CN113136087A - 一种温拌沥青用高降粘性温拌剂 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及沥青改性技术领域，具体公开了一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂由包含以下重量份的原料制成：5‑10份第一降粘基料、0.1‑0.5份树脂粉和0.5‑1.5份稳定基料；所述第一降粘基料为油醇，所述稳定基料为油醇的环氧化衍生物。本申请的温拌沥青用高降粘性温拌剂能够有效提高温拌剂的降粘性。

Description

一种温拌沥青用高降粘性温拌剂
技术领域
本申请涉及沥青改性技术领域，更具体地说，它涉及一种温拌沥青用高降粘性温拌剂。
背景技术
传统的沥青路面施工方法为热拌沥青混合料法，在拌合、运输与施工的过程中会排放一些可见或者不可见的污染物，引起温室效应等环境问题，对人身健康造成危害。为了降低能耗和减少废气排放量，人们开始研制节能环保的温拌沥青混合料。相关技术中，制备温拌沥青混合料采用的温拌技术主要分为以下三种：
(1)有机降粘型温拌技术，使用有机降粘剂降低热沥青拌合时的粘度，有机降粘剂以蜡或酯类为主。这种温拌技术不需对原有拌合系统进行改造，设备成本较低。
(2)发泡沥青降粘温拌技术，通过水或有机发泡剂发泡沥青来降低沥青的粘度。这种温拌技术需要增加沥青泡沫生成系统，投资较大。
(3)乳化分散沥青降粘技术，与前两种不同，通过乳化技术降低沥青粘度。这种温拌技术需要对设备进行改造，设置专用温拌添加剂使用管线。
针对上述中的相关技术，申请人认为温拌剂研究开发很多，但温拌剂的降粘性不理想，很大程度制约了温拌沥青的推广和应用。
发明内容
为了提高温拌沥青用温拌剂的降粘性，本申请提供一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，采用如下的技术方案：
一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂由包含以下重量份的原料制成：5-10份第一降粘基料、0.1-0.5份树脂粉和0.5-1.5份稳定基料；所述第一降粘基料为油醇，所述树脂粉包含石油树脂或酚醛树脂中任意一种，所述稳定基料为油醇的环氧化衍生物。
通过采用上述技术方案，由于采用油醇作为第一降粘基料添加至温拌剂中，温拌剂与温拌沥青进行拌和，树脂粉的加入用以改善油醇对沥青低温性能的影响，稳定基料用以提高所述温拌剂的稳定性，而油醇具有良好的润滑性，进而有效提高了温拌沥青的润滑性，从而有效降低了温拌沥青的粘度，有效降低了温拌沥青的拌和温度。
优选的，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂还包括1-5份第二降粘基料，所述第二降粘基料由丙烯酰胺和芳烃油按质量比1:5-6混合制成。
通过采用上述技术方案，由于采用丙烯酰胺和芳香油的混合物作为第二降粘基料添加至温拌剂中，温拌剂与温拌沥青进行拌和，第一方面，芳烃油具有良好的相容性，其自身能够在沥青中分散较均匀，同时有助于树脂粉在沥青中的混合与分散；第二方面，芳香油相较于沥青具有较低的粘度，因此，将其添加至沥青中有助于降低沥青的粘度。而丙烯酰胺的有氧供体和氢键受体可以与胶质、沥青质作用，形成氢键，使降粘分子具有较强的渗透性，具有降粘效果的油醇分子和芳香油分子可凭借其形成的氢键渗入沥青质聚集体中，从而与第一降粘基料协同作用，进一步提高了温拌剂的降粘性。
优选的，所述油醇的环氧化衍生物为环氧硬脂酰丙烯酸酯。
通过采用上述技术方案，环氧硬脂酰丙烯酸酯沸点高，因此将其添加至温拌剂中能够有效增加温拌剂的稳定性，同时环氧硬脂酰丙烯酸酯本身具有较低的粘度，因此进一步提高了温拌剂的降粘性。
优选的，所述树脂粉包括由具有分散性的分散基料改性后的石油树脂。
