一致、却又能在较低温度下使用。本发明中加入的芳烃油有提高沥青延伸度和调节沥青针入度的作用，使温拌沥青的针入度与基质沥青相近的前提下，延度得到明显提高，还大幅度提高了沥青混合料的抗车辙能力和低温弯曲性能，解决了目前使用的温拌剂会降低沥青混合料性能、降低抗车辙和低温弯曲性能的问题；本发明添加剂使用方便，可以提前加入沥青中，和沥青混合均匀使用；也可以直接投入沥青混合料的拌缸中，和沥青混合使用，且不会对沥青高低温综合性能产生影响，可直接用热拌沥青混合料常用的方法进行生产，无需对拌合楼进行改造，对拌合设备无腐蚀。
具体实施方式
本发明提供了一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10-15份，脂肪酸二乙醇酰胺60-90份，单硬脂酸甘油酯25-45份，硫磺15-30份，FeCl31-3份，丙烯酰胺30-50份。
优选的，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂，原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺80份，单硬脂酸甘油酯35份，硫磺20份，FeCl3 2份，丙烯酰胺40份。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的脂肪酸二乙醇酰胺熔点大于80℃。脂肪酸二乙醇酰胺熔点过低，会导致拌合时沥青粘度提高，不利于拌合顺行，也不利于以后的温铺，发明人经过试验证明，脂肪酸二乙醇酰胺熔点大于80℃时，添加剂高拌的效果最好。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的重芳烃为减四线抽出油。重芳烃作为基质溶剂，可以很好的将不同的表面活性剂溶解，使不同表面活性剂完全互溶，但其用量不应过多，过多将影响添加剂的品质，因此本发明中重芳烃占10-15份。由于减四线抽出油是润滑油生产时的非理想组分，相对其他类重芳烃油而言价格比较便宜，芳烃含量大于75％，来源也比较广，因此本发明所述的重芳烃优选为减四线抽出油。
其中，上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂中，所述的单硬脂酸甘油酯、丙烯酰胺熔点为65＝90℃。
本发明还提供一种上述适用于低温环境的高拌温铺添加剂的制备方法，包括以下步骤：
A、于220-250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌3-4h；搅拌速率为2500-3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在150-160℃下搅拌1-2h，降温至120-125℃，停止搅拌，冷却至60-65℃得高拌温铺添加剂。
本发明的高拌温铺添加剂的使用方法为，在热拌沥青混合料正常的温度工艺下拌合，添加剂量为2-10wt％。
下面结合实施例对本发明技术方案做进一步的说明，但不将保护范围限制在实施例的保护范围内。
实施例1
制备高拌温铺添加剂1，原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺90份，单硬脂酸甘油酯45份，硫磺30份，FeCl33份，丙烯酰胺50份。
制备方法为：A、于220℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌3h；搅拌速率为2500r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在150℃下搅拌1-2h，降温至120℃，停止搅拌，冷却至60℃得高拌温铺添加剂。
实施例2
制备高拌温铺添加剂2，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10份，脂肪酸二乙醇酰胺60份，单硬脂酸甘油酯25份，硫磺15份，FeCl31份，丙烯酰胺30份。
制备方法为：A、于250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌4h；搅拌速率为3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在160℃下搅拌1-2h，降温至125℃，停止搅拌，冷却至65℃得高拌温铺添加剂。
实施例3
制备高拌温铺添加剂3，原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺80份，单硬脂酸甘油酯35份，硫磺20份，FeCl3 2份，丙烯酰胺40份。
制备方法为：A、于230℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌4h；搅拌速率为3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在160℃下搅拌2h，降温至125℃，停止搅拌，冷却至65℃得高拌温铺添加剂。
对比例4
制备高拌温铺添加剂4，原料组成为：按重量份数计，重芳烃20份，脂肪酸二乙醇酰胺50份，单硬脂酸甘油酯15份，硫磺40份，FeCl3 5份，丙烯酰胺60份。
制备方法为：A、于250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌4h；搅拌速率为3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在160℃下搅拌2h，降温至125℃，停止搅拌，冷却至65℃得高拌温铺添加剂。
对比例5
制备高拌温铺添加剂5，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10-15份，脂肪酸二乙醇酰胺60-90份，硫磺15-30份，FeCl31-3份，丙烯酰胺30-50份。
制备方法为：A、于250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌4h；搅拌速率为3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，丙烯酰胺，在160℃下搅拌2h，降温至125℃，停止搅拌，冷却至65℃得高拌温铺添加剂。
对比例6
制备高拌温铺添加剂6，原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺80份，单硬脂酸甘油酯35份，硫磺20份，FeCl3 2份。
制备方法为：A、于230℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌4h；搅拌速率为3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，在160℃下搅拌2h，降温至125℃，停止搅拌，冷却至65℃得高拌温铺添加剂。
将添加剂与沥青混合物按1∶20的质量比混合，在160℃下用高速搅拌机搅拌15min，搅拌速度为300r/min。所得性能指标见表1。
表1各产品性能指标
上表数据显示，加入添加剂后，对沥青混合物的黏度以及其他性能都会产生影响。与未添加的对比例相比较，采用本发明添加剂的实施例1-3的降黏效果显著，其他性能指标测试也均可达到工程要求；并且，拌合温度不会降低，保证了高拌温铺的效果。

Claims (7)

1.一种适用于低温环境的高拌温铺添加剂，其特征在于，原料组成为：按重量份数计，重芳烃10-15份，脂肪酸二乙醇酰胺60-90份，单硬脂酸甘油酯25-45份，硫磺15-30份，FeCl31-3份，丙烯酰胺30-50份。
2.根据权利要求1所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂，其特征在于：原料组成为：按重量份数计，重芳烃15份，脂肪酸二乙醇酰胺80份，单硬脂酸甘油酯35份，硫磺20份，FeCl3 2份，丙烯酰胺40份。
3.根据权利要求1所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂，其特征在于：所述的脂肪酸二乙醇酰胺熔点大于80℃。
4.根据权利要求1所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂，其特征在于：所述的重芳烃为减四线抽出油。
5.根据权利要求1所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂，其特征在于：所述的单硬脂酸甘油酯、丙烯酰胺熔点为65-90℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、于220-250℃，搅拌条件下向重芳烃中按比例依次缓慢加入硫磺，FeCl3，加毕，保温搅拌3-4h；搅拌速率为2500-3000r/min；
B、向步骤A所得产物中按比例加入脂肪酸二乙醇酰胺，单硬脂酸甘油酯，丙烯酰胺，在150-160℃下搅拌1-2h，降温至120-125℃，停止搅拌，冷却至60-65℃得高拌温铺添加剂。
7.根据权利要求1所述的适用于低温环境的高拌温铺添加剂的使用方法为，在热拌沥青混合料正常的温度工艺下拌合，添加剂量为3-10wt％。
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