CN113025066B - 一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法，该沥青，包括如下重量份数的原料：基质沥青100份、双酚A环氧树脂1～8份、聚乙烯蜡0～5份、特种沥青0～30份、聚醚多元醇0～10份、乳化剂0～1份、增稠剂0～0.3份、盐酸0～0.5份、助剂0～0.3份、水100份。采用聚乙烯蜡降粘环氧改性沥青至0‑0.3Mpa，显著提高乳化沥青蒸发残留物的PG等级和60℃的粘结力，且具有加大的产业上的利用价值。

Description

一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青及其制备方法，特别涉及一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法。
背景技术
乳化沥青作为防水粘结层在公路工程中得到广泛应用。但是，喷洒一层乳化沥青后，在施工摊铺沥青时，车轮、摊铺机碾压在薄薄一层破乳后沥青上，在重力作用下，沥青粘附在车轮上，从而造成对防水粘结层的破坏，达不到理想的防水效果，特别是要求高的桥面防水粘结层，会影响到施工质量，进而影响路面的耐久性。为了解决上述问题，开发与路面粘结强度高且抗施工损伤的不粘轮乳化沥青，具有很深研究的意义和极高的应用价值。
不粘轮粘层乳化沥青是近年提出的一种新产品，关于不粘轮粘层乳化沥青国内外公开的相关技术资料较少，总结归纳起来：目前现有技术主要采用两种方案制备不粘轮乳化沥青，方案一：采用硬质沥青制备不粘轮乳化沥青(US Patent：7357594)，但是该方法制备不粘轮乳化沥青蒸发残留物较脆，低温延度不足，使用一段时间后，沥青路面出现脱皮，两层分离现象，因此采用该方法制备不黏轮乳化沥青在美国逐渐被淘汰。方案二：采用SBS改性低标号沥青复配温拌剂制备改性沥青，然后采用特殊乳化剂对改性沥青进行乳化制备不粘轮乳化沥青(US Patent：20130104776)，但是该方法制备不粘轮乳化沥青虽然对沥青低温性能有所改善，但是制备不粘轮乳化沥青低温性能依然不能达到我国目前使用粘层乳化沥青低温性能。中国的研究主要集中于研究采用改性硬质沥青乳化制备不粘轮乳化沥青(CN201410671423)，存在沥青粘结性能差、低温性能不足等问题。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青及其制备方法。
技术方案：本发明提供一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青，包括如下重量份数的原料：基质沥青100份、双酚A环氧树脂1～8份、聚乙烯蜡0～5份、特种沥青0～30份、聚醚多元醇0～10份、乳化剂0～1份、增稠剂0～0.3份、盐酸0～0.5份、助剂0～0.3份、水100份。
进一步地，所述基质沥青为双龙70#沥青、SK70#沥青、西太70#沥青、GS70#沥青、镇海70#沥青、克拉玛依70#沥青。
进一步地，所述双酚A环氧树脂为双酚A环氧树脂E51和NPEL128。
进一步地，所述聚乙烯蜡熔点为80℃～145℃。
进一步地，所述聚醚多元醇相对分子量为3000～6000，且羟基与环氧基的摩尔比为为1/1～1/3。
进一步地，所述特种沥青为岩沥青、湖沥青、氧化沥青、磺化沥青、0#沥青或10#沥青。
进一步地，所述乳化剂为阿克苏4819、1831或18331。
进一步地，所述助剂为三氟化硼、三苯基膦或三乙醇胺；增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、CaCl2、NH4Cl中的一种或者任意两种的混合物。
进一步地，其洒布量为0.3kg/m2～0.6kg/m2。
所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：
(1)母体沥青制备：将基质沥青加热到175℃以上，然后向基质沥青中加入双酚A环氧树脂、聚乙烯蜡、特种沥青和聚醚多元醇，搅拌混合均匀后得到母体沥青；
(2)皂液制备：分别将乳化剂和增稠剂加入到水中，搅拌混合后，用盐酸调节pH值至2～2.5备用；
(3)将温度为40℃～60℃的皂液和温度为160℃～180℃的母体沥青混合，进行研磨、乳化，制得目标产物。
有益效果：环氧由于在沥青中会显著增大沥青粘度，造成沥青难以乳化，本发明专利采用聚乙烯蜡降粘环氧改性沥青至0-0.3Mpa，满足乳化条件，由于环氧形成水性环氧所需乳化剂与沥青乳化剂不同，所以本技术采用环氧乳化剂和沥青乳化沥青复配满足制备水性环氧和水性沥青乳液是本发明一个特点。本发明采用环氧树脂作为改性剂制备不粘轮乳化沥青，所制备不粘轮乳化沥青蒸发残留物的软化点较高，达到90℃以上，60℃粘度可超过10万Pa*s，达到改性沥青水平，环氧树脂可显著提升不粘轮乳化沥青的粘结强度、由于环氧树脂亲水基含有聚醚多元醇，能够提升不粘轮乳化沥青蒸发残留物的低温疲劳性能。此外，本发明沥青可显著提高乳化沥青蒸发残留物的PG等级和60℃的粘结力，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
具体实施方式
实施例1
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的双龙70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，然后分别将3份的双酚A环氧树脂E51、20份磺化沥青粉、4份的熔滴点为99℃的聚乙烯蜡和4份相对分子量为3000的聚醚多元醇加入到双龙70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为0.45。