通过采用上述技术方案，由于采用具有分散性的分散基料改性后的石油树脂添加至温拌剂中，因此，石油树脂或酚醛树脂能够均匀分散在温拌剂中，与油醇形成良好的结合。而相较于采用酚醛树脂添加至温拌剂中，采用石油树脂添加至温拌剂中使温拌剂对酸碱具有化学稳定性，并有能够有效降低温拌剂的粘性和调节温拌剂的热稳定性。
优选的，所述分散基料包括硬脂酰胺。
通过采用上述技术方案，硬脂酰胺一方面能够有效提高石油树脂在温拌剂中的分散性，另一方面硬脂酰胺与油醇并用能够协同改善温拌剂的润滑性和热稳定性，从而进一步有效提高温拌剂的降粘性。
优选的，所述树脂粉的质量为温拌剂质量的1%-2%，所述树脂粉的细度为30-40目。
通过采用上述技术方案，由于树脂粉的质量为温拌剂质量的1%-2%，树脂粉能够与温拌剂和沥青产生良好的协同作用，达到较佳的协同降凝降粘效果；而树脂粉的细度越小，温拌时的粘度越大，30-40目细度的树脂粉能够有效降低温拌时的粘度，从而有效提高了温拌剂的降粘性。
优选的，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂的制备方法包括如下步骤：先取5-10份第一降粘基料和1-5份第二降粘基料混合后，恒温搅拌处理3-5min得温拌基液；再向温拌基液中依次加入0.1-0.5份的树脂粉和0.5-1.5份的稳定基料，恒温搅拌10-20min后，得温拌剂。
通过采用上述技术方案，先将第一降粘基料和第二降粘基料混合搅拌得温拌基液，有助于第二降粘基料中的丙烯酰胺与芳烃油和油醇形成良好的结合，从而有助于提高降粘分子的渗透性；然后再向温拌基液中加入树脂粉和稳定基料进行搅拌，从而有助于各组分混合均匀，使各组分形成稳定良好的结合。
优选的，所述恒温搅拌处理的温度为15-45℃、搅拌速率为60-80r/min。
由于油醇在加热时易产生刺激性气味的气体，且搅拌速度较快会使油醇发泡而不便于温拌剂的制备，通过采用上述技术方案，能够有效减少温拌剂制备时产生的刺激性气味的气体，同时在低速搅拌速率下不易使温拌剂发泡，从而便于温拌剂的制备。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用油醇作为第一降粘基料添加至温拌剂中，温拌剂与温拌沥青进行拌和，油醇具有良好的润滑性，从而有效提高了温拌沥青的润滑性，进而有效降低了温拌沥青的粘度，有效降低了温拌沥青的拌和温度。
2、本申请中优选采用丙烯酰胺和芳香油的混合物作为第二降粘基料添加至温拌剂中，芳香油具有较低的粘度，因此，将其添加至沥青中有助于降低沥青的粘度；而丙烯酰胺的有氧供体和氢键受体可以与胶质、沥青质作用，形成氢键，使降粘分子具有较强的渗透性，从而与第一降粘基料协同作用，进一步提高了温拌剂的降粘性。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例中，所用的仪器设备和原料辅料如下所示，但不以此为限：
机器：粘度计为上海方瑞仪器有限公司的NDJ-T系列旋转粘度计，针入度仪为厦门休辰仪器有限公司的SX-11PEM针入度计。
药品：青田新材料公司的DH-6530S分散剂、临沂金太阳贸易有限公司的JTY-F3稳定剂、济南晟轩化工有限公司的工业级五水偏硅酸钠、麦克林公司的A800659丙烯酰胺、武汉曙尔生物科技有限公司的BT-20200913硬脂酰胺和广东滃江化学试剂有限公司的油醇。
第二降粘基料的制备
制备例1
取10kg丙烯酰胺和50kg芳烃油混合后，在常温下以80r/min的转速搅拌15min，得第二降粘基料1。
制备例2
取10kg丙烯酰胺和55kg芳烃油混合后，在常温下以80r/min的转速搅拌15min，得第二降粘基料2。
制备例3
取10kg丙烯酰胺和60kg芳烃油混合后，在常温下以80r/min的转速搅拌15min，得第二降粘基料3。
树脂粉的制备
制备例4
