CN112029306A - 一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，属于沥青路面冷拌冷铺技术领域，解决目前乳化沥青存在的形状记忆性能缺乏、强度不足、黏结力低、抗低温开裂及耐疲劳性能难以保证等问题。首先，选用聚乙烯醇、氯化钙颗粒、阳离子乳化剂制备乳化剂水溶液；然后，选用70#基质沥青制备普通乳化沥青；最后，向普通乳化沥青中依次加入形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液、水性环氧固化剂，制备一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青，再按规范对改性乳化沥青的储存稳定性、筛上剩余量、蒸发残留物的各项指标及形状记忆性能进行检测，确定形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂的最佳比例。本发明为冷拌乳化沥青混合料中胶结料的选用提供了新思路。

Description

一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法
技术领域
本发明是一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，属于沥青路面冷拌冷铺技术领域。
背景技术
近年来，随着沥青路面材料逐渐向绿色方向发展，利用冷拌沥青混合料进行的路面养护技术应用越来越广，如冷再生、微表处、稀浆封层。乳化沥青材料常做为冷拌沥青混合料中的胶结料使用，常温下可以进行拌和、铺筑，节约了加热过程所需要的大量能源，并且不会排放大量的粉尘和废气，具有显著的社会、经济及环保效益。
数据表明，道路交通领域排放的温室气体占我国社会排放总量的8％左右，道路建设及后期养护维修过程中依赖于大量石料、沥青、水泥及石灰材料，施工过程中混合料的拌和、运输、摊铺及碾压工序均排放出大量的温室气体和粉尘。在大力倡导资源节约型社会、节能减排的时代背景下，以乳化沥青为胶结料的冷拌沥青混合料逐渐受到关注。试验表明，沥青混合料的生产温度每降低10℃，每吨混合料将减少约0.9kg的CO2，常温沥青混合料制备过程中产生的CO2较热拌沥青混合料减少40％。因此，相比于热拌沥青混合料和现阶段常用的高性能改性沥青混合料，降低混合料的拌和、碾压温度是减少CO2排放的有效手段。此外，环境检测结果显示，相比于热沥青，乳化沥青生产过程排放的致癌物苯并(a)芘含量以及酚、总烃含量均大大降低。因此，作为冷拌沥青混合料的重要实现措施，乳化沥青材料应用前景广阔。
然而，据跟踪观测发现，普通乳化沥青存在形状记忆性能差、黏结力低、强度不足等弊端，当不作改性处理时，抗裂及抗疲劳性能难以保证，制备的冷拌沥青混合料铺筑在路面上后，易出现松散、开裂等常见病害，对行车安全性及舒适性影响较大。研究表明，水性环氧树脂作为改性剂制备的改性乳化沥青具有热固性材料的特征，固化交联后形成网络结构，可以显著改善乳化沥青与集料之间的黏附性，提升沥青及沥青混合料强度，且具有较高的早期强度。但是，水性环氧树脂在乳化沥青中固结硬化后，在黏结力及强度提升的同时，伴有脆性增强的特点，造成水性环氧乳化沥青具有低温抗裂性能不足的弊端，这成为了限制其在冷拌沥青混合料中进一步推广应用的关键因素。
研究发现，形状记忆聚氨酯材料不但可以进一步提高乳化沥青的黏结能力，而且具有显著的形状记忆特性，能够提高乳化沥青的形状记忆性能，改善乳化沥青的抗低温开裂及耐疲劳性能，在乳化沥青中能起到明显的增韧作用。因此，本发明将利用形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂两种材料的优势进行互补，发挥协同效应，制备一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青，以全面提高乳化沥青的强度、黏结力、抗低温开裂、耐疲劳及形状记忆性能。
发明内容
(1)技术问题
本发明目的是提供一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，采用形状记忆聚氨酯和水性环氧树脂作为改性剂提高乳化沥青强度、韧性等使用性能，解决目前乳化沥青缺少形状记忆性能、强度不足、黏结力低、抗低温开裂与耐疲劳性能较差、以及形状记忆聚氨酯或水性环氧树脂难以同时增强、增韧乳化沥青的目的等问题。
(2)技术方案
