CN111138871A - 一种高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料，高黏乳化沥青的制备方包括步骤：制备彩色胶结料：加热芳烃油至150～160℃，再加入SBS和增塑剂混合后形成的混合物，搅拌剪切预定时间后，最后加入萜烯树脂溶解发育形成彩色胶结料；其中，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：22％、52％、18％、8％；制备彩色乳化沥青：将加热至130～160℃的所述彩色胶结料、将加热至70℃的乳化剂水溶液、基质沥青通过胶体磨研磨得到彩色乳化沥青；其中，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为60：40～65：35。本发明实现沥青的高黏性，满足当前路面使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及路面铺装技术领域，尤指一种高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料。
背景技术
彩色沥青路面紧跟时代的步伐，充分发扬“以人为本”的道路设计理念，但是其造价昂贵，施工过程相对复杂，不能满足节能环保的要求。通过对国内几条高速公路、一级公路的使用效果分析，发现乳化沥青已经得到广泛的应用，并取得了良好的经济效益和社会效益。然而，伴随着人们物质生活水平的提高，对环境的要求也愈来愈高，渴望自己生活的环境更加和谐多彩。更重要的一点，现在能源严重缺乏，传统的沥青路面施工技术给环境带来了沉重的负担，所以对乳化沥青的研究成为必然趋势。
每一个道路工作者都应该清楚地认识到研究性能优良的乳化沥青技术具有很强的现实意义：
1、随着经济的飞速发展和人们生活质量的不断提高，人们的审美观念在与日俱增，对道路与周围景观的协调性也有了更高的要求。彩色路面的铺筑恰好满足人们对环境的需求，并且能够缓解驾驶员由于长期行驶所带来的枯燥感。
2、随着国民经济的突飞猛进，我国公路里程发展迅速，国家高速公路网基本建成。与此同时，伴随着交通荷载的逐步加重，超载车辆的日益增多，路面的结构受到不同程度的破坏，大量沥青路面出现车辙、坑槽、松散剥落等病害。为确保行车安全，维持良好的路况，大量的道路急需修补维护。另外，我国早期修筑的水泥混凝土道路，由于受到专业技术和资金方面的限制，也出现了断板、错台、边角碎裂等大大小小的病害，这些都严重影响了道路使用的安全性。
因此，本领域技术人员急需研发出一种满足上述需求的乳化沥青。
发明内容
为了满足现有技术对乳化沥青的需求，本发明提供了一种高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料，为满足人类审美观念；提高道路与周围景观的协调性；缓解驾驶员长时间驾驶的枯燥感和疲惫感；满足道路载荷日益增加的需求；提高道路抗形变能力，避免道路出现车辙、坑槽、松散剥落等病害，降低道路的维修成本，同时提供了道路行车安全、良好的路况，保证了道路使用的安全性和长久耐用性。
本发明提供的技术方案如下：
一种高黏乳化沥青，包括：彩色胶结料、基质沥青和乳化剂水溶液；所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30；所述彩色胶结料包括SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
在上述技术方案中，SBS改性剂保证了本沥青具有优良的拉伸强度、弹性、透气性和电性能，永久变形小、屈挠和回弹性好，表面摩擦大，提高了路面的抗压、抗形变性能；萜烯树脂具有无毒、无臭、耐辐射、色浅、低气味、高硬度、高附着力、抗氧化性、热稳定性、颜色稳定好，相容性和溶解性好等优点，萜烯树脂与SBS具有优良的相容性、耐候性和增粘效果，提高本沥青的颜色均匀性和长久耐用，还保证了本沥青具有高黏性能；芳烃油大大提高了本沥青中的各个组分(基质沥青、乳化剂水溶液、SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂)的混合和分散性能，提高各个组分混合和分散均匀性，保证本沥青的性能稳定性和均匀性；增塑剂大大提高了本沥青的柔韧性，更易于加工；基质沥青和乳化剂水溶液的配比保证了本沥青具有良好的流动性；综上可知，本沥青具有良好的高黏性、流动性、抗变形性、耐候性、颜色持久性和安全性，从实现道路满足人类审美观念；提高道路与周围景观的协调性；缓解驾驶员长时间驾驶的枯燥感和疲惫感；满足道路载荷日益增加的需求；提高道路抗形变能力，避免道路出现车辙、坑槽、松散剥落等病害，降低道路的维修成本，同时提供了道路行车安全、良好的路况，保证了道路使用的安全性和长久耐用性。
进一步，所述乳化剂水溶液包括乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水；所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1～2％、3～8％、0.1～0.3％、89.7～95.9％。
在上述技术方案中，乳化剂水溶液提高了本沥青各个组分(基质沥青、乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水、SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂)的物化性能的稳定性，同时还提高了本沥青的抗氧化性能，避免本沥青因氧化而破乳结块，保证了本沥青的使用性能，避免本沥青的浪费。
进一步，所述乳化剂为慢裂快凝型乳化剂。
在上述技术方案中，慢裂快凝型乳化剂提高了本沥青的储存性和良好的拌合性，使得本沥青的各个组分更易于混合、更易于储存。
进一步，所述稳定剂为无水氯化钙。
在上述技术方案中，无水氯化钙可作为本沥青的防冻剂，加速本沥青铺装后硬化，提高本沥青的耐寒性，提高路面的耐候性。
进一步，所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1.4％、5％、0.2％、93.4％。
进一步，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为60：40～65：35。
进一步，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：22％、52％、18％、8％。
进一步，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
在上述技术方案中，邻苯二甲酸二丁酯具有由于其他增塑剂的稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性，从而保证本沥青的抗形变性能。
本发明还提供了一种高黏乳化沥青的其制备方法，包括步骤：制备彩色胶结料：加热芳烃油至150～160℃，再加入SBS和增塑剂混合后形成的混合物，搅拌剪切预定时间后，最后加入萜烯树脂溶解发育形成彩色胶结料；其中，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％；制备彩色乳化沥青：将加热至130～160℃的所述彩色胶结料、将加热至70℃的乳化剂水溶液、基质沥青通过胶体磨研磨得到彩色乳化沥青；其中，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30。
在上述技术方案中，较低的加工温度降低了本沥青的各个组分在本沥青加工生产的挥发速度和含量，从而提高本沥青的加工过程的安全性和健康，避免污染环境。
