CN110128940A - 一种沥青路面压路机防粘用隔离剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及沥青混凝土施工用外加剂合成与制备领域，进一步地说，是涉及一种沥青路面压路机防粘用隔离剂。采用聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、植物油和水作为隔离主剂，利用乳化剂将水油两相充分的混合到了一起，且还可以根据工程实际情况对隔离剂进行稀释，一定程度上能降低成本。该制备所需的原料易得，制备方法简单、操作简便，对扩大隔离剂的实际应用具有十分重要的意义。

Description

一种沥青路面压路机防粘用隔离剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青混凝土施工用外加剂合成与制备领域，进一步地说，是涉及一种沥青路面压路机防粘用隔离剂。

背景技术

伴随我国社会经济的快速发展和人们对出行要求的日益提高，城市路面和高速路面对沥青混合料的需求也变大。而在沥青路面的施工过程中，碾压是最后一道工序，碾压效果的好坏直接关系到沥青路面质量的好坏以及其物理力学性能。高质量的碾压一般可以使沥青路面层达到较高的压实度，同时还能使沥青路面层具有良好的平整度，保证行车的平稳性和安全性。但是，压路机的钢轮在碾压沥青混合料的过程中，往往会存在钢轮粘结沥青混合料的现象，这是由于沥青混合料本来就具有一定的粘接性，当遇到钢轮时很容易粘附上去，从而导致碾压效果变差。因此，为了防止沥青混合料对钢轮的粘附，需要在钢轮表面喷洒防粘物质或隔离剂。

传统沥青路面施工中，普遍使用柴油、菜油等作为隔离剂，而此类隔离剂中含有大量的有机溶剂，会对混合料中的沥青具有显著的溶解作用；同时，碾压过程中隔离剂难免会残留在沥青路面上，会降低沥青路面的路用性能。另外，碾压过程对隔离剂的需求量很大，而柴油和菜油的价格一般高，大量应用导致工程应用的成本显著增加。目前均大部分碾压工程的解决办法是采用洒水方法来防止粘结，而大量洒水会使沥青混合料的表面温度骤降，影响沥青混合料的压实度。

而目前国内对隔离剂的研究大多集中在模板模具领域，针对钢轮或胶轮压路机使用的隔离剂研究较少。西安公路研究院开发出了HZ型沥青隔离剂，并申请专利CN105111936A，利用二甲基硅油、表面活性剂、丙三醇、植物油、水、防腐剂、芳香剂制备淡黄色乳液型沥青隔离剂，并提出了隔离剂各项性能的检测方法和评价标准，在实际工程中推广应用，但HZ型沥青隔离剂在胶轮压路机上具有良好的隔离效果，可以替代现有柴油、菜油等材料，但在钢轮压路机上的应用还有待进一步验证及研究，且在低温环境沥青混合料摊铺施工应用受限，并且未解决沥青隔离剂对沥青混凝土施工路面抗老化性能造成的影响。山西省交通科学研究院开发出了一种钢轮用隔离剂，并申请专利CN102167939A，采用硅油、复合乳化剂、丙三醇、pH调节剂、防腐剂和水制备而得的乳白色液体，但该隔离剂偏向于应用到低温环境下的施工，且耐老化、氧化性能较差。广州鸿棉合成材料有限公司开发出了压路机钢轮隔离剂，并开发出了相应的检测方法，但在实际应用中显示其对沥青混合料的隔离效果维持时间较短。专利文献CN107629468A公开了一种浇筑式沥青混合料隔离剂，原料包括隔离组分、抗氧化组分、表面活性组分，该隔离剂表面张力低于沥青混合料表面张力，可减少隔离剂对沥青混凝土路面的质量影响，但其不能应用于压路机施工，仅可用木抹子进行摊铺，施工应用受限。针对于此，本研究开发出了一种环保型、隔离效果佳的沥青路面压路机的防粘隔离剂。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种环保型、隔离效果好的沥青路面压路机的防粘隔离剂。采用聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、植物油和水作为隔离主剂，利用乳化剂将水油两相充分的混合到了一起，且还可以根据工程实际情况对隔离剂进行稀释，一定程度上能降低成本。该制备所需的原料易得，制备方法简单、操作简便，对扩大隔离剂的实际应用具有十分重要的意义。

本发明所述的沥青路面压路机防粘隔离剂由以下组分构成：聚硅氧烷10～30份；改性硅氧烷3～10份；高碳链烷氧基硅烷1～10份；沥青抗老化剂2～5份；水20～50份；乳化剂5～15份；防腐剂0.1～1份；抗氧化剂0.1～0.5份；植物油5～12份；小分子醇10～20份。

本发明所述的聚硅氧烷表面张力较小，易于流动，可在钢轮的表面形成一层隔离膜，且该膜不易于粘附沥青混合料。另外，聚硅氧烷对热和化学试剂稳定，不易被水润湿，抗紫外线、无毒无味，因此在实际应用时不会对施工人员造成伤害，对钢轮不会产生腐蚀作用，对沥青混合料无污染，聚硅氧烷优选为二甲基硅油、二乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油、羟基硅油中的一种或组合，进一步优选为二甲基硅油、二乙基硅油以及羟基硅油中的一种或组合。