2)分别将1份的美德LA、0.04份的三氟化硼络合物和0.01份的羧甲基纤维素钠加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.3份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到55℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.4Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表1所示：
表1实施例1制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000031
Figure BDA0002938137870000041
实施例2
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的SK70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，然后分别将4.5份的双酚A环氧树脂NPEL128、18份氧化沥青粉、3份的熔滴点为115℃的聚乙烯蜡和7份相对分子量为4500的聚醚多元醇加入到SK70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为0.53。
2)分别将2份的阴离子沥青乳化剂BH-Y、0.06份的三苯基膦和0.02份的羟丙基甲基纤维素加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.3份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到58℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.5Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表2所示：
表2实施例2制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000042
Figure BDA0002938137870000051
实施例3
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的西太70#沥青加热到180℃，开启搅拌器，然后分别将2.7份的双酚A环氧树脂E51、22份布墩岩沥青沥青粉、1份的熔滴点为123℃的聚乙烯蜡和15份相对分子量为6000的聚醚多元醇加入到西太70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为0.6。
2)分别将1.5份的SM-LY-102阴离子沥青乳化剂、0.015份的羟丙基纤维素钠和0.06份的三乙醇胺加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.4份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到55℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.6Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表3所示：
表3实施例3制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000052
Figure BDA0002938137870000061
实施例4
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的GS70#沥青加热到165℃，开启搅拌器，然后分别将8份的双酚A环氧树脂NPEL128、30份湖沥青、5份的熔滴点为138℃的聚乙烯蜡和10份相对分子量为3000的聚醚多元醇加入到GS70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为1/3。
2)分别将1.7份的美德LA、0.3份的CaCl2和0.3份的三氟化硼络合物加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.5份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到55℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.45Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表4所示：
表4实施例4制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000062
Figure BDA0002938137870000071
实施例5
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的镇海70#沥青加热到165℃，开启搅拌器，然后分别将7份的双酚A环氧树脂E51、25份0#沥青粉、5份的熔滴点为145℃的聚乙烯蜡和8份相对分子量为4500的聚醚多元醇加入到镇海70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为1。
2)分别将2.5份的阴离子沥青乳化剂BH-Y、0份的NH4C1和0.2份的三苯基膦加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.37份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到55℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.4kg/m2，后测拉拔，技术指标如表5所示：
