CN109575313A - 一种用于sbs改性沥青乳化的y型液体快裂阳离子乳化剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂及其应用，其分子结构式为分子结构式中所述R1的分子式为CnHm，其中n为16‑18的自然数,m为2n+1、2n‑1、2n‑3及2n‑5中之一或两者以上的组合或2n‑5；该用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂常温下为液体，在使用时无需加热融化成液体,其用于沥青乳化时，使用量相对减少，使用过程对环境无污染，符合环保生产的理念。其对SBS改性沥青的乳化性能好，所得的乳化沥青的稳定性和乳化沥青与聚集料的粘附性都很好，在实际道路的养护和新建路面中，具有更好的防水性能和抗剥落性能，能够延长道路的使用寿命和耐极端的高温和高湿气候。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂及应用，这种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在常温下呈液体，具有优良的加工和使用性能，对SBS改性沥青具有优良的乳化性能，属于聚合物改性乳化沥青的生产加工领域。
背景技术
沥青作为石油炼制的副产品由于具有良好的防水、防腐蚀性以及与各种道路材料和建筑材料如石料、水泥等优异的粘结性，广泛应用于公路修建和养护、建筑中的防水卷材和防水涂料、船舶和油田、化工等领域的重防腐中。由于沥青的凝固点高，使用中通常要加热到140℃左右成为流动液体方可使用。当沥青加热后使用会产生以下问题：1.加热和保温过程会消耗能源；2.加热后沥青中的有害物质如苯、甲苯等会溢出，危害环境和人体健康；3.沥青的高温使用也会对操作工人造成潜在伤害。
沥青乳化剂是决定乳化沥青的加工性能、应用性能和产品品质的关键技术，长期以来人们在乳化沥青的应用性能与乳化剂配方开发技术方面进行了大量工作，也取得了比较好的进展。
目前，人们将沥青、水、乳化剂及其它助剂在一定条件下制成在常温下呈乳状液体来解决上述沥青使用中存在的高能耗和环保问题。通过改变乳化剂的配方可制备快裂或慢裂乳化沥青以满足不同施工条件的要求。
但是对于具有较好应用性能的阳离子快裂沥青乳化剂均是以牛脂单胺和多胺为主，这种乳化剂熔点高(45℃左右)，加热熔融成液体才可使用，使用非常不方便且消耗能源。在专利98118863.x中，用部分4-10个碳原子的支链脂肪酸与牛油脂肪单胺和多胺中和反应生成盐，和大量支链脂肪酸做溶剂(溶剂含量高达36％)生产液体胺沥青乳化剂。因4-10个碳原子的支链脂肪酸价格昂贵且不参与对沥青的乳化作用，从而增加乳化剂成本和使用量，同时大量溶剂的存在也会增加环境污染。
因此，需要开发一种在常温下是液体且无溶剂的阳离子沥青乳化剂，既能方便使用又能不污染环境。
发明内容
本发明专利的目的之一是为了解决上述的常温下为液体快裂沥青乳化剂使用溶剂问题和因溶剂存在导致乳化剂的含量低而增加产品的包装和运输成本的问题，同时解决了乳化剂中存在的大量溶剂增加环境污染等技术问题而提供一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，该用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂由于常温下为液体，方便使用，在使用时无需加热融化成液体,同时由于无溶剂，所有的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的原料均参与乳化，因此其在用于SBS改性沥青的乳化时，其使用量相对减少，从而降低乳化沥青制备的原材料成本。
本发明的目的之二提供上述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用方法，由于该用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂没有溶剂存在，因此其用于乳化沥青的制备过程中，制备过程环保，符合环保生产的理念。
本发明的技术原理
采用不易结晶的、低熔点的多烯烃长链脂肪碳链为乳化剂的疏水基，而常规的氢化牛脂胺类乳化剂以易晶化、高熔点的长链饱和碳链为疏水基。在多胺骨架上嫁接环氧聚合体为乳化剂的亲水基，以此来降低乳化剂的熔点，同时控制环氧聚合体的嫁接位置和聚合数来确保沥青乳化剂的乳化性能和沥青乳液与石料的粘结性。
本发明的技术方案
一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，为Y型亲水基的液体胺类两亲分子化合物，其分子结构式如下所示:
上述分子结构式中所述R1的分子式为CnHm，其中n为16-18的自然数,m为2n+1、2n-1、2n-3及2n-5中之一或两者以上的组合；优选m为2n-1、2n+1或2n+1与2n-1的组合；
X为O或NH，优选为NH；
R2为直链C3H6；
M为N或NH，优选为N；
R3为支链C3-9H7-19O1-3；所述的支链C3-9H7-19O1-3优选为支链C9H19O3、支链C3H7O或支链C6H13O2；
R4为氢或支链C3-6H7-13O1-2，所述的支链C3-6H7-13O1-2优选为支链C3H7O或支链C6H13O2；
上述的R3和R4相同或不同。
上述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的凝固点为19-22℃，即在常温下呈液体，其直接用于SBS改性沥青的乳化，使用时，其用量按质量百分比计算，即用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为0.15-2.5％，优选为0.5％。
上述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为39.4％:0.3％:0.3％:60％的比例，准备去离子水、体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂和SBS改性沥青；