为了解决目前乳化沥青形状记忆性能缺乏、强度不足、黏结力低、抗低温开裂及耐疲劳性能难以保证等问题，本发明技术方案制定如下：利用先乳化后改性的方式，首先，选用一定量的聚乙烯醇、氯化钙颗粒、阳离子乳化剂，制备乳化剂水溶液；然后，选用SK-70#基质沥青，利用胶体磨制备普通乳化沥青，同时制备不同比例的形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液；进一步的，按计算比例，依次加入形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液、水性环氧固化剂，制备一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青；最后，根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)、《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中改性乳化沥青技术要求及沥青弹性恢复试验方法，对制备的具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青的储存稳定性、筛上剩余量、蒸发残留物的各项指标及形状记忆性能进行试验检测，确定乳化沥青中形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂的最佳比例。
(3)有益效果
相比于热拌沥青混合料，利用乳化沥青胶结料制备冷拌沥青混合料进行沥青路面养护的冷再生、微表处及稀浆封层技术，可以提高道路等级，保持道路净高，重建道路轮廓，而且能够降低修建费用，重复利用现有材料，节约资源，保护环境。然而，普通乳化沥青存在形状记忆性能缺乏、黏结力低、强度不足等弊端，当不作任何改性处理时，其抗裂及抗疲劳性能难以保证。水性环氧树脂具有强附着力、无污染、安全、易储存等优点，但同时具有韧性不足的弊端。因此，本发明将形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂结合使用，利用形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂(增韧+增强)优势互补，充分发挥协同效应，提供一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，进而增强乳化沥青黏结力及强度，提升乳化沥青低温抗裂、耐疲劳及形状记忆性能，为冷拌沥青混合料中胶结料的选择提供新思路，为冷再生等沥青路面养护技术的应用提供参考。
具体实施方式
本发明提供一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，具体实施步骤如下：
(1)称取试验所需蒸馏水加热至80℃，加入占蒸馏水质量比为0.15％的聚乙烯醇，手动均匀搅拌10min，使聚乙烯醇充分溶解；
(2)保持80℃温度不变，继续加入占蒸馏水质量比为0.15％的氯化钙颗粒，手动均匀搅拌3min，使氯化钙充分溶解，再加入占蒸馏水质量比为1.5％的阳离子乳化剂，手动搅拌10min，使乳化剂充分混合均匀，制备乳化剂水溶液；
(3)称取试验所需量的70#基质沥青放入155℃恒温烘箱，运行胶体磨，向胶体磨中倒入80℃的热水预热15s，打开胶体磨出液口，放出热水，关闭胶体磨出液口；
(4)将60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨，20s后向胶体磨中缓缓倒入计算所需量的、已预热的70#基质沥青，循环研磨1min，制备深棕色普通乳化沥青，从出液口放至烧杯中，关闭胶体磨；
(5)在25℃条件下，将一定比例的形状记忆聚氨酯与阳离子水性环氧树脂乳液机械搅拌5min，转速为250rpm，制备形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液；
(6)向普通乳化沥青中依次加入一定计算量的形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液、水性环氧固化剂，使混合溶液中的水性环氧树脂乳液与水性环氧固化剂质量比为1∶1，常温机械搅拌10min，转速为350rpm；
(7)将已机械搅拌均匀的形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂改性乳化沥青再手动均匀搅拌5min，进一步促进形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂在乳化沥青中均匀分散，冷却至室温，制得形状记忆聚氨酯和水性环氧树脂改性乳化沥青；
(8)按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对制得的改性乳化沥青进行储存稳定性、筛上剩余量及蒸发残留物的各项技术指标试验检测，再根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中沥青弹性恢复试验对蒸发残留物进行形状记忆性能检测，基于试验结果综合分析，确定乳化沥青中形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂的最佳比例，制备具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青。

Claims (1)

