CN107057385A - 一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用 - Google Patents

一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用，以重量份数计：硬脂酸：10‑19份，聚丙烯酸酯：2‑5份，脂肪醇聚氧乙烯醚：70‑85份，卡洛胺：4‑16份将上述化合物在90‑100℃混合均匀得到的沥青降粘剂与基质沥青混合得到得沥青混合物，沥青组合物由于硬脂酸具有降低表面张力，从而保持混合物的均匀稳定作用，聚丙烯酸酯具有较好的絮凝效果，脂肪醇聚氧乙烯醚分子中的醚键不易被酸、碱破坏，性质稳定，易溶于水，不易电解，卡洛胺能够有效改善沥青与集料之间的粘附力从而提高混合料的水稳性能，延长路面的使用寿命，实现了降低沥青混合物粘度的目的。

Description

一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用
技术领域
本发明涉及一种沥青改性剂，特别涉及一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用。
背景技术
在道路工程中使用的沥青混合料按照其施工温度大致可以分为三大类型：热拌沥青混合料、温拌沥青混合料以及冷拌沥青混合料。所谓的冷拌沥青混合料其施工温度大约为15-40℃，由于其施工温度较低无需对混合料进行加热，可以节约能源，但是其路用性能无法满足重载交通以及高等级公路的需求；热拌沥青混合料的施工温度大致为150-180℃，在改善路用性能的同时，较高的施工温度不仅消耗了大量的能源，而且生成了大量的烟尘，CO2和有害气体。在此背景下温拌沥青混合料应运而生，其优势主要有以下几点：性能可以达到热拌沥青混合料的性能；降低了施工温度，延长施工时间；减少CO2等气体的排放，节能环保；减轻高温条件下沥青的老化问题。
所谓的温拌沥青混合料就是在沥青中加入一定的改性剂使其粘度降低，从而降低其施工温度。目前常见的三种温拌沥青混合料技术主要有三种：一是有机添加剂技术，例如Sasobit，它的原理是将低熔点的有机添加剂加入混合料中，从而改变混合料的粘温曲线；第二种是泡沫技术，例如Aspha-min，原理是在拌和混合料的不同阶段分别加入软质沥青和硬质泡沫沥青；第三种则是乳化技术，例如EvothermTM，将普通的沥青换为高浓度的乳化沥青作为粘合剂来拌和沥青混合料，但是现有的技术在施工过程中沥青粘度降低有限，或者就是路用性能无法满足重载交通以及高等级公路的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用，以克服现有技术的不足。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种沥青降粘剂，以重量份数计：硬脂酸：10-19份，聚丙烯酸酯：2-5份，脂肪醇聚氧乙烯醚：70-85份，卡洛胺：4-16份。
进一步的，硬脂酸的凝点不低于54℃，碘值不大于4，酸值为203～210。
进一步的，聚丙烯酸酯的密度0.95g/cm3，分子量72.06，闪点50℃。
进一步的，脂肪醇聚氧乙烯醚的熔点41-45℃，沸点100℃，闪点>230℃。
进一步的，卡洛胺的闪点>200℃。
一种制备沥青降粘剂的方法，具体包括以下步骤：
1)、以重量份数计，首先将10-19份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90-100℃；
2)、然后在90-100℃下加入2-5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3)、最后将70-85份聚丙烯酸酯和4-16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
进一步的，1)、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90-100℃；
2)、然后在90-100℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3)、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
一种用沥青降粘剂制备沥青混合料的方法，以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的2％-4％加入到基质沥青中，在130-150℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种沥青降粘剂及其制备方法以及应用，以重量份数计：硬脂酸：10-19份，聚丙烯酸酯：2-5份，脂肪醇聚氧乙烯醚：70-85份，卡洛胺：4-16份将上述化合物在90-100℃混合均匀得到的沥青降粘剂与基质沥青混合得到的沥青混合物，沥青组合物由于硬脂酸具有降低表面张力，从而保持混合物的均匀稳定作用，聚丙烯酸酯具有较好的絮凝效果，脂肪醇聚氧乙烯醚分子中的醚键不易被酸、碱破坏，性质稳定，易溶于水，不易电解，卡洛胺能够有效改善沥青与集料之间的粘附力从而提高混合料的水稳性能，延长路面的使用寿命，实现了降低沥青混合物粘度的目的。
说明书附图：
图1为硬脂酸单独掺量对沥青降粘剂粘度的影响示意图。
图2为聚丙烯酸酯单独掺量对沥青降粘剂粘度的影响示意图。
图3为脂肪醇聚氧乙烯醚单独掺量对沥青降粘剂粘度的影响示意图。
图4为卡洛胺单独掺量对沥青降粘剂粘度的影响示意图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细描述：
一种沥青降粘剂，以重量份数计：硬脂酸：10-19份，聚丙烯酸酯：2-5份，脂肪醇聚氧乙烯醚：70-85份，卡洛胺：4-16份。
硬脂酸的凝点不低于54℃，碘值不大于4，酸值为203～210；具有降低表面张力，保持混合物的均匀稳定作用；
聚丙烯酸酯的密度0.95g/cm3，分子量72.06，闪点50℃；具有较好的絮凝效果；
脂肪醇聚氧乙烯醚的熔点41-45℃，沸点100℃，闪点>230℃；分子中的醚键不易被酸、碱破坏，性质稳定，易溶于水，不易电解；
卡洛胺的闪点>200℃；可以有效改善沥青与集料之间的粘附力从而提高混合料的水稳性能，延长路面的使用寿命。
一种沥青降粘剂的制备方法，具体包括以下步骤：
1)、以重量份数计，首先将10-19份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90-100℃；
2)、然后在90-100℃下加入2-5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3)、最后将70-85份聚丙烯酸酯和4-16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4)、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的2％-4％加入到基质沥青中，在130-150℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例1
1、以重量份数计，首先将10份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90℃；
2、然后在90℃下加入2份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将70份聚丙烯酸酯和4份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例2
1、以重量份数计，首先将10份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至92℃；
2、然后在92℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和8份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例3
1、以重量份数计，首先将19份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至94℃；
2、然后在94℃下加入5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将70份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例4
1、以重量份数计，首先将10份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至96℃；
2、然后在96℃下加入5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将85份聚丙烯酸酯和16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例5
1、以重量份数计，首先将13份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至98℃；
2、然后在98℃下加入2份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例6
1、以重量份数计，首先将13份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至100℃；
2、然后在100℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将70份聚丙烯酸酯和16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例7
1、以重量份数计，首先将13份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至91℃；
2、然后在91℃下加入4份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将85份聚丙烯酸酯和4份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例8
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至93℃；
2、然后在93℃下加入5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将80份聚丙烯酸酯和8份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例9
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至95℃；
2、然后在95℃下加入2份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将80份聚丙烯酸酯和16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
实施例10
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至97℃；
2、然后在97℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的2％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例11
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至99℃；
2、然后在99℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的3％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例12
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至95℃；
2、然后在95℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的4％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例13
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至93℃；
2、然后在93℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的5％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例14
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至97℃；
2、然后在97℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的6％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
实施例15
1、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至96℃；
2、然后在96℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂；
4、以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的7％加入到基质沥青中，在130℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
为以实施例1至实施例9为例，以不同组分配制的沥青降粘剂在135℃下的粘度如表1所示，将表1中的数据通过正交试验得到如图1至图4所示，分别为硬脂酸、聚丙烯酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、卡洛胺四个组分单独掺量对沥青降粘剂粘度的影响，由图1至图4可以得到，沥青降粘剂最佳配比为：硬脂酸：聚丙烯酸酯：脂肪醇聚氧乙烯醚：卡洛胺＝16:3：75：12。
表1
如表2所示，以沥青降粘剂最佳配比为：硬脂酸：聚丙烯酸酯：脂肪醇聚氧乙烯醚：卡洛胺＝16:3：75：12制得的沥青降粘剂，以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的1％-7％添加到基质沥青中，得到的沥青组合物的针入度、软化点、10℃延度、135℃布氏粘度试验结果，序号1为不加沥青降粘剂时基质沥青的实验数据。
通过表2试验数据表明，沥青降粘剂的最佳掺配比例为基质沥青质量的2％-4％，此时不仅可以满足沥青的各项性能，也满足了预拌增强的目的。在掺加比例为2％-4％时，沥青组合物的针入度较原基质沥青显著提高，软化点降低，10℃延度值增大，实现了降低粘度的目的。
表2