(2)、将去离子水加热至50-60℃，加入体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
本发明的有益技术效果
本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，常温下为液体，在使用时无需加热融化成液体,从而节约了能源的消耗，进一步，解决了目前常温下为液体快裂沥青乳化剂使用溶剂问题和因溶剂存在导致乳化剂的含量低而增加产品包装和运输成本问题，同时由于无溶剂，因此使用过程对环境无污染，符合环保生产的理念。
进一步，本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，由于在主链R1上的疏水碳氢链采用1-4双键形成的长链多烯烃代替了传统的饱和碳链的牛脂基，因此具有凝固点低、在常温下无需溶剂也能形成液体快裂阳离子乳化剂，而且由于主链R1上的18个碳的疏水基链有多个不饱和的双键存在，当该乳化剂吸附于沥青和混合石料界面时，由于多个双键之间比饱和的C-C键之间的吸引力大，使得本发明的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在SBS改性沥青和石料间形成更好的粘结膜，因此利用这种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂制备的乳化沥青，其在石料表面的粘附性更强，在实际使用中其防水和抗剥落性能更好。同时，也由于本发明用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂分子疏水基链上有多个不饱和的双键存在，使得用这种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂制备的乳化沥青分散体中，在被分散的沥青颗粒表面乳化剂分子的单分子膜的致密性强，用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂分子在沥青颗粒表面的富集密度大，对沥青颗粒的分散性会更好，因此用这种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂对SBS改性沥青的乳化性能好，筛上剩余量均为0，没有SBS改性沥青离析出来。乳化沥青与聚集料的粘附性提高了0.12-0.25倍，乳化沥青1天稳定性提高了2.3-24倍，5天稳定性提高了1.4-6.9倍。
进一步，利用本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂对SBS改性沥青进行乳化后所得的乳化沥青在实际道路的养护和新建路面中，具有更好的防水性能和抗剥落性能，能够延长道路的使用寿命和耐极端的高温和高湿气候。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明各实施例中所用的设备，胶体磨(DM—005V，道维施)，产能100-300升沥青乳液/小时，电压：380/220VAC，电流：3.4/5.9A，转速：2870R/M，电机功率：1.5KW；
本发明各实施例中所用的原料的规格及生产厂家的信息如下：
质量百分比浓度为28％HCl的盐酸为工业级，泰兴市精合化工厂生产；
双龙70#SBS改性沥青，韩国双龙公司生产；
实施例1、2、3所述的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，即液体胺乳化剂A、B、C均为工业级，由张家港飞翔化工公司生产；
传统的乳化剂牛脂单胺和牛脂二胺均为工业级，由张家港飞翔化工公司生产；
2-乙基己酸由德国OXEA提供的样品，含量>99％。
本发明的实施例中的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂即液体胺乳化剂A、B、C和应用对照例所用的现有技术的乳化剂的凝固点的测定方法：根据GB9104.5-88，将乳化剂样品约30g熔化，使其温度至少应高于凝固点10℃。置于凝固管中至刻度，插入温度计和搅拌器，使温度计的水银球在刻度下约45mm处。当样品开始凝固时，测定凝固时达到的最高温度。
本发明各应用实施例及应用对照实施例中所得的乳化沥青1天和5天稳定性测试方法：按照T－0655－1993进行乳化沥青储存稳定性测试。即将约250ml的乳化沥青置于T－0655－1993所述的量筒中，在室温(约25℃)静置24h测定1天稳定性，静置5天测定5天稳定性。从量筒的上部和下部各取50g乳液，测定蒸发残留百分比。上部和下部的蒸发残留百分比的差值即乳液稳定性，差值越小稳定性越好。
乳化沥青与聚集料的粘附性的测试方法：将10-20颗具有10-15mm大小的碎石灰石在水里浸泡1min，取出后立即在乳化沥青中浸泡1min，取出碎石置于14目筛网(1.4mm)上，在室温(约25℃)静置5h。然后，将这些碎石放入80℃的热水中浸泡1h，观察沥青的剥落情况。目测这些碎石表面被沥青覆盖的面积比例，计算粘附面积。被沥青覆盖的面积越大，表示乳化沥青与集料的粘附性越强
乳化剂乳化性能测试按照T0652-1993，以筛上剩余量的多少来衡量乳化剂对沥青的乳化性能，筛上剩余量越低乳化性能越好。
实施例1
一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，为Y型亲水基的液体胺类两亲分子化合物，即液体胺乳化剂A，其分子结构式如下所示:
上述分子结构式中的R1为C18H35；
X为O；
R2为直链C3H6；
M为N；
R3为支链C9H19O3；
R4为支链C6H13O2。
实施例2
一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，为Y型亲水基的液体胺类两亲分子化合物，即液体胺乳化剂B，其分子结构式如下所示:
分子结构式中所述的R1为C16-18H31-37；
X为NH；
R2为直链C3H6；
M为N；
R3为支链C6H13O2；
R4为氢。
实施例3
一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，为Y型亲水基的液体胺类两亲分子化合物，即液体胺乳化剂C，其分子结构式如下所示:
上述的分子结构式中的R1为C16-18H31-37；
X为NH；
R2为直链C3H6；
M为N；
R3为支链C3H7O；
R4为支链C3H7O。
应用实施例1
实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为39.4％:0.3％:0.3％:60％的比例，准备394g的去离子水、3g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、3g的实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂和600g的SBS改性沥青；
(2)、将394g的去离子水加热至55℃，加入3g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入3g实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，即皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对600g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用实施例2
实施例2中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
将应用实施例1中各步骤中的“实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂”换成“实施例2中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂”，其他与应用实施例1相同。
应用实施例3
实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
将应用实施例1中各步骤中的“实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂”换成“实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂”，其他与应用实施例1相同。
应用实施例4
实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为29.79％:0.105％:0.105％:70％的比例,即制备1000g乳化沥青所需：准备297.9g的去离子水、1.05g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、1.05g的实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂和700g的SBS改性沥青；
(2)、将297.9g的去离子水加热至55℃，加入1.05g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入1.05g实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对700g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用实施例5
实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为58％:1％:1％:40％的比例,即制备1000g乳化沥青所需：去离子水580g,实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂10g,体积百分比浓度为28％盐酸水溶液10g,SBS改性沥青400g,乳化沥青；
(2)、将580g的去离子水加热至55℃，加入10g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入10g实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对400g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用实施例6
实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为48.4％:0.8％:0.8％:50.0％的比例,即制备1000g乳化沥青所需：去离子水484g,实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂8g,体积百分比浓度为28％盐酸水溶液8g,SBS改性沥青500g,乳化沥青；
(2)、将484g的去离子水加热至55℃，加入8g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入8g实施例3中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对500g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用对照实施例1
现有技术的乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：现有技术的乳化剂：SBS改性沥青为38.5％:0.5％:1.0％:60.0％，准备385g的去离子水、5g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、10g的现有技术的乳化剂和600g的SBS改性沥青；