本发明还提供了一种彩色胶结料，包括：SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
在上述技术方案中，本彩色胶结料具有高粘性、抗氧化性、高拌合性、颜色持久耐用、高耐候性和高抗变形能力。
与现有技术相比，本高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料有益效果在于：
近些年，沥青路面逐步出现老化现象，初期破坏程度愈来愈严重，对道路实施大范围的养护工作已经迫在眉睫；而本沥青与传统沥青相比具有适用范围广、施工工艺简单、节能减耗等优点，可广泛应用在道路养护修补工程中。本沥青可以分别应用在封层、透层和粘层中，尤其是应用在微表处的乳化沥青技术，性能优良、色彩鲜艳以及能对路面快速修补是其显著的优势。利用本沥青对路面实施修补养护时能够减少能源消耗，现场不需要配备加热仪器，操作方便、成本较低。同时，本沥青具有较好的施工和易性、节省能源、能够有效降低投资成本、通过对道路行驶条件的改变来延长使用寿命。实现了现在能源严重缺乏，更多的人希望能将经济环保的路面材料使用到道路工程中的愿景。
本沥青可应用在道路施工、高速公路标志线、减速标志线、城市道路、广场、公园、校园、居民小区、内外墙喷涂、水库防渗漏、面层防水、灌缝等方面。此外，本沥青还具有粘结力强、含水量少、毒性低、无害、无味、生产和施工中无废水、废渣排放、操作简易等一系列的优点。可以说，本沥青是一种是既环保又节能的材料，将会成为沥青家族的主要力量，在道路养护领域发挥愈来愈重要的作用。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种高黏乳化沥青及其制备方法及彩色胶结料的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的高黏乳化沥青的制备方法的一种实施例流程示意图；
图2是本发明的高黏乳化沥青的制备方法的另一种实施例流程示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。
为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
在本发明的一种实施例中，一种高黏乳化沥青，包括：彩色胶结料、基质沥青和乳化剂水溶液；基质沥青和乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30；彩色胶结料包括SBS(即苯乙烯类热塑性弹性体，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
优选地，乳化剂水溶液包括乳化剂、SBS改性剂(即苯乙烯类热塑性弹性体，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、稳定剂和水；乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水分别占乳化剂水溶液的质量百分比为：1～2％、3～8％、0.1～0.3％、89.7～95.9％。
优选地，乳化剂为慢裂快凝型乳化剂。
优选地，稳定剂为无水氯化钙。
优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(即DBP)。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂为阴离子乳化剂；如羧酸盐型乳化剂、油酸皂、硬脂酸钠、月桂酸皂、松香油皂等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂为另外一种阳离子乳化剂，如烷基铵盐、季铵盐等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂由硫磺、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶按照一定比例配置而成。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂为其他金属皂类稳定剂，如钡、镉、锌等的硬脂酸盐。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的增塑剂为其他的邻苯二甲酸酯类，如DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)、DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)、DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)、DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)等中的一种以上。或者为二元酸酯类、环氧类、聚酯类等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：20～25％、45～55％、15～22％、7～10％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：22％、52％、18％、8％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水分别占乳化剂水溶液的质量百分比为：1.2～1.7％、4～7％、0.1～0.3％、91～94.7％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水分别占乳化剂水溶液的质量百分比为：1.4％、5％、0.2％、93.4％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的基质沥青和乳化剂水溶液的油水比为60：40～65：35。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的基质沥青和乳化剂水溶液的油水比为62：38。
在本发明的另一种实施例中，如图1所示，一种高黏乳化沥青的其制备方法，包括步骤：制备彩色胶结料：加热芳烃油至150～160℃，再加入SBS和增塑剂混合后形成的混合物，搅拌剪切预定时间后，最后加入萜烯树脂溶解发育形成彩色胶结料；其中，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％；制备彩色乳化沥青：将加热至130～160℃的所述彩色胶结料、将加热至70℃的乳化剂水溶液、基质沥青通过胶体磨研磨得到彩色乳化沥青；其中，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30。
在本发明的另一种实施例中，如图2所示，一种高黏乳化沥青的其制备方法，包括步骤：制备彩色胶结料：加热芳烃油至150～160℃，再加入SBS和增塑剂混合后形成的混合物，搅拌剪切预定时间后，最后加入萜烯树脂溶解发育形成彩色胶结料；其中，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：22％、52％、18％、8％；制备彩色乳化沥青：将加热至130～160℃的所述彩色胶结料、将加热至70℃的乳化剂水溶液、基质沥青通过胶体磨研磨得到彩色乳化沥青；其中，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为60：40～65：35。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，乳化剂水溶液包括乳化剂、SBS改性剂(即苯乙烯类热塑性弹性体，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)、稳定剂和水；所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1～2％、3～8％、0.1～0.3％、89.7～95.9％。
