CN109337387B - 一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青，由三次改性乳化沥青、冷拌pH值调节剂和稳定增粘光促凝剂组成，各组分的重量份分别为：82－84份、10－12份和2－4份；所述三次改性乳化沥青由二次改性乳化沥青和萜烯‑酚醛树脂乳液组成，二次改性乳化沥青由SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳（有效含量60%）组成，SBS改性沥青由90#道路用石油沥青和线型SBS－791组成，本发明在储存、拌和、运输及摊铺过程中不破乳，混合料摊铺在路面后能够实现尽快破乳，并且具有较高粘度。

Description

一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青
技术领域
本发明涉及一种改性乳化沥青，具体地说是涉及一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青。
背景技术
道路用沥青混合料基本都是传统的热拌热铺。生产施工过程中粉尘和沥青烟对环境的污染是不可避免的，尽管近几年人们采取很多措施，投入大量资金，都没能根本解决污染问题。
研究沥青混合料冷拌冷铺，关键是冷拌用改性乳化沥青的研制。改性乳化沥青应用于道路面层已经得到广泛的应用，如稀浆封层，微表处，含砂雾封层，冷补料等。但真正用于沥青混合料的冷拌冷铺，而且是大规模批量生产，至今还没能实现。
总结国内外冷拌冷铺的经验，冷拌冷铺之所以没能规模性推广，因素很多，但主要原因是：
1．如何控制乳化沥青的破乳时间，乳化沥青在冷拌时很容易破乳，特别是当施工气温高于30℃时，破乳时间更快，一般为90-180秒，这么短的时间完成沥青混合料的施工是完全不足的。
2．混合料摊铺后尽快开放交通，这就取决于乳化沥青的破乳时间，有些报导虽然控制了乳化沥青的破乳，但施工后几天或十几天不能开放交通，如果这几天再遇下雨，无疑对路面的使用性能造成影响。
3．有些冷拌采用溶剂型稀释沥青，这种方法成本过高，且轻质油份的挥发会造成二次污染，不易采用。
普通沥青的乳化已有近百年的历史，改性沥青的乳化是近20年的新兴产品，高粘改性沥青的乳化至今还未见报导。使用高粘改性沥青修筑的沥青路面，无疑优秀于SBS路面，更优于普通沥青修筑的路面。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在储存、拌和、运输及摊铺过程中不破乳，而混合料摊铺在路面后能够实现尽快破乳、达到尽早开放交通、并且具有较高粘度的环保型冷拌用改性乳化沥青。
为解决上述技术问题，本发明一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青，由三次改性乳化沥青、冷拌pH 值调节剂和稳定增粘光促凝剂组成，各组分的重量份分别为：82－84份、10－12份和2－4份；所述三次改性乳化沥青由二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液组成，二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液的重量比为92:8，所述二次改性乳化沥青由SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳（有效含量60%）组成，SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳的重量比为60:34:6，其中二次改性乳化用皂液由水、十八烷基三甲基氯化铵和盐酸组成，水、十八烷基三甲基氯化铵和盐酸的重量比为32.2:1.2:0.6，所述SBS改性沥青由90#道路用石油沥青和线型SBS－791组成，90#道路用石油沥青和线型SBS－791的重量比为96:4；所述冷拌pH 值调节剂为pH ≧12的碱性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的酸性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的木质素磺酸盐水溶液，其中水和木质素磺酸盐分别占木质素磺酸盐水溶液的重量百分数相等；所述稳定增粘光促凝剂由SBR丁苯胶乳（有效含量25%）、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂组成，SBR丁苯胶乳（有效含量25%）、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂的重量比为93:1:2:4。
作为本发明的改进，所述三次改性乳化沥青、冷拌pH 值调节剂和稳定增粘光促凝剂的重量份分别优选为：84份、12份和4份。
本发明环保型冷拌用改性乳化沥青具有以下优点：
1.所有改性材料和添加剂无毒无害，而且pH 值调节为6.5-7.5属于中性材料，对环境没有任何污染，因此它是一种环保型材料。
2.储存稳定性明显增强，可在5-45℃温度条件下储存180天，不离析沉淀，不絮凝破乳。
3.破乳时间可控，根据不同的施工要求，变化添加剂的比率，控制破乳时间。比如常温下（25℃）破乳时间可在30-180分钟内任意调整。
4.空气和光照下破乳固化，冷拌剂在380nm以下波长光线照射下会降解破乳，形成新的高分子化合物，这些物质会增强沥青的粘度，光照破乳的方法即高效节能，又实用环保。
5.适用于各种酸碱性石材，打破了沥青混合料生产只能用碱性石料的束缚，充分利用当地资源，只要石材的物理指标符合要求，酸性石材同样可以使用。
6.施工温度范围宽，可在10-40℃温度下施工，只要有光照，可以实现当天施工当天开放交通。
7.适用于路面任何冷施工工艺，如微表处，含砂雾封层，水泥路面“白改黑”，当然也可用于粘结层和冷灌缝使用。
8、本发明60℃动力粘度Pa.S指标≥20000，尤其适用于高速公路、机场道路以及排水性路面等对粘度要求较高的路面使用。
具体实施方式
本发明环保型冷拌用高粘改性乳化沥青，由三次改性乳化沥青、冷拌pH 值调节剂和稳定增粘光促凝剂组成，各组分的重量份分别为：82－84份、10－12份和2－4份；所述三次改性乳化沥青由二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液组成，二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液的重量比为92:8，所述二次改性乳化沥青由SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳（有效含量60%）组成，SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳的重量比为60:34:6，其中二次改性乳化用皂液由水、十八烷基三甲基氯化铵（代号1831）和盐酸组成，水、十八烷基三甲基氯化铵（代号1831）和盐酸的重量比为32.2:1.2:0.6，所述SBS改性沥青由90#道路用石油沥青和线型SBS－791组成，90#道路用石油沥青和线型SBS－791的重量比为96:4；所述三次改性乳化沥青、冷拌pH 值调节剂和稳定增粘光促凝剂的重量份分别优选为：84份、12份和4份。
本发明中SBS改性沥青指标如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
本发明中二次改性乳化沥青残留物指标如下：
Figure 417472DEST_PATH_IMAGE002
从上表可以看出，二次改性后乳化沥青与SBS改性沥青相比较，软化点升高，粘度明显增加。
本发明中三次改性乳化沥青残留物指标如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
从上表可以看出，三次改性后乳化沥青与二次改性后乳化沥青相比较，软化点进一步升高，粘度大幅度增加，完全达到高粘度要求。
本发明中所述冷拌pH 值调节剂为pH ≧12的碱性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的酸性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的木质素磺酸盐水溶液，其中水和木质素磺酸盐分别占木质素磺酸盐水溶液的重量百分数相等。造纸废液的主要成分是木质素，木质素有一很重要的特点，在空气和光照下氧化降解，重新聚合形成新的高分子化合物，这种化合物对沥青有增粘作用，采用木质素控制乳化沥青的破乳，这正是我们需要的一点，平时密封避光储存，摊铺路面后在空气和光的照射下破乳。本发明中三次改性乳化沥青普遍是酸性，pH 值较低，拌和时很容易破乳。而且强酸性对设备的腐蚀，操作者的安全，环境保护都是不利因素。将pH 值调节为中性，不仅为乳化沥青的储存拌和创造条件，更为沥青混合料所用石材有了新的选择。调节pH 值的另一目的是使改性乳化沥青在生产沥青混合料时适应任何酸碱性石材，以往沥青混合料的生产多依赖于碱性和中性石材，酸性石材即使物理指标符合要求也不能使用。根据本发明各组分组成及含量，10－12重量份的pH ≧12的碱性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的酸性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH≧12的木质素磺酸盐水溶液，可以将本发明环保型冷拌用高粘改性乳化沥青的pH 值调节至6.5-7.5之间。
所述稳定增粘光促凝剂由SBR丁苯胶乳（有效含量25%）、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂组成，SBR丁苯胶乳（有效含量25%）、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂的重量比为93:1:2:4。冷拌沥青混合料在三次改性乳化沥青破乳前，沥青薄膜非常脆弱，在摊铺熨平时薄膜非常容易脱落。加入SBR丁苯胶乳（有效含量25%）后，会提高乳化沥青与石料的化学结合力，保证沥青混合料的施工质量。SBR丁苯胶乳实际是一种增粘剂，主要是使乳化沥青对石料表面产生必要的初粘力。聚氧化乙烯的作用是使三次改性乳化沥青储存过程中不沉淀分层，不絮凝破乳，使批量生产的冷拌用高粘改性乳化沥青在几个月内都稳定储存。水性光引发剂的作用是吸收一定波长的能量，促进木质素迅速降解，这要根据施工时所需时间的要求，变化引发剂用量的多少，从而使乳化沥青的破乳时间达到可控制的目的。光引发剂主要选用水溶性光引发剂，主要为上海产的2959水性光引发剂或南京产的819DW水性光引发剂。