Claims (8)

1.一种沥青降粘剂，其特征在于，以重量份数计：硬脂酸：10-19份，聚丙烯酸酯：2-5份，脂肪醇聚氧乙烯醚：70-85份，卡洛胺：4-16份。
2.根据权利要求1所述的一种沥青降粘剂，其特征在于，硬脂酸的凝点不低于54℃，碘值不大于4，酸值为203～210。
3.根据权利要求1所述的一种沥青降粘剂，其特征在于，聚丙烯酸酯的密度0.95g/cm3，分子量72.06，闪点50℃。
4.根据权利要求1所述的一种沥青降粘剂，其特征在于，脂肪醇聚氧乙烯醚的熔点41-45℃，沸点100℃，闪点>230℃。
5.根据权利要求1所述的一种沥青降粘剂，其特征在于，卡洛胺的闪点>200℃。
6.一种用于制备权利要求1所述的沥青降粘剂的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1)、以重量份数计，首先将10-19份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90-100℃；
2)、然后在90-100℃下加入2-5份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3)、最后将70-85份聚丙烯酸酯和4-16份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
1)、以重量份数计，首先将16份脂肪醇聚氧乙烯醚加入反应器中持续搅拌以20℃/min升温至90-100℃；
2)、然后在90-100℃下加入3份硬脂酸并搅拌使其完全溶解；
3)、最后将75份聚丙烯酸酯和12份卡洛胺加入容器中搅拌均匀即得到沥青降粘剂。
8.一种基于权利要求1所述沥青降粘剂制备沥青混合料的方法，其特征在于，以重量百分比计，将沥青降粘剂按基质沥青的2％-4％加入到基质沥青中，在130-150℃下搅拌均匀即可得到沥青混合物。
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Application publication date: 20170818

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