CN115141494A - 一种应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法，涉及沥青配料技术领域，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯30‑50份、粘土40‑70份、聚丙烯酸钠1‑3份、海藻酸钠5‑10份、聚乙烯醇1‑3份、聚丙烯酰胺2‑4份、硅凝胶5‑15份、羟甲基纤维素2‑4份、羟乙基纤维素2‑4份、硅粉20‑60份；本发明利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，由于粘土、硅粉的特性，增强沥青的强度，配合胶质、硅凝胶的粘接性能，提高沥青的稠度，配合聚醚型聚氨酯提高沥青的耐水性、耐碱性，综上，在增加沥青稠度的同时，全方位提升其耐压性能，不易开裂损坏。
Description
技术领域
本发明涉及沥青配料技术领域，尤其涉及一种应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法。
背景技术
沥青路面因其在行车舒适性、使用性能、建设速度以及维护便利等方面的明显优势，已经成为我国公路路面建设领域最主要的组成部分，随着交通量的持续提升及普遍存在的超载运输情况，加之气候和自然环境十分复杂，种种原因造成了大量的新建公路早期破坏现象；
沥青的性能是决定路面质量和使用寿命的关键因素，普通沥青对温度敏感，高温易流淌，低温呈脆性，越来越不能满足现阶段高速公路对沥青的要求；普通沥青用作路面材料时，由于其粘度稠度不足，长时间受外界压力后容易导致路面出现松散、车辙、坑槽、剥离等病害，现有技术中，如申请号201010589416.3公开了“强粘结性乳化改性沥青及其制备方法”，并具体公开了：将乳化剂、稳定剂和增稠剂加入到水中制备皂液；将改性沥青和皂液用胶体磨均匀分散得到乳化改性沥青，解决了常用超薄磨耗层用粘层油粘结效果不好、石屑封层易泛油和强度低的技术问题；然而，上述技术中，增稠剂主要依靠甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素或甲基羟乙基纤维素，仅仅起到粘接的作用，不具备基体，粘接强度有限，而且这些材料多为有毒物，污染环境，因此，本发明提出一种应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法，该应用于改性沥青生产的增稠剂及其制备方法在增加沥青稠度的同时，全方位提升其耐压性能，不易开裂损坏。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种应用于改性沥青生产的增稠剂，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯30-50份、粘土40-70份、聚丙烯酸钠1-3份、海藻酸钠5-10份、聚乙烯醇1-3份、聚丙烯酰胺2-4份、硅凝胶5-15份、羟甲基纤维素2-4份、羟乙基纤维素2-4份、硅粉20-60份。
进一步改进在于：包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯40份、粘土60份、聚丙烯酸钠2份、海藻酸钠8份、聚乙烯醇2份、聚丙烯酰胺3份、硅凝胶10份、羟甲基纤维素3份、羟乙基纤维素3份、硅粉50份。
进一步改进在于：所述粘土选择膨润土。
一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将海藻酸钠投入搅拌机中，加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，直至蒸干水分获得熔融状物；
步骤二：将熔融状物放入灭菌锅中进行灭菌，灭菌后过筛，去除其中的残留块状物，获得胶质；
步骤三：将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，在常温下将其放入容器进行搅拌均质，获得基体；
步骤四：将胶质、基体加热混合并保温，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，升温混合并保温，同时通入惰性气体；
步骤五：对混合物进行超声波均质，然后真空冷却，获得成品，灌入储罐中进行保存。
进一步改进在于：所述步骤一中，将海藻酸钠投入搅拌机中，在50-60℃下加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，在100-120℃下进行蒸发，直至蒸干水分成熔融状物。
进一步改进在于：所述步骤二中，灭菌完成后，待其冷却到常温，加入稳定剂，然后过100-140目筛，去除其中的残留块状物。
进一步改进在于：所述步骤三中，将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，均质时，利用超声波发生器进行均质处理3-5min，并控制超声波发生器压强为1.12-1.15MPa。
进一步改进在于：所述步骤四中，将胶质、基体加热混合，升温至110-140℃，保温1-3小时，反应的压力为-0.95至-0.98MPa，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素进行混合，升温至110-145℃，保温2-6小时，并在常压下通入惰性气体。
