CN110564166B - 一种沥青冷补料用冷补剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种沥青冷补料用冷补剂及其制备方法，它由妥尔油、浓硫酸、将松节油、醋酸、树脂按一定比例经化学反应后制得。本发明针对目前冷补沥青混合料水稳定较差，强度形成慢的问题，开发出一种在不提高冷补沥青粘度的情况下提高沥青冷补料强度形成速度，改善其水稳定性的沥青冷补剂。

Description

一种沥青冷补料用冷补剂的制备方法
技术领域
本发明属于道路工程材料技术领域，具体的是涉及一种沥青冷补料用冷补剂的制备方法。
背景技术
目前我国的主要道路多采用沥青路面。随着服役年限的增长，道路相继出现了坑槽、裂缝等病害，我国道路已进入大规模维修阶段。为了保持路面的通行功能，必须及时地对这些道路进行维修养护。对于坑槽、破损等小病害，一般采用沥青冷补料进行修补。
沥青冷补料一般是在普通热拌沥青混合料中加入柴油稀释后得到的产品，在柴油的稀释作用下，可以实现常温的摊铺碾压作业，施工完成后随着柴油的挥发，沥青冷补料逐渐形成强度，且将沥青冷补料密封后，可以长时间保存，随取随用，使用方便。
沥青冷补料的强度是随着柴油的挥发逐步形成的，由于柴油溶解沥青后，挥发性较差，因此造成沥青冷补料早期强度较差。当道路破坏采用沥青冷补料修补后，随着交通开放，在行车作用下，冷补料可能会再次损坏，使用寿命较差。因此，需要开发一种沥青冷补料用冷补剂，旨在提高沥青冷补料的强度，特别是早期强度，提升沥青冷补料的使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种沥青冷补料用冷补剂的制备方法，能够显著提升沥青冷补料的早期强度及后期强度，为了实现上述目的，其特征在于包括以下步骤：
（1）妥尔油和浓硫酸按摩尔比1:0.4-0.6选取称量，将妥尔油装入反应器，边搅拌边滴入浓硫酸，反应温度35-45℃，搅拌速度300-500 r/min，滴定时间0.5-1h，得到中间产物A。
（2）将产物A装入反应器中，边搅拌边滴定碱，反应温度25-30℃，搅拌速度200-400r/min，直至溶液pH=8.5-9.5之间，停止滴定，得到表面活性剂B。
（3）将松节油与醋酸按照质量比1:0.1-0.2搅拌混合，得到松节油混合液。
（4）将树脂，表面活性剂B和松节油混合液按照质量比1:0.05-0.1:0.3-0.5选取称量，转入反应器中剪切搅拌，温度为80-100℃，剪切搅拌速率为800-1000 r/min，剪切搅拌时间为0.5-1h，冷却至室温得到冷补剂。
步骤（1）中所述的妥尔油脂肪酸含量＞38%，碘值＜120，浓硫酸浓度＞98%；
步骤（2）中所述的碱为氨水、氢氧化钠和三乙醇胺中的一种；
步骤（3）中所述松节油蒎烯含量大于80%，酸值≤1.0mg/g，醋酸中乙酸的质量含量为30-35%。
步骤（4）中所述树脂为松香树脂、C9石油树脂和萜烯树脂中的一种。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种沥青冷补料用冷补剂是由树脂和松节油在表面活性剂B作用下构成的乳液，其中发明的表面活性剂B具有亲水和亲油基团，乳化速度快和抗泡性好，能够将树脂和松节油之间形成一种树脂包裹松节油的稳定乳液状态。加入本发明冷补剂的沥青冷补料，在施工过程中，冷补剂中树脂包裹松节油的稳定乳液状态随即发生相反转，松节油释放并逐步挥发，同时树脂颗粒间相互粘结成网，形成强度，充分发挥树脂材料粘结强度高的特点，使沥青冷补料具有较好的早期强度；同时，相反转后松节油与沥青冷补料中的沥青接触，对沥青进行稀释，降低沥青冷补料的粘度，使沥青冷补料在常温下易于压实，提高沥青冷补料的初始密实度，也在一定程度提高了沥青冷补料的初始强度。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中，如无具体说明，采用的试剂均为市售化学试剂。
实施例1：
（1）妥尔油和浓硫酸按摩尔比1:0.4选取称量，将妥尔油装入反应器，边搅拌边滴入浓硫酸，反应温度35℃，搅拌速度300 r/min，滴定时间0.5h，得到中间产物A。
（2）将产物A装入反应器中，边搅拌边滴定碱，反应温度25℃，搅拌速度200 r/min，直至溶液pH=8.5，停止滴定，得到表面活性剂B。
（3）将松节油与醋酸按照质量比1:0.1搅拌混合，得到松节油混合液。
（4）将树脂，表面活性剂B和松节油混合液按照质量比1:0.05:0.3选取称量，转入反应器中剪切搅拌，温度为80℃，剪切搅拌速率为800 r/min，剪切搅拌时间为0.5h，冷却至室温得到冷补剂。
步骤（1）中所述的妥尔油脂肪酸含量为39%，碘值为100，浓硫酸浓度为98.2%；
步骤（2）中所述的碱为氨水；
步骤（3）中所述松节油蒎烯含量为81%，酸值为0.8mg/g，醋酸中乙酸的质量含量为30%。
步骤（4）中所述树脂为松香树脂。
实施例2
（1）妥尔油和浓硫酸按摩尔比1:0.5选取称量，将妥尔油装入反应器，边搅拌边滴入浓硫酸，反应温度40℃，搅拌速度400 r/min，滴定时间0.8h，得到中间产物A。
（2）将产物A装入反应器中，边搅拌边滴定碱，反应温度28℃，搅拌速度300 r/min，直至溶液pH=9，停止滴定，得到表面活性剂B。
（3）将松节油与醋酸按照质量比1:0.15搅拌混合，得到松节油混合液。
（4）将树脂，表面活性剂B和松节油混合液按照质量比1:0.08:0.4选取称量，转入反应器中剪切搅拌，温度为90℃，剪切搅拌速率为900 r/min，剪切搅拌时间为0.8h，冷却至室温得到冷补剂。
步骤（1）中所述的妥尔油脂肪酸含量为40%，碘值为110，浓硫酸浓度为98.5%；
步骤（2）中所述的碱为氢氧化钠；
步骤（3）中所述松节油蒎烯含量为85%，酸值为0.9mg/g，醋酸中乙酸的质量含量为33%。
步骤（4）中所述树脂为C9石油树脂。
实施例3
（1）妥尔油和浓硫酸按摩尔比1: 0.6选取称量，将妥尔油装入反应器，边搅拌边滴入浓硫酸，反应温度45℃，搅拌速度500 r/min，滴定时间1h，得到中间产物A。
（2）将产物A装入反应器中，边搅拌边滴定碱，反应温度30℃，搅拌速度400 r/min，直至溶液pH=9.5，停止滴定，得到表面活性剂B。
（3）将松节油与醋酸按照质量比1: 0.2搅拌混合，得到松节油混合液。
（4）将树脂，表面活性剂B和松节油混合液按照质量比1: 0.1:0.5选取称量，转入反应器中剪切搅拌，温度为100℃，剪切搅拌速率为1000 r/min，剪切搅拌时间为1h，冷却至室温得到冷补剂。
步骤（1）中所述的妥尔油脂肪酸含量为42%，碘值为115，浓硫酸浓度为98.8%；
步骤（2）中所述的碱为三乙醇胺；
步骤（3）中所述松节油蒎烯含量为88%，酸值为1.0mg/g，醋酸中乙酸的质量含量为35%。
步骤（4）中所述树脂为萜烯树脂。
添加本发明的冷补剂后，其马歇尔稳定度见表1。结果表明添加本发明的冷补剂后，沥青冷补料的1d马歇尔稳定和7d马歇尔稳定度均有较大的提升，说明冷补剂起到了提升沥青冷补料早期强度和长期强度的作用。
表1 沥青冷补料的马歇尔稳定度对比
项目 马歇尔稳定度（1d） 马歇尔稳定度（7d）
沥青冷补料 3.1kN 5.3kN
添加冷补剂后沥青冷补料性能 4.1kN 6.1 kN
注：冷补剂为实施例1制得的产品，掺量为沥青冷补料质量的0.3%。