工程实践发现，聚硅氧烷单独使用一般存在润滑性差、表面张力小的问题，导致防粘效果欠佳，因此本发明引入了改性硅氧烷，优选的改性硅氧烷为有机硅改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、氟改性硅氧烷及氨基改性硅氧烷中一种或组合，进一步优选为氨基改性硅氧烷、有机硅改性硅氧烷中的一种或组合。

所述的高碳链烷氧基硅烷既可以改善隔离剂的润滑性，且对沥青混合料的性能不会产生影响。一般为C8～C16链烷基硅烷，优选十二烷基或十六烷基三乙氧基硅烷。

沥青隔离剂在使用时，难免会进入到混合料中，从而对沥青路面施工效果和使用寿命产生影响，因此在隔离剂中引入抗老化剂，一定程度上可以改善沥青混合料的抗老化性能。本发明所述的沥青抗老化剂优选为以下两组分组成，受阻胺光稳定剂，KLH-2沥青抗老化剂，更优选的质量比为受阻胺光稳定剂：KLH-2沥青抗老化剂＝(1～3):(7～9)。

所述的水为中性去离子水。

本发明引入了水油不相溶两相，而乳化剂能促使两种互不相溶的液体形成稳定乳浊液的表面活性剂。通过降低分散相的表面张力，在微滴表面形成薄膜或双电层，不使微滴相互凝聚，而充分分散于介质中形成乳浊液。乳化剂优选为OP-10、OP-15、OP-20、Span-60、Tween-60、Tween-80中的一种或组合，进一步优选乳化剂为OP-10和Tween-60，两者质量比为(1～2):1。

所述的防腐剂既能在一定程度上改善沥青混合料的防腐性能，又不会对施工人员产生危害，环保高效。防腐剂优选为乳酸钠、丙酸钙、双乙酸钠、苯甲酸钠中的一种或组合，进一步优选为乳酸钠和苯甲酸钠中的一种或组合。

所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、亚磷酸酯中的一种或组合，优选抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧化剂，二者比例为(1～1.2):1。抗氧化剂的作用是提高沥青混合料和隔离剂的使用寿命，一定程度上阻止材料发生氧化。

所述的植物油为大豆油、花生油、蓖麻油中的一种或组合，优选为蓖麻油，该植物油在空气中几乎不发生氧化酸败，储藏稳定性好，是典型的不干性液体油。

所述的小分子醇为1，4-丁二醇、乙二醇、丙三醇、己二醇中的一种或组合，小分子醇优选为丙三醇。丙三醇一定程度上能提高乳液的稳定性，同时提高隔离剂的成膜性能。此外，它还是一种防冻剂材料，保证隔离剂在气温较低的条件下使用时不会发生冻结，改善隔离剂对不同环境的适用性。

本发明的制备方法包括以下步骤：

(1)首先将聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、水、乳化剂、植物油、小分子醇60～80℃下加热30分钟，备用。

(2)按照配比，称取聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、水、乳化剂、植物油、小分子醇，混合制备出乳化液。

(3)往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、防腐剂，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。

(4)将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

本发明的有益结果在于：

(1)采用聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、植物油和水作为隔离主剂，利用乳化剂将水油两相充分的混合到了一起，相较于仅仅采用聚硅氧烷、植物油和水的配比，制备出防粘隔离剂具有更为优良的成膜性能和成膜耐久性，可以很好的应用到沥青路面压路机钢轮上，即使在被稀释后仍对沥青混合料具有显著的防粘隔离效果。

(2)隔离剂本身是一种无毒无味环保型材料，自身耐候、抗氧化，不会威胁施工人员的安全；同时，该隔离剂的使用可改善沥青混合料的耐老化、氧化性能，增强沥青路面光感。

(3)该隔离剂粘度低，施工喷洒时不容易堵塞喷洒嘴。且对环境的适用性强，低温下仍然可以施工，可以应用到一些寒冷地区。

(4)该隔离剂适用范围广，不仅可以应用到压路机钢轮上，还可以应用到沥青的运输倒斗过程中。此外，对不同的沥青材料均具有隔离效果。

(5)该隔离剂成本低，采用工业级二甲基硅油、丙三醇和去离子水，在辅以少量的助剂；且隔离剂可以进行稀释，显著降低了制备成本。加水进行稀释时，建议隔离剂与水的比例为1:1～5，过多的水容易降低隔离剂的成膜性能，影响隔离效果。

附图说明

图1为采用本发明隔离剂的沥青路面压路机施工图。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

实施例中所用原料均为市售，实验方法如无特殊说明均为常规实验方法。

实施例1

首先将二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为1:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占10份，KLH-2沥青抗老化剂占90份；抗氧化剂为抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧剂，二者比例为1:1。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