取5kg硬脂酰胺和10kg细度为30目的石油树脂混合后研磨10min，得改性石油树脂，得树脂粉1。
制备例5
取5kg硬脂酰胺和10kg细度为35目的石油树脂混合后研磨10min，得改性石油树脂；取10kg丙烯酰胺和20kg改性石油树脂混合后研磨20min，得树脂粉2。
制备例6
取5kg硬脂酰胺和10kg细度为40目的石油树脂混合后研磨10min，得改性石油树脂；取10kg丙烯酰胺和20kg改性石油树脂混合后研磨20min，得树脂粉3。
稳定基料的制备
制备例7
取10kg油醇和20kg丙烯酸混合后，在20℃下以60r/min的搅拌速率反应30min后，滴加体积分数为25%的氨水溶液调节pH至中性，静置24h取下层液，得环氧硬脂酰丙烯酸酯，即稳定基料1。
实施例
实施例1
以下以实施例1为例进行说明，一种温拌沥青用高降粘性温拌剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、取50kg油醇和10kg第二降粘基料混合后，在15-45℃下以60-80r/min的速率恒温搅拌3-5min，得温拌基液；
S2、向温拌基液中依次加入1kg树脂粉和5kg的稳定基料后，在15-45℃下以60-80r/min的速率搅拌10-20min，得温拌剂。
实施例2-7
如表1所示，实施例2-7的温拌沥青用高降粘性温拌剂的主要区别在于其原料配比、制备参数如表1所示，其余制备步骤和制备环境均与实施例1相同。
表1实施例1～7各原料组分配比表
Figure DEST_PATH_IMAGE002
实施例8-10
如表2所示，与实施例6相比，实施例8-10的温拌沥青用高降粘性温拌剂主要区别在于温拌剂制备过程中的工艺参数如下表表2所示。
表2实施例8-10各工艺参数表
Figure DEST_PATH_IMAGE004
对比例
如表3所示，与实施例6相比，对比例1-4的温拌沥青用高降粘性温拌剂的主要区别在于其原料组分如表3所示，其余制备步骤和制备环境均与实施例6相同。
对比例1：采用市售的木质素磺酸钠代替实施例6中的油醇，其余制备条件和组分配比均与实施例6相同。
对比例2：取10kg硅酸钠和55kg芳烃油混合后，在常温下以80r/min的转速搅拌15min，得第二降粘基料4，以代替实施例6中采用的第二降粘基料2，其余制备条件和组分配比均与实施例6相同。
对比例3：取5kg市售的分散剂和10kg细度为35目的石油树脂混合后研磨10min，得树脂粉4以代替实施例6中采用的树脂粉2，其余制备条件和组分配比均与实施例6相同。
对比例4：取10kg市售的稳定剂代替实施例6中采用的稳定基料，其余制备条件和组分配比均与实施例6相同。
表3对比例1-4各原料组分配比表
Figure DEST_PATH_IMAGE006
性能检测试验
检测方法/试验方法
分别将实施例1-10和对比例1-4中制备的温拌剂等质量添加至 等质量的沥青中温拌后进行性能测试，对温拌后沥青的针入度和粘度进行性能检测。
（1）针入度：沥青针入度是在规定温度（25℃）和规定时间（5s）内，附加一定重量的标准针（100g）垂直贯入沥青试样中的深度。
取恒温水槽将恒温水槽调至要求的温度25℃，将沥青试样放在有石棉垫的炉具上缓慢加热，时间不超过30min，沥青试样脱水后通过0.6滤筛过筛，得过筛沥青。将过筛沥青注入盛样皿中，高度超过针入度值10mm，室温冷却后使用针入度仪进行检测。
（2）粘度：在135℃下，根据KGB-T+10247-1988+粘度测试方法，采用粘度计对添加温拌剂温拌后的沥青进行粘度检测。
上述检测结果见表4。
表4性能检测表
Figure DEST_PATH_IMAGE008
参照表4的性能检测对比可以发现：
将实施例1-3进行对比，由于实施例2中的成分质量含量的百分比最佳，因此实施例2的针入度最大，粘度最低，说明本实施例是可行的。