Claims (1)

1.一种环保型冷拌用高粘改性乳化沥青，其特征在于：由三次改性乳化沥青、冷拌pH值调节剂和稳定增粘光促凝剂组成，各组分的重量份分别为：82－84份、10－12份和2－4份；所述三次改性乳化沥青由二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液组成，二次改性乳化沥青和萜烯-酚醛树脂乳液的重量比为92:8，所述二次改性乳化沥青由SBS改性沥青、皂液和有效含量60％的SBR丁苯胶乳组成，SBS改性沥青、皂液和SBR丁苯胶乳的重量比为60:34:6，其中二次改性乳化用皂液由水、十八烷基三甲基氯化铵和盐酸组成，水、十八烷基三甲基氯化铵和盐酸的重量比为32.2:1.2:0.6，所述SBS改性沥青由90#道路用石油沥青和线型SBS－791组成，90#道路用石油沥青和线型SBS－791的重量比为96:4；所述冷拌pH 值调节剂为pH ≧12的碱性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的酸性造纸废液或加氢氧化钠调节 至pH ≧12的木质素磺酸盐水溶液，其中水和木质素磺酸盐分别占木质素磺酸盐水溶液的重量百分数相等；所述稳定增粘光促凝剂由有效含量25％的SBR丁苯胶乳、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂组成，有效含量25％的SBR丁苯胶乳、聚氧化乙烯、羟丙基甲基纤维素和水性光引发剂的重量比为93:1:2:4。
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