CN110283335A - 一种低成本的乳化沥青制备方法 - Google Patents

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余付林
李艳秋
施伟
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Abstract

本发明公开了一种低成本的乳化沥青制备方法，由以下组份原料组成，按重量份计：沥青50％～55％、阳离子乳化剂1％～1.2％、水50％～55％、稀释剂2％～10％、稳定剂0.2％～0.4％、SBR胶乳3％～5％、PH值调节剂。通过先对沥青稀释再乳化的制备工艺，使得沥青内部的成分直接被稀释，一方面便于乳化剂能快速溶解至沥青中，另一方面能减小沥青内部界面的张力，便于乳化剂的溶解与扩散，使得沥青在使用过程中的渗入深度提升，使得沥青在使用过程中，能直接吸附到路面的内部，渗透深度达到5mm～10mm，同时通过沥青的稀释，使得破乳剂的含量投入降低，通过阳离子乳化剂的配比使用，能显著降低临界胶束(CMC)浓度,缩小油水两者之间的相对密度差及粘度的差值。

Description

一种低成本的乳化沥青制备方法
技术领域
本发明涉及沥青制作技术领域，具体为一种低成本的乳化沥青制备方法。
背景技术
沥青在道路铺设过程中，能减少汽车在行驶中耗费的燃料，其次还能增加公路的使用寿命，因此道路建设大部分采用的是沥青路面，沥青路面设计寿命一般为15～20年，沥青路面经过一定年限的使用，其面层慢慢变薄并逐渐老化，会出现诸如网裂、沉陷、车辙、等各种病害并逐步扩展，随着沥青路面使用年限的延长，路面的破坏越来越严重，严重影响车辆行驶。
现阶段我国主要是采用乳化沥青和稀释沥青作为透层油，采用乳化沥青的优点是使用时不需要加热，可在常温状态进行喷洒，同时还有价格低等特点，但出于乳化沥青的渗透性较差，最多能达到4mm左右，造成乳化沥青在铺设时，无法渗透到路面内层，且渗透的面积较小，从而影响沥青路面的质量，同时受到原料与工艺的影响，部分沥青在制备过程中，难以与乳化剂溶解，导致乳化沥青水的界面张力较大，乳化剂无法渗入其中，因此需要加大乳化剂的投入，导致沥青乳化时能源大量消耗，加剧成本的上升，不利于后期沥青的大量制备。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本的乳化沥青制备方法，解决了低成本、高渗透的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本的乳化沥青制备方法，由以下组份原料组成，按重量份计：沥青50％～55％、阳离子乳化剂1％～1.2％、水50％～55％、稀释剂2％～10％、稳定剂0.2％～0.4％、SBR胶乳3％～5％、PH值调节剂，所述乳化沥青按照以下操作步骤制备：
第一步，将一定量的阳离子乳化剂、稳定剂和部分水放入配料罐中并加热到80℃，然后用配料罐内部的搅拌装置，将混合溶液溶解，然后再加入剩余部分常温下的水搅拌均匀使其温度降低在60℃；
第二步，再将一定量的SBR胶乳放入配料罐，所述SBR胶乳再放入配料罐之前需用PH值调节剂，并调节PH值在5～6之间，搅拌至均匀后并保持温度在55℃到60℃之间；
第三步，将一定量的沥青(油水比5:5)先用稀释剂稀释后，再加热到120℃～130℃之间并保温；
第四步，配料罐中的水溶液与加温后的沥青共同进入预热后的胶体磨高速剪切3～5min得到固含量为50％的沥青乳液；
第五步，搅拌均匀后，再向配料罐中投入等适量的消泡剂，再将制备后的乳化沥青冷却，成品消泡后保存，此时乳化沥青制备完成。
优选的，所述沥青为90号沥青，所述阳离子乳化剂为季铵盐类，所述季铵盐类又包括十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基溴化吡啶，所述十六烷基三甲基溴化铵与十六烷基溴化吡啶的配比为3:1，所述十六烷基三甲基溴化铵的活性物含量为70％，所述十六烷基三甲基溴化铵的PH值为5％～6％，所述十六烷基溴化吡啶的活性物含量为40％，所述十六烷基溴化吡啶的PH值为7％～8％。
优选的，所述水外观无色透明无异味，所述水PH值为6.0～8.5，所述水的硬度小于8度。