实施例2

首先将二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为1:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占20份，KLH-2沥青抗老化剂占80份；抗氧化剂为抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧剂，二者比例为1.1:1。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

实施例3

首先将二乙基硅油、有机硅改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取二乙基硅油、有机硅改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为1.5:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占30份，KLH-2沥青抗老化剂占70份；抗氧化剂为抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧剂，二者比例为1:1。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

实施例4

首先将羟基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取羟基硅油、氨基改性硅氧烷、十六烷基三乙氧基硅烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为2:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占20份，KLH-2沥青抗老化剂占80份；抗氧化剂为抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧剂，二者比例为1.2:1。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

名称	用量/份
		羟基硅油	15
氨基改性硅氧烷	3
		十六烷基三乙氧基硅烷	5
水	40
		乳化剂	10
蓖麻油	8
		丙三醇	17
沥青抗老化剂	2
		抗氧化剂	0.2
苯甲酸钠	0.1

实施例5

首先将二甲基硅油、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取二甲基硅油、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为1:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占10份，KLH-2沥青抗老化剂占90份；抗氧化剂为抗氧剂1010和亚磷酸酯组成复合抗氧剂，二者比例为1:1。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

名称	用量/份
		二甲基硅油	15
水	40
		乳化剂	12
蓖麻油	8
		丙三醇	17
沥青抗老化剂	3
		抗氧化剂	0.2
苯甲酸钠	0.1

实施例6

首先将二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇60～80℃下加热30分钟后备用，按照配比，称取二甲基硅油、氨基改性硅氧烷、水、乳化剂、蓖麻油、丙三醇，混合制备出乳化液。其中乳化剂为OP-10和Tween-60的组合物，两者质量比为1:1。

然后往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、苯甲酸钠，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物。其中沥青抗老化剂为一种组合物，以重量份100份计，受阻胺光稳定剂占10份，KLH-2沥青抗老化剂占90份；抗氧化剂为亚磷酸酯。

最后将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。

具体配方如下：

不同实施例的防粘隔离剂性能如下：

对比不同隔离剂实施例的性能，可以发现实施例2的配方最好，其成膜耐久性可以达到70min。另外，实施例5和实施例6是去除改性硅氧烷和/或高碳链烷氧基硅烷后，可以发现其成膜性能变差，成膜耐久性也有所降低。这是由于单独的聚硅氧烷一般存在润滑性差、表面张力小的问题，而改性硅氧烷和链烷氧基硅烷的同时加入，可以在一定程度上增强其润滑性，改善其成膜效果。防粘隔离剂中添加沥青抗老化剂，即便隔离剂在压路机施工工程中渗入或混入沥青路面，其改善沥青混合料的抗老化性能，加之防腐剂和抗氧剂的使用，保证了防粘隔离剂对沥青混合料未产生不利影响。具体的施工现场图如如1，采用的是人工喷洒隔离剂，可以看到钢轮上不存在任何粘附的沥青混合料，显示出良好的隔离效果，产品已经在浙交工得到了应用。

Claims (10)

1.一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，该隔离剂的具体组分如下：聚硅氧烷10～30份；改性硅氧烷3～10份；高碳链烷氧基硅烷1～10份；沥青抗老化剂2～5份；水20～50份；乳化剂5～15份；防腐剂0.1～1份；抗氧化剂0.1～0.5份；植物油5～12份；小分子醇10～20份。

2.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的聚硅氧烷为二甲基硅油、二乙基硅油、甲基苯基硅油、甲基氢硅油、羟基硅油中的一种或组合。

3.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的改性硅氧烷为有机硅改性硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、氟改性硅氧烷及氨基改性硅氧烷中一种或组合。

4.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的高碳链烷氧基硅烷为十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种或组合。

5.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的沥青抗老化剂为受阻胺光稳定剂和KLH-2沥青抗老化剂的中的一种或组合，所述的水为中性去离子水。

6.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的乳化剂为OP-10、OP-15、OP-20、Span-60、Tween-60、Tween-80中的一种或组合。

7.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的防腐剂为乳酸钠、丙酸钙、双乙酸钠、苯甲酸钠中的一种或组合。

8.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的抗氧化剂为抗氧剂1010、亚磷酸酯中的一种或组合，所述的植物油为大豆油、花生油、蓖麻油中的一种或组合。

9.如权利要求1所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂，其特征在于，所述的小分子醇为1，4-丁二醇、乙二醇、丙三醇、己二醇中的一种或组合。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种沥青路面压路机防粘隔离剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)首先将聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、水、乳化剂、植物油、小分子醇60～80℃下加热30分钟，备用；

(2)按照配比，称取聚硅氧烷、改性硅氧烷、高碳链烷氧基硅烷、水、乳化剂、植物油、小分子醇，混合制备出乳化液；

(3)往乳化液中加入沥青抗老化剂、抗氧化剂、防腐剂，然后1000～5000r/min下剪切搅拌10～20分钟，可得到一种乳白色混合物；

(4)将上述乳白色混合物倒出，冷却，即可得到沥青路面压路机防粘隔离剂。