CN106832166B - 一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制备方法 - Google Patents

一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于沥青混合料再生利用技术领域，具体来说，涉及到一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制备方法。该辅助乳化剂由烷基苯酚、多胺、醛、不饱和脂肪酸和酸酐通过三步反应得到。与现有技术相比，本发明所述的应用于乳化沥青厂拌冷再生混合料的辅助乳化剂具有如下优点：1)与常用市售慢裂乳化剂均有良好的配伍性，用量为乳化剂总量的5～30％；2)通过调整掺量，可保证乳化沥青就地冷再生混合料具有适宜的破乳速度，开放交通时间短；3)在添加之后，乳化沥青与不同尺寸废旧沥青混合料的裹附性更好，尤其是大块废旧料，乳化沥青冷再生混合料的强度明显提升。

Description

一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制 备方法
技术领域
本发明属于沥青混合料再生利用技术领域，具体来说，涉及到一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制备方法。
背景技术
随着我国公路建设的飞速发展，每年需要翻修的沥青路面随之增长迅速。如果大量经翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，会污染环境、浪费资源，而且开采新石料会破坏生态环境。乳化沥青冷再生过程中，废旧沥青混合料的利用率可以达到90％以上，节约资源，且常温施工，可延长施工季节，改善施工人员的工作条件，减少环境污染。
乳化沥青冷再生分为厂拌冷再生和就地冷再生，其中就地冷再生是利用再生设备将废旧沥青路面材料就地打碎，并加入适当的乳化沥青、新石料和填料后拌和压实，施工效率高，具有良好的应用前景，但是现有市售乳化剂产品品种单一，尤其是国产乳化剂，适用范围有限，在就地冷再生应用的过程中，会出现与大块废旧料裹附性不好、初凝时间长、开放交通慢的问题，从而带来耐久性的隐患，使得就地冷再生技术大都应用于基层，大大限制了这种高效再生技术的应用范围。
发明内容
本发明提供了一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂及其制备方法，该辅助乳化剂解决乳化沥青与不同尺寸废旧沥青混合料的裹附性以及乳化沥青就地冷再生混合料开放交通时间过长的问题。
本发明所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，所述制备方法具体步骤如下：1)将烷基苯酚与多胺混合，不断搅拌，升温至50～60℃，慢慢加入醛，升温至70～85℃，控温反应1～3小时，冷却至室温；2)将不饱和脂肪酸和酸酐混合，不断搅拌，升温至170～200℃，控温反应2～5小时，冷却至室温；3)将第一步反应物和第二步反应物混合，不断搅拌，升温至210～240℃，控温反应2～6小时，冷却至80℃，用异丙醇或甲醇稀释至50～80％，冷却至室温。
本发明所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，所述步骤1)中，烷基苯酚为辛基苯酚、壬基苯酚、癸基苯酚、十二烷基苯酚中的一种；所述步骤2)中，多胺为乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、羟乙基哌嗪、N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、N,N-二乙基丁烷-1,4-二胺、N-羟乙基丁二胺中两种或三种。
本发明所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，所述步骤1)中，醛为甲醛、苯甲醛、乙二醛、丙烯醛中的一种；所述步骤2)中，不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸中一种或两种，酸酐为丁二酸酐、桐油酸酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐中的一种或两种。
本发明所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，所述多胺和烷基苯酚的质量比为0.3～0.9，醛和多胺的质量比为0.15～1.0，不饱和脂肪酸和酸酐的质量比为0.15～0.4，第一步反应物和第二步反应物的质量比为0.8～1.5。
一种用本发明所述辅助乳化剂制备乳化沥青厂拌冷再生混合料的方法，所述方法具体步骤如下：1)将辅助乳化剂与主乳化剂混合均匀后，调酸，加热至50～60℃；2)将沥青加热至120～140℃，在胶体磨中将第一步混合物与沥青相混合，制备得到乳化沥青；3)将乳化沥青、废旧沥青混合料、新集料和填料拌和，得到乳化沥青冷再生混合料。
与现有技术相比，本发明所述的应用于乳化沥青厂拌冷再生混合料的辅助乳化剂具有如下优点：1)与常用市售慢裂乳化剂均有良好的配伍性，用量为乳化剂总量的5～30％；2)通过调整掺量，可保证乳化沥青就地冷再生混合料具有适宜的破乳速度，开放交通时间短；3)在添加之后，乳化沥青与不同尺寸废旧沥青混合料的裹附性更好，尤其是大块废旧料，乳化沥青冷再生混合料的强度明显提升。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的辅助乳化剂及其制备方法作进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
(1)将110g壬基苯酚与90g的乙二胺和四乙烯五胺(质量比1:4)混合，不断搅拌，升温至50℃，慢慢加入28g丙烯醛，升温至80℃，控温反应2.5小时，冷却至室温。(2)将140g的油酸和亚麻酸(质量比3:2)与74g邻苯二甲酸酐混合，不断搅拌，升温至190℃，控温反应4小时，冷却至室温。(3)将100g第一步反应物和130g第二步反应物混合，不断搅拌，升温至230℃，控温反应3小时，冷却至80℃，加入70g甲醇，搅拌均匀，冷却至室温。
实施例2
(1)将131g十二烷基苯酚与63g的二乙烯三胺和N-羟乙基丁二胺(质量比1:1)混合，不断搅拌，升温至60℃，慢慢滴加15g甲醛，升温至70℃，控温反应2小时，冷却至室温。(2)将140g亚油酸和59g丁二酸酐混合，不断搅拌，升温至200℃，控温反应2小时，冷却至室温。(3)将100g第一步反应物和100g第二步反应物混合，不断搅拌，升温至220℃，控温反应5小时，冷却至80℃，加入50g异丙醇，搅拌均匀，冷却至室温。
实施例3
(1)将117g癸基苯酚与63g的羟乙基哌嗪和N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺(质量比2:1)混合，不断搅拌，升温至50℃，慢慢加入29g乙二醛，升温至70℃，控温反应1.5小时，冷却至室温。(2)将144g的亚麻酸和花生四烯酸(质量比2:1)与76g的桐油酸酐和顺丁烯二酸酐(质量比1:9)混合，不断搅拌，升温至190℃，控温反应3.5小时，冷却至室温。(3)将100g第一步反应物和140g第二步反应物混合，不断搅拌，升温至210℃，控温反应5小时，冷却至80℃，加入80g异丙醇，搅拌均匀，冷却至室温。
实施例4
(1)将103g辛基苯酚与46g的乙二胺和二乙烯三胺(质量比1:1)混合，不断搅拌，升温至60℃，慢慢滴加18g甲醛，升温至80℃，控温反应2小时，冷却至室温。(2)将141g油酸和55g丁二酸酐和顺丁烯二酸酐(质量比1:4)混合，不断搅拌，升温至200℃，控温反应2.5小时，冷却至室温。(3)将100g第一步反应物和110g第二步反应物混合，不断搅拌，升温至220℃，控温反应6小时，冷却至80℃，加入90g甲醇，搅拌均匀，冷却至室温。
实施例5
(1)将110g壬基苯酚与85g的羟乙基哌嗪和四乙烯五胺(质量比2:3)混合，不断搅拌，升温至60℃，慢慢加入32g乙二醛，升温至70℃，控温反应2小时，冷却至室温。(2)将141g的油酸与53g顺丁烯二酸酐混合，不断搅拌，升温至180℃，控温反应4小时，冷却至室温。(3)将100g第一步反应物和140g第二步反应物混合，不断搅拌，升温至230℃，控温反应5小时，冷却至80℃，加入100g异丙醇，搅拌均匀，冷却至室温。
上述实施例中制得的辅助乳化剂在乳化沥青及其冷再生混合料中的应用如下：
应用例中的乳化沥青及其冷再生混合料的性能检测参照《公路沥青路面再生技术规范》(中华人民共和国行业标准，JTG F41-2008)。沥青混合料的级配为：粒径12～25mm的旧沥青混合料占48％，粒径在0～12mm的旧沥青混合料占33％，粒径16～26.5mm的新的石料占18％，水泥占1.0％。乳化沥青用量3.5％，最佳用水量2.5％。
应用例1
称取9g乳化剂E4875和1g辅助乳化剂(实施例5)，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.5，加水至200g，得到皂液。取中海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
对比例1
称取10g乳化剂E4875，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.5，加水至200g，得到皂液。取中海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
应用例2
称取9g乳化剂INDULIN W-5和2g辅助乳化剂(实施例1)，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.0，加水至200g，得到皂液。取镇海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
对比例2
称取11g乳化剂INDULIN W-5，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.0，加水至200g，得到皂液。取镇海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
应用例3
称取9g乳化剂kzw-801L和3g辅助乳化剂(实施例3)，加水至200g溶解，得到皂液。取镇海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
对比例3
称取12g乳化剂kzw-801L，加水至200g溶解，得到皂液。取镇海90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
应用例4
称取7g乳化剂CMK-30和3g辅助乳化剂(实施例2)，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.1，加水至200g，得到皂液。取SK 90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
对比例4
称取10g乳化剂CMK-30，加水150g溶解，滴加盐酸调节pH至2.1，加水至200g，得到皂液。取SK 90#沥青300g，加热到125℃，将200g皂液加热到55℃，将皂液和沥青通过胶体磨混合，最后得到乳化沥青。
表1.乳化沥青及其冷再生混合料的性能