所述的现有技术的乳化剂即为牛脂二胺与溶剂2-乙基己酸混合而成，牛脂二胺与溶剂2-乙基的用量按质量百分比计算，牛脂二胺:2-乙基己酸为72％:28％；
(2)、将385g的去离子水加热至55℃，加入5g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入10g的现有技术的乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，即皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对600g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用对照实施例2
现有技术的乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：现有技术的乳化剂：SBS改性沥青为38.5％:0.5％:1.0％:60.0％的比例，准备385g的去离子水、5g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、10g的现有技术的乳化剂和600g的SBS改性沥青；
所述的现有技术的乳化剂即为牛脂单胺和牛脂二胺与溶剂2-乙基己酸混合而成，牛脂单胺和牛脂二胺与溶剂2-乙基的用量按质量百分比计算，牛脂单胺:牛脂二胺:2-乙基己酸为2％:70％:28％；
(2)、将385g的去离子水加热至55℃，加入5g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入10g的现有技术的乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对600g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
应用对照实施例3
现有技术的乳化剂在制备乳化沥青中的应用，具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：现有技术的乳化剂：SBS改性沥青为37.5％:1.5％:1.0％:60.0％的比例，准备375g的去离子水、15g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、10g的现有技术的乳化剂和600g的SBS改性沥青；
所述的现有技术的乳化剂即为牛脂单胺和牛脂二胺混合而成，牛脂单胺和牛脂二胺的用量按质量百分比计算，牛脂单胺:牛脂二胺为3％:97％；
(2)、将375g的去离子水加热至55℃，加入15g的体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入10g的现有技术的乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对600g的SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用2L的80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
对上述应用实施例1、2、3-6所用的实施例1、2、3所述的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂即液体胺乳化剂A、B、C和应用对照实施例中所用的现有技术的乳化剂的凝固点进行测定，同时对外观进行观察，所得的结果见下表：
从上表中可以看出本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，在没有溶剂的情况下，其凝固点均在19-22℃，与应用对照实施例3中所用的传统的由牛脂单胺和牛脂二胺所组成的混合乳化剂的凝固点38℃相比，其凝固点可降低16-19℃，因此在实际使用中，本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂无需加热即可直接使用。不仅使用方便，而且减少因加热乳化剂而产生的能源消耗，也因此降低了用燃煤或燃油加热产生的污染。
应用对照实施例1或应用对照实施例2所用的溶剂型混合乳化剂，是为了方便牛脂单胺和牛脂二胺在常温下不加热直接使用，需要加入至少28％的2-乙基己酸作为溶剂降低其凝固点到室温。2-乙基己酸本身由于加工工艺和原料供应等原因，市场价格一直较高，甚至高于牛脂单胺和牛脂二胺的价格。并且2-乙基己酸仅作为溶剂作用降低牛脂胺类乳化剂的凝固点，而不参与对沥青的乳化，在制备乳化沥青时，乳化同等量的沥青，应用对照实施例1或应用对照实施例2所用的这种复合溶剂型乳化剂的用量相比本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的用量将明显增大，这也大大增加了用户的使用成本，也增加了溶剂对环境的潜在污染。
对上述各应用实施例和应用对照实施例中所得的乳化沥青1天和5天的稳定性、乳化沥青与聚集料的粘附性进行测试，所得的结果见下表:
从上表中可以看出.本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂与传统的乳化剂相比，本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂对SBS改性沥青的乳化能力更强，6个应用实施例SBS改性沥青筛上剩余量均为0，即没有SBS改性沥青离析出来，而3个对照实施例所用乳化剂的乳化性能略差些，SBS改性沥青筛上剩余量在0.08-1％，即SBS改性沥青均有不同程度离析。在乳化沥青对聚集料的粘附性方面，6个应用实施例粘附性为95-100％，对照实施例粘附性为80-85％。就乳化沥青的稳定性方面，也优于对照实施例，6个应用实施例所得的乳化沥青存储1天稳定性小于0.6％，最优达到0.1％；存储5天后稳定性小于5％，最优达到0.3％，而对照实施例所得的乳化沥青在相同的存储环境下，3个对照实施例所得的乳化沥青1天稳定性2-2.5％，5天稳定性在8.1-12.6％。分析其原因可能是由于本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在乳化沥青时可形成粒径均匀的沥青颗粒分散体、在沥青与水和石料界面吸附量大，从而使得乳化沥青的稳定性好、乳化沥青与聚集料的粘附性增强。特别是应用实施例2、应用实施例3在按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：实施例1中的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为39.4％:0.3％:0.3％:60％的比例时，采用的液体胺乳化剂B、C对SBS改性沥青进行乳化，最终所得的乳化沥青的稳定性以及乳化沥青对聚集料的粘附性更好，1天的稳定性为0.1％，乳化沥青与聚集料的粘附性为100％。
进一步，可以看出，在SBS改性沥青含量相同均为60％时，利用本发明的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂对SBS改性沥青进行乳化所得乳化沥青与应用对照实施例中所得的乳化沥青相比，乳化沥青与聚集料的粘附性提高了0.12-0.25倍，乳化沥青1天稳定性提高了2.3-24倍，5天稳定性提高了1.4-6.9倍。
将上述应用实施例2、应用实施例3和应用对照实施例2所得的乳化沥青用于小坡度重载道路养护试验路段，即将应用实施例2、应用实施例3和应用对照实施例2制备的乳化沥青分别铺装1公里路段，铺设后的结果如下：
三个月后，应用实施例2、应用实施例3所得的乳化沥青所铺装的路面石料表面均无沥青脱落、无车辙、坑槽和裂缝等病害，石料、沥青粘结料和原路面粘结好，与铺装初期基本相同，应用对照实施例2所得的乳化沥青所铺装的路面石料表面的沥青有部分脱落，部分石料与沥青粘结有松动现象，但没有出现坑槽、车辙和裂缝病害。
半年后，应用实施例2、应用实施例3所得的乳化沥青铺装的路面均仍然完好，对照实施例2所得的乳化沥青铺装路面出现了少量坑槽。这说明在实际应用中应用实施例2、应用实施例3中所用的实施例2、实施例3中所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂比应用对照实施例2中所用的现有技术的乳化剂使沥青和聚集石料之间的粘结性更好。
上述的铺路结果进一步印证了下述结论，即本发明的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂对SBS改性沥青的乳化能力强，所得的乳化沥青的稳定性以及乳化沥青对聚集料的粘附性好的结论。
综上所述，本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，常温下为液体，在使用时无需加热融化成液体,其用于SBS改性沥青乳化时，由于无溶剂，所有用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的原料均参与乳化，因此使用量相对减少，可降低用户的使用成本，同时由于无溶剂，因此使用过程对环境无污染，符合环保生产的理念。进一步，本发明的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂用于对SBS改性沥青的乳化，其乳化性能好，所得的乳化沥青的稳定性和其与聚集料的粘附性都很好，所得的乳化沥青应用在实际道路的养护和新建路面中，具有更好的防水性能和抗剥落性能，能够延长道路的使用寿命和耐极端的高温和高湿气候。
以上内容仅为本发明的基本说明和优选方案，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，其特征在于所述的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的凝固点为19-22℃，其直接用于SBS改性沥青的乳化，使用时，其用量按质量百分比计算，即用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为0.15-2.5％；
所述的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂为Y型亲水基的液体胺类两亲分子化合物，其分子结构式如下所示:
上述分子结构式中所述R1的分子式为CnHm，其中n为16-18的自然数,m为2n+1、2n-1、2n-3及2n-5中之一或两者以上的组合；
X为O或NH；
R2为直链C3H6；
M为N或NH；
R3为支链C3-9H7-19O1-3；
R4为氢或支链C3-6H7-13O1-2；
上述的R3和R4相同或不同。
2.如权利要求2所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，其特征在于：分子结构式中所述的M为N；
所述的支链C3-9H7-19O1-3为支链C9H19O3、支链C3H7O或支链C6H13O2；
所述的支链C3-6H7-13O1-2为支链C3H7O或支链C6H13O2。
3.如权利要求2所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，其特征在于：
分子结构式中所述R1的分子式CnHm中的n为18,m为2n+1、2n-1、2n-3及2n-5中之一或两者以上的组合；
X为O；
M为N
R3为支链C9H19O3；
R4为支链C6H13O2。
4.如权利要求2所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，其特征在于：分子结构式中所述R1的分子式CnHm中的n为16-18,m为31-37；
X为NH；
M为N
R3为支链C6H13O2；
R4为氢。