优选的，所述PH值调节剂为HCL，所述PH值调节剂调节后的乳化剂水溶液PH值为5.0～6.0，所述乳化温度为油温120℃、水温为60℃。
优选的，所述SBR胶乳的固含量为45％～50％，所述SBR的PH值为5～7，所述SBR胶乳的密度为0.95～0.99(g/cm3)，所述稳定剂为聚乙烯醇或氯化钙或氯化铵的一种。
优选的，所述稀释剂为汽油或煤油或柴油，所述汽油、煤油与柴油的配比为1:1:1，所述汽油用量为1.7％、煤油用量为2％、柴油用量为1.8％。
有益效果如下：
本发明，通过先对沥青稀释再乳化的制备工艺，使得沥青内部的成分直接被稀释，一方面便于乳化剂能快速溶解至沥青中，另一方面能减小沥青内部界面的张力，便于乳化剂的溶解与扩散，使得沥青在使用过程中的渗入深度提升，使得沥青在使用过程中，能直接吸附到路面的内部，渗透深度达到5mm～10mm，同时通过沥青的稀释，使得破乳剂的含量投入降低，通过阳离子乳化剂的配比使用，能显著降低临界胶束(CMC)浓度,缩小油水两者之间的相对密度差及粘度的差值，在两相之间乳化剂定向排列时,增强沥青微粒的电势，形成双电层，增加颗粒之间的相互排斥力，阻碍沥青的聚集倾向，形成较为稳定的沥青乳液，使得乳化沥青在储存过程中也能保持稳定的状态。
具体实施方式
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种低成本的乳化沥青制备方法，由以下组份原料组成，按重量份计：沥青50％～55％、阳离子乳化剂1％～1.2％，阳离子乳化剂的投入能大幅度增加沥青在制备时的稳定，使得沥青在常温下也可使用无需再次加热、水50％～55％、稀释剂2％～10％、稳定剂0.2％～0.4％，稳定剂的加入能稳定沥青乳化液储存的稳定性，同时稳定剂的加入可以节省乳化剂投入的用量，节约10％2～0％乳化剂用量，从而节省生产成本，降低乳化沥青在制备时的资源消耗、SBR胶乳3％～5％、PH值调节剂，所述乳化沥青按照以下操作步骤制备，SBR乳胶为丁苯胶，SBR乳胶的加入能增加乳化沥青的稳定强度，便于乳化沥青的储存，同时使得乳化沥青在运输过程中，内部的乳化液也能保持相对的稳定状态：
第一步，将一定量的阳离子乳化剂、稳定剂和部分水放入配料罐中并加热到80℃，然后用配料罐内部的搅拌装置，将混合溶液溶解，然后再加入剩余部分常温下的水搅拌均匀使其温度降低在60℃；
第二步，再将一定量的SBR胶乳放入配料罐，所述SBR胶乳再放入配料罐之前需用PH值调节剂，并调节PH值在5～6之间，搅拌至均匀后并保持温度在55℃到60℃之间；
第三步，将一定量的沥青(油水比5:5)先用稀释剂稀释后，再加热到120℃～130℃之间并保温；
第四步，配料罐中的水溶液与加温后的沥青共同进入预热后的胶体磨高速剪切3～5min得到固含量为50％的沥青乳液；
第五步，搅拌均匀后，再向配料罐中投入等适量的消泡剂，再将制备后的乳化沥青冷却，成品消泡后保存，此时乳化沥青制备完成，通过本发明技术方案制造的乳化沥青，可以作大面积的封层，也可以用来进行小范围的坑槽修补，可以喷洒使用，也可以与其他配料混合使用，同时沥青在常温下即可使用，减小因加热沥青造成的环境污染。
其中，所述沥青为90号沥青，所述阳离子乳化剂为季铵盐类，所述季铵盐类又包括十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基溴化吡啶，所述十六烷基三甲基溴化铵与十六烷基溴化吡啶的配比为3:1，所述十六烷基三甲基溴化铵的活性物含量为70％，所述十六烷基三甲基溴化铵的PH值为5％～6％，所述十六烷基溴化吡啶的活性物含量为40％，所述十六烷基溴化吡啶的PH值为7％～8％。
其中，所述水外观无色透明无异味，所述水PH值为6.0～8.5，所述水的硬度小于8度，使得水中钙镁离子的含量减少，减少钙镁离子与乳化剂的反应，使得水不会消耗乳化剂的含量。
其中，所述PH值调节剂为HCL，所述PH值调节剂调节后的乳化剂水溶液PH值为5.0～6.0，所述乳化温度为油温120℃、水温为60℃，使得乳化剂能充分溶解到沥青中，提升沥青在制备时的活性，使得乳化性能得到最大的优化，同时沥青温度加热的范围，不会降低沥青的老化，使得沥青乳化的粘度降低，提升沥青的活化性能。