表5实施例5制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000081
实施例6
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的克拉玛依70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，然后分别将5份的双酚A环氧树脂NPEL128、32份10#沥青、2.7份的熔滴点为82℃的聚乙烯蜡和9份相对分子量为6000的聚醚多元醇加入到克拉玛依70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为0.94。
2)分别将2.2份的SM-LY-102阴离子沥青乳化剂、0.005份的羧乙基纤维素钠和0.27份的三乙醇胺加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.28份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到55℃、改性沥青加热到180℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至4500r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.3Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表6所示：
表6实施例6制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000091
Figure BDA0002938137870000101
实施例7
本发明环氧树脂型粘层用不粘轮乳化沥青的制备方法，步骤如下：
1)将100份的镇海70#沥青加热到175℃，开启搅拌器，然后分别将1份的双酚A环氧树脂E51、18份磺化沥青粉、4.3份的熔滴点为117℃的聚乙烯蜡和2份相对分子量为3000的聚醚多元醇加入到镇海70#沥青中搅拌30分钟得到母体沥青，其中n羟基/n环氧基为0.76。
2)分别将1.8份的美德LA、0.02份的羧甲基纤维素钠和0.17份的三氟化硼络合物加入到100份的中水搅拌至完全溶解，然后采用0.29份40％NaOH溶液溶液调节pH至至10-10.5制备出皂液。
3)将皂液加热到50℃、改性沥青加热到160℃，开启道威施胶体磨，将磨头转速调高至3000r/min，然后按照改性沥青与皂液质量比为1∶1进行乳化制备出高性能改性沥青。
制备不粘轮乳化沥青洒布量为0.5Kg/m2，后测拉拔，技术指标如表7所示：
表7实施例7制备不粘轮沥青的技术指标测试结果
Figure BDA0002938137870000102
Figure BDA0002938137870000111
本发明采用热塑性弹性体作为调节沥青低温性能的改性剂，制备的不粘轮乳化沥青蒸发残留物软化点高达90℃以上。60℃布氏黏度大于100000Pa*s，PG分级较高，粘结强度较大。

Claims (7)

1.一种环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：包括如下重量份数的原料：基质沥青100份、双酚A环氧树脂1~8份、聚乙烯蜡1~8份、特种沥青18~30份、聚醚多元醇2~15份、乳化剂1~3份、增稠剂0~0.3份、氢氧化钠0~0.5份、助剂0.04~0.3份、水100份；
所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青的制备方法，包括如下步骤：
（1）母体沥青制备：将基质沥青加热到175℃以上，然后向基质沥青中加入双酚A环氧树脂、聚乙烯蜡、特种沥青和聚醚多元醇，搅拌混合均匀后得到母体沥青；
（2）皂液制备：分别将乳化剂和增稠剂加入到水中，搅拌混合后，用氢氧化钠调节pH值至10~10.5备用；
（3）将温度为40oC~60oC的皂液和温度为160oC~180oC的母体沥青混合，进行研磨、乳化，制得目标产物；
所述乳化剂为美德LA、阴离子沥青乳化剂BH-Y及SM-LY-102阴离子沥青乳化剂。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述基质沥青为双龙70#沥青、SK70#沥青、西太70#沥青、GS70#沥青、镇海70#沥青、克拉玛依70#沥青。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述双酚A环氧树脂为双酚A环氧树脂E51和NPEL128。
4.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述聚乙烯蜡熔点为80oC~145oC。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述聚醚多元醇相对分子量为3000~6000，且羟基与环氧基的摩尔比为为1/1~1/3。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述特种沥青为岩沥青、湖沥青、氧化沥青、磺化沥青、0#沥青或10#沥青。
7.根据权利要求1所述的环氧树脂型不粘轮乳化沥青，其特征在于：所述助剂为三氟化硼、三苯基膦或三乙醇胺；增稠剂为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素中的一种或者任意两种的混合物。
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