Claims (4)

1.一种沥青冷补料用冷补剂的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：
（1）妥尔油和浓硫酸按摩尔比1:0.4-0.6选取称量，将妥尔油装入反应器，边搅拌边滴入浓硫酸，反应温度35-45℃，搅拌速度300-500 r/min，滴定时间0.5-1h，得到中间产物A；
（2）将产物A装入反应器中，边搅拌边滴定碱，反应温度25-30℃，搅拌速度200-400 r/min，直至溶液pH=8.5-9.5之间，停止滴定，得到表面活性剂B；
（3）将松节油与醋酸按照质量比1:0.1-0.2搅拌混合，得到松节油混合液；
（4）将树脂，表面活性剂B和松节油混合液按照质量比1:0.05-0.1:0.3-0.5选取称量，转入反应器中剪切搅拌，温度为80-100℃，剪切搅拌速率为800-1000 r/min，剪切搅拌时间为0.5-1h，冷却至室温得到冷补剂；
所述步骤（4）中所述树脂为松香树脂、C9石油树脂和萜烯树脂中的一种。
2.根据权利要求1中所述沥青冷补料用冷补剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中所述的妥尔油脂肪酸含量＞38%，碘值＜120，浓硫酸浓度＞98%。
3.根据权利要求1中所述沥青冷补料用冷补剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述的碱为氨水、氢氧化钠和三乙醇胺中的一种。
4.根据权利要求1中所述沥青冷补料用冷补剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述松节油蒎烯含量大于80%，酸值≤1.0mg/g，醋酸中乙酸的质量含量为30-35%。
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