1.一种具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青制备方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：
(1)称取试验所需蒸馏水加热至80℃，加入占蒸馏水质量比为0.15％的聚乙烯醇，手动均匀搅拌10min，使聚乙烯醇充分溶解；
(2)保持80℃温度不变，继续加入占蒸馏水质量比为0.15％的氯化钙颗粒，手动均匀搅拌3min，使氯化钙充分溶解，再加入占蒸馏水质量比为1.5％的阳离子乳化剂，手动搅拌10min，使乳化剂充分混合均匀，制备乳化剂水溶液；
(3)称取试验所需量的70#基质沥青放入155℃恒温烘箱，运行胶体磨，向胶体磨中倒入80℃的热水预热15s，打开胶体磨出液口，放出热水，关闭胶体磨出液口；
(4)将60℃的乳化剂水溶液倒入胶体磨，20s后向胶体磨中缓缓倒入计算所需量的、已预热的70#基质沥青，循环研磨1min，制备深棕色普通乳化沥青，从出液口放至烧杯中，关闭胶体磨；
(5)在25℃条件下，将一定比例的形状记忆聚氨酯与阳离子水性环氧树脂乳液机械搅拌5min，转速为250rpm，制备形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液；
(6)向普通乳化沥青中依次加入一定计算量的形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂混合溶液、水性环氧固化剂，使混合溶液中的水性环氧树脂乳液与水性环氧固化剂质量比为1∶1，常温机械搅拌10min，转速为350rpm；
(7)将已机械搅拌均匀的形状记忆聚氨酯/水性环氧树脂改性乳化沥青再手动均匀搅拌5min，进一步促进形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂在乳化沥青中均匀分散，冷却至室温，制得形状记忆聚氨酯和水性环氧树脂改性乳化沥青；
(8)按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)对制得的改性乳化沥青进行储存稳定性、筛上剩余量及蒸发残留物的各项技术指标试验检测，再根据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中沥青弹性恢复试验对蒸发残留物进行形状记忆性能检测，基于试验结果综合分析，确定乳化沥青中形状记忆聚氨酯与水性环氧树脂的最佳比例，制备具有形状记忆性能的环氧改性乳化沥青。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113526906A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 郑州中科新兴产业技术研究院 一种潜伏固化冷拌冷铺沥青混合料的制备方法和应用
CN113860800A (zh) * 2021-10-21 2021-12-31 郑州大学 一种压敏早强型微胶囊冷拌沥青混合料及其制备方法
CN116063859A (zh) * 2023-03-07 2023-05-05 内蒙古大学 一种高海拔寒区路面裂缝修复用新材料及其制备方法
CN116178975A (zh) * 2023-03-10 2023-05-30 南京林业大学 一种氢化环氧树脂改性乳化沥青的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102321372A (zh) * 2011-07-07 2012-01-18 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司 一种水性聚氨酯环氧树脂改性乳化沥青
CN107418233A (zh) * 2017-08-23 2017-12-01 南京林业大学 提高雾封层用乳化沥青形状记忆性能的改性方法
CN108192363A (zh) * 2017-11-22 2018-06-22 北京建筑大学 一种水性环氧树脂改性乳化沥青的制备技术及其低温性能改善方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102321372A (zh) * 2011-07-07 2012-01-18 重庆鹏方路面工程技术研究院有限公司 一种水性聚氨酯环氧树脂改性乳化沥青
CN107418233A (zh) * 2017-08-23 2017-12-01 南京林业大学 提高雾封层用乳化沥青形状记忆性能的改性方法
CN108192363A (zh) * 2017-11-22 2018-06-22 北京建筑大学 一种水性环氧树脂改性乳化沥青的制备技术及其低温性能改善方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
姜晨光: "《普通高等院校土木工程专业"十三五"规划教材 土木工程材料学》", 31 July 2017, 中国建材工业出版社 *
雪彦鹏等: "微表处用水性环氧改性乳化沥青的性能研究", 《筑路机械与施工机械化》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113526906A (zh) * 2021-07-15 2021-10-22 郑州中科新兴产业技术研究院 一种潜伏固化冷拌冷铺沥青混合料的制备方法和应用
CN113860800A (zh) * 2021-10-21 2021-12-31 郑州大学 一种压敏早强型微胶囊冷拌沥青混合料及其制备方法
CN113860800B (zh) * 2021-10-21 2023-02-03 郑州大学 一种压敏早强型微胶囊冷拌沥青混合料及其制备方法
CN116063859A (zh) * 2023-03-07 2023-05-05 内蒙古大学 一种高海拔寒区路面裂缝修复用新材料及其制备方法
CN116063859B (zh) * 2023-03-07 2023-06-06 内蒙古大学 一种高海拔寒区路面裂缝修复用材料及其制备方法
CN116178975A (zh) * 2023-03-10 2023-05-30 南京林业大学 一种氢化环氧树脂改性乳化沥青的制备方法

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