其中，所述SBR胶乳的固含量为45％～50％，所述SBR的PH值为5～7，所述SBR胶乳的密度为0.95～0.99(g/cm3)，通过SBR乳胶的加入可以明显提高沥青与石料的粘附性、抗裂性和低温延性，使得沥青溶液具备良好的耐老化性、耐热性和耐腐蚀性，由于SBR乳胶品种较多价格低，也能降低乳化沥青在制备时的成本，所述稳定剂为聚乙烯醇或氯化钙或氯化铵的一种，无机盐氯化铵能减小水相密度，降低与沥青相的密度差，还能够增强乳液颗粒周围的双电层效应，增大电位，同时增加颗粒之间的相互排斥力，使得乳化沥青乳化的效果大幅度增加，保持颗粒与颗粒之间的距离，便于乳化沥青的使用，使得乳化沥青在常温状态下也可迅速凝结，无需在使用过程中加热。
其中，所述稀释剂为汽油或煤油或柴油，所述汽油、煤油与柴油的配比为1:1:1，所述汽油用量为1.7％、煤油用量为2％、柴油用量为1.8％，使得沥青中的大量物质直接被分离，减小沥青的界面张力，使得乳化剂能快速融入到沥青中，加快沥青的乳化，使得乳化剂能均匀扩散至沥青中。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：由以下组份原料组成，按重量份计：沥青50％～55％、阳离子乳化剂1％～1.2％、水50％～55％、稀释剂2％～10％、稳定剂0.2％～0.4％、SBR胶乳3％～5％、PH值调节剂，所述乳化沥青按照以下操作步骤制备：
第一步，将一定量的阳离子乳化剂、稳定剂和部分水放入配料罐中并加热到80℃，然后用配料罐内部的搅拌装置，将混合溶液溶解，然后再加入剩余部分常温下的水搅拌均匀使其温度降低在60℃；
第二步，再将一定量的SBR胶乳放入配料罐，所述SBR胶乳再放入配料罐之前需用PH值调节剂，并调节PH值在5～6之间，搅拌至均匀后并保持温度在55℃到60℃之间；
第三步，将一定量的沥青(油水比5:5)先用稀释剂稀释后，再加热到120℃～130℃之间并保温；
第四步，配料罐中的水溶液与加温后的沥青共同进入预热后的胶体磨高速剪切3～5min得到固含量为50％的沥青乳液；
第五步，搅拌均匀后，再向配料罐中投入等适量的消泡剂，再将制备后的乳化沥青冷却，成品消泡后保存，此时乳化沥青制备完成。
2.根据权利要求1所述的一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：所述沥青为90号沥青，所述阳离子乳化剂为季铵盐类，所述季铵盐类又包括十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基溴化吡啶，所述十六烷基三甲基溴化铵与十六烷基溴化吡啶的配比为3:1，所述十六烷基三甲基溴化铵的活性物含量为70％，所述十六烷基三甲基溴化铵的PH值为5％～6％，所述十六烷基溴化吡啶的活性物含量为40％，所述十六烷基溴化吡啶的PH值为7％～8％。
3.根据权利要求1所述的一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：所述水外观无色透明无异味，所述水PH值为6.0～8.5，所述水的硬度小于8度。
4.根据权利要求1所述的一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：所述PH值调节剂为HCL，所述PH值调节剂调节后的乳化剂水溶液PH值为5.0～6.0，所述乳化温度为油温120℃、水温为60℃。
5.根据权利要求1所述的一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：所述SBR胶乳的固含量为45％～50％，所述SBR的PH值为5～7，所述SBR胶乳的密度为0.95～0.99(g/cm3)，所述稳定剂为聚乙烯醇或氯化钙或氯化铵的一种。
6.根据权利要求1所述的一种低成本的乳化沥青制备方法，其特征在于：所述稀释剂为汽油或煤油或柴油，所述汽油、煤油与柴油的配比为1:1:1，所述汽油用量为1.7％、煤油用量为2％、柴油用量为1.8％。
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