5.如权利要求2所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，其特征在于：
分子结构式中所述R1的分子式CnHm中的n为16-18,m为31-37；
X为NH；
M为N
R3为支链C3H7O；
R4为支链C3H7O。
6.如权利要求1所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，其特征在于具体包括如下步骤：
(1)、按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为26.0-59.0％：0.10-1.0％:0.10-1.0％：40.0-70.0％的比例，准备去离子水、体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液、用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂和SBS改性沥青；
(2)、将去离子水加热至50-60℃，加入体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液，控制转速为80-100r/min搅拌的条件下，控制滴加速率为5g/min加入用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂，加入完毕继续搅拌，直至形成透明均相溶液，所得的透明均相溶液即为皂液，控制温度为50-60℃保温备用；
(3)、液体沥青制备
控制温度为140-150℃对SBS改性沥青进行加热，直至成为粘度为10-1000cp的流动液体，得到液体沥青，继续控制温度140-150℃保温备用；
所述的SBS改性沥青为双龙70#SBS改性沥青；
(4)、胶体磨预热
用80-90℃的热水冲洗胶体磨并使磨头温度达到60-90℃，控制胶体磨的转速2800-2900r/min，放出所有热水，关闭胶体磨和出口阀；
(5)、将步骤(2)所得的皂液控制800g/min的速率加入到预热后的胶体磨中，加完后开启胶体磨，并控制胶体磨的转速为2800-2900r/min，将步骤(3)所得的液体沥青控制300g/min的速率加入到胶体磨的皂液里，加完后继续研磨1min，即得乳化沥青，打开出料阀放出乳化沥青。
7.如权利要求6所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，其特征在于步骤(1)中，按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为29.79-48.4％：0.105-1.0％:0.105-1.0％：50.0-70.0％。
8.如权利要求7所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，其特征在于步骤(1)中，按质量百分比计算，去离子水：体积百分比浓度为28％的盐酸水溶液：用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂：SBS改性沥青为39.4％:0.3％:0.3％:60.0％。
9.如权利要求8所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，其特征在于步骤(1)、步骤(2)中所述的用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂的分子结构式中所述R1的分子式CnHm中的n为16-18,m为31-37；
X为NH；
R2为直链C3H6；
M为N；
R3为支链C6H13O2。
R4为氢。
10.如权利要求8所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂在制备乳化沥青中的应用，其特征在于步骤(1)、步骤(2)中所述的一种用于SBS改性沥青乳化的Y型液体快裂阳离子乳化剂分子结构式中所述R1的分子式CnHm中的n为16-18,m为31-37；
X为NH；
R2为直链C3H6；
M为N；
R3为支链C3H7O；
R4为支链C3H7O。
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| CN201811593163.XA CN109575313A (zh) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 一种用于sbs改性沥青乳化的y型液体快裂阳离子乳化剂及其应用 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0051030A1 (fr) * | 1980-10-27 | 1982-05-05 | Ceca S.A. | Préparation d'émulsions de liants hydrocarbonés par utilisation d'émulsifiants à base de diamines grasses oxyalkylées spécifiques |
-
2018
- 2018-12-25 CN CN201811593163.XA patent/CN109575313A/zh active Pending
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| EP0051030A1 (fr) * | 1980-10-27 | 1982-05-05 | Ceca S.A. | Préparation d'émulsions de liants hydrocarbonés par utilisation d'émulsifiants à base de diamines grasses oxyalkylées spécifiques |
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