优选地，乳化剂为慢裂快凝型乳化剂。
优选地，稳定剂为无水氯化钙。
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(即DBP)。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂为阴离子乳化剂；如羧酸盐型乳化剂、油酸皂、硬脂酸钠、月桂酸皂、松香油皂等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的乳化剂为另外一种阳离子乳化剂，如烷基铵盐、季铵盐等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂由硫磺、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶按照一定比例配置而成。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂为其他金属皂类稳定剂，如钡、镉、锌等的硬脂酸盐。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的增塑剂为其他的邻苯二甲酸酯类，如DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)、DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)、DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)、DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)等中的一种以上。或者为二元酸酯类、环氧类、聚酯类等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：21～25％、40～55％、15～22％、7～10％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1.2～1.7％、4～7％、0.1～0.3％、91～94.7％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1.4％、5％、0.2％、93.4％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为62：38。
在本发明的另一种实施例中，一种彩色胶结料，包括：SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
优选地，增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(即DBP)。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂由硫磺、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、顺丁橡胶按照一定比例配置而成。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的稳定剂为其他金属皂类稳定剂，如钡、镉、锌等的硬脂酸盐。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的增塑剂为其他的邻苯二甲酸酯类，如DEHP(邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯)、DINP(邻苯二甲酸二异壬酯)、DNOP(邻苯二甲酸二正辛酯)、DMP(邻苯二甲酸二甲酯)、DEP(邻苯二甲酸二乙酯)等中的一种以上。或者为二元酸酯类、环氧类、聚酯类等。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：21～26％、47～56％、15～20％、7～11％。
在本发明的另一种实施例中，与上述实施例不同的是，本实施例的SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂分别占彩色胶结料的质量百分比为：21％、53％、17％、9％。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高黏乳化沥青，其特征在于，包括：
彩色胶结料、基质沥青和乳化剂水溶液；
所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30；
所述彩色胶结料包括SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
2.如权利要求1所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述乳化剂水溶液包括乳化剂、SBS改性剂、稳定剂和水；所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1～2％、3～8％、0.1～0.3％、89.7～95.9％。
3.如权利要求2所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述乳化剂为慢裂快凝型乳化剂。
4.如权利要求2所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述稳定剂为无水氯化钙。
5.如权利要求2所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述乳化剂、所述SBS改性剂、所述稳定剂和水分别占所述乳化剂水溶液的质量百分比为：1.4％、5％、0.2％、93.4％。
6.如权利要求1-5任意一项所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为60：40～65：35。
7.如权利要求1-5任意一项所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：22％、52％、18％、8％。
8.如权利要求1-5任意一项所述的高黏乳化沥青，其特征在于：
所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
9.一种高黏乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括步骤：
制备彩色胶结料：加热芳烃油至150～160℃，再加入SBS和增塑剂混合后形成的混合物，搅拌剪切预定时间后，最后加入萜烯树脂溶解发育形成彩色胶结料；其中，所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％；
制备彩色乳化沥青：将加热至130～160℃的所述彩色胶结料、将加热至70℃的乳化剂水溶液、基质沥青通过胶体磨研磨得到彩色乳化沥青；其中，所述基质沥青和所述乳化剂水溶液的油水比为55：45～70：30。
10.一种彩色胶结料，其特征在于，包括：
SBS、萜烯树脂、芳烃油和增塑剂；
所述SBS、所述萜烯树脂、所述芳烃油和所述增塑剂分别占所述彩色胶结料的质量百分比为：18～30％、40～60％、12～25％、5～12％。
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