Claims (4)

1.一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤如下：1)将烷基苯酚与多胺混合，不断搅拌，升温至50～60℃，慢慢加入醛，升温至70～85℃，控温反应1～3小时，冷却至室温；2)将不饱和脂肪酸和酸酐混合，不断搅拌，升温至170～200℃，控温反应2～5小时，冷却至室温；3)将第一步反应物和第二步反应物混合，不断搅拌，升温至210～240℃，控温反应2～6小时，冷却至80℃，用异丙醇或甲醇稀释至50～80％，冷却至室温；
所述多胺和烷基苯酚的质量比为0.3～0.9，醛和多胺的质量比为0.15～1.0，不饱和脂肪酸和酸酐的质量比为0.15～0.4，第一步反应物和第二步反应物的质量比为0.8～1.5。
2.根据权利要求1所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，烷基苯酚为辛基苯酚、壬基苯酚、癸基苯酚、十二烷基苯酚中的一种；所述步骤2)中，多胺为乙二胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、羟乙基哌嗪、N-(2-氨乙基)-1,3-丙二胺、N,N-二乙基丁烷-1,4-二胺、N-羟乙基丁二胺中两种或三种。
3.根据权利要求1所述的一种应用于乳化沥青就地冷再生混合料的辅助乳化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，醛为甲醛、苯甲醛、乙二醛、丙烯醛中的一种；所述步骤2)中，不饱和脂肪酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸中一种或两种，酸酐为丁二酸酐、桐油酸酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐中的一种或两种。
4.一种用根据权利要求1所述方法制备的辅助乳化剂制备乳化沥青厂拌冷再生混合料的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：1)将辅助乳化剂与主乳化剂混合均匀后，调酸，加热至50～60℃；2)将沥青加热至120～140℃，在胶体磨中将第一步混合物与沥青相混合，制备得到乳化沥青；3)将乳化沥青、废旧沥青混合料、新集料和填料拌和，得到乳化沥青冷再生混合料。
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