将实施例4-5与实施例2进行对比，由于实施例4采用了第二降粘基料2添加至温拌剂中，而第二降粘基料2的各组分比例最佳，因此其针入度最大，粘度最低。
将实施例6-7与实施例4进行对比，由于实施例6采用了树脂粉2添加至温拌剂中，而树脂粉2的各组分比例最佳，因此其针入度最大，粘度最低，实施例6为最佳方案。
将实施例8-10进行对比，由于实施例9的各工艺参数最佳，因此实施例9的针入度最大，粘度最低。
将对比例1与实施例6进行对比，由于对比例采用第一降粘基料2代替第一降粘基料1添加至温拌剂中，其针入度有所减小，粘度有所增大，这说明本申请采用第一降粘基料1添加至温拌剂中有效提高了温拌剂的降粘性。
将对比例2与实施例6进行对比，由于对比例采用第二降粘基料4代替第二降粘基料2添加至温拌剂中，其针入度有所减小，粘度有所增大，这说明本申请采用第二降粘基料2添加至温拌剂中有效提高了温拌剂的降粘性。
将对比例3与实施例6进行对比，由于对比例采用树脂粉4代替树脂粉2添加至温拌剂中，其针入度有所减小，粘度有所增大，这说明本申请采用树脂粉2添加至温拌剂中有效提高了温拌剂的降粘性。
最后，将对比例4与实施例6进行对比，由于对比例采用稳定基料2代替稳定基料1添加至温拌剂中，其针入度有所减小，粘度有所增大，这说明本申请采用稳定基料1添加至温拌剂中有效提高了温拌剂的降粘性。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂由包含以下重量份的原料制成：
第一降粘基料5-10份；
树脂粉0.1-0.5份；
稳定基料0.5-1.5份；所述第一降粘基料为油醇，所述树脂粉包含石油树脂或酚醛树脂中任意一种，所述稳定基料为油醇的环氧化衍生物。
2.根据权利要求1所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述温拌沥青用高降粘性温拌剂还包括1-5份第二降粘基料，所述第二降粘基料由丙烯酰胺和芳烃油按质量比1:5-6混合制成。
3.根据权利要求1所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述油醇的环氧化衍生物为环氧硬脂酰丙烯酸酯。
4.根据权利要求1所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述树脂粉包括由具有分散性的分散基料改性后的石油树脂。
5.根据权利要求4所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述分散基料包括硬脂酰胺。
6.根据权利要求4所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述树脂粉的质量为温拌剂质量的1%-2%，所述树脂粉的细度为30-40目。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于，所述温拌沥青用高降粘性温拌剂的制备方法包括如下步骤：
S1、取5-10份第一降粘基料和1-5份第二降粘基料混合后，恒温搅拌处理3-5min得温拌基液；
S2、向温拌基液中依次加入0.1-0.5份的树脂粉和0.5-1.5份的稳定基料后，恒温搅拌10-20min，得温拌剂。
8.根据权利要求7所述的一种温拌沥青用高降粘性温拌剂，其特征在于：所述恒温搅拌处理的温度为15-45℃、搅拌速率为60-80r/min。
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CN114277677B (zh) * 2021-12-31 2024-04-26 江苏中路工程技术研究院有限公司 一种刚柔复合式钢桥面铺装结构及其铺装方法

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