进一步改进在于：所述步骤五中，对混合物进行超声波均质，利用超声波分散器进行均质处理5-8min，并控制超声波分散器内压强为1.15-1.18MPa，然后在-0.3-0.7MPa的真空作用下冷却，获得成品。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，由于粘土、硅粉的特性，增强沥青的强度，配合胶质、硅凝胶的粘接性能，提高沥青的稠度，配合聚醚型聚氨酯提高沥青的耐水性、耐碱性，综上，在增加沥青稠度的同时，全方位提升其耐压性能，不易开裂损坏。
2、本发明主要利用胶质作为增稠原料，配合小比例的聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素辅助，以天然原料为主，以小比例化学成分为辅，污染更小，使用安全。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯30份、粘土40份、聚丙烯酸钠1份、海藻酸钠5份、聚乙烯醇1份、聚丙烯酰胺2份、硅凝胶5份、羟甲基纤维素2份、羟乙基纤维素2份、硅粉20份，所述粘土选择膨润土。
根据图1所示，本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
将海藻酸钠投入搅拌机中，在55℃下加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，在120℃下进行蒸发，直至蒸干水分获得熔融状物；
将熔融状物放入灭菌锅中进行灭菌，待其冷却到常温，加入稳定剂，灭菌后过筛，过100-140目筛，去除其中的残留块状物，获得胶质；利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，提高沥青的稠度，天然原料，无毒无害；
将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，在常温下将其放入容器进行搅拌均质，利用超声波发生器进行均质处理4min，并控制超声波发生器压强为1.14MPa，获得基体；利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，由于粘土、硅粉的特性，增强增稠剂自身的强度，在加入沥青中进一步提高其强度，再加上聚醚型聚氨酯的疏水性能，提高沥青的耐水性、耐碱性；
将胶质、基体加热混合，升温至110-140℃，保温2小时，反应的压力为-0.95至-0.98MPa，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素进行混合，升温至110-145℃，保温4小时，并在常压下通入惰性气体，氮气；小比例的聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，在颗粒之间起链接架桥作用，辅助粒子相互结合，以天然原料为主，以小比例化学成分为辅，污染更小；且混合的过程中，通入惰性气体，减少氧化反应；
对混合物进行超声波均质，利用超声波分散器进行均质处理5-8min，并控制超声波分散器内压强为1.17MPa，然后在-0.3-0.7MPa的真空作用下冷却，获得成品，灌入储罐中进行保存。
实施例二
本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯40份、粘土60份、聚丙烯酸钠2份、海藻酸钠8份、聚乙烯醇2份、聚丙烯酰胺3份、硅凝胶10份、羟甲基纤维素3份、羟乙基纤维素3份、硅粉50份，所述粘土选择膨润土。
根据图1所示，本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
将海藻酸钠投入搅拌机中，在55℃下加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，在120℃下进行蒸发，直至蒸干水分获得熔融状物；
将熔融状物放入灭菌锅中进行灭菌，待其冷却到常温，加入稳定剂，灭菌后过筛，过100-140目筛，去除其中的残留块状物，获得胶质；利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，提高沥青的稠度，天然原料，无毒无害；
将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，在常温下将其放入容器进行搅拌均质，利用超声波发生器进行均质处理4min，并控制超声波发生器压强为1.14MPa，获得基体；利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，由于粘土、硅粉的特性，增强增稠剂自身的强度，在加入沥青中进一步提高其强度，再加上聚醚型聚氨酯的疏水性能，提高沥青的耐水性、耐碱性；
将胶质、基体加热混合，升温至110-140℃，保温2小时，反应的压力为-0.95至-0.98MPa，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素进行混合，升温至110-145℃，保温4小时，并在常压下通入惰性气体，氮气；小比例的聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，在颗粒之间起链接架桥作用，辅助粒子相互结合，以天然原料为主，以小比例化学成分为辅，污染更小；且混合的过程中，通入惰性气体，减少氧化反应；
对混合物进行超声波均质，利用超声波分散器进行均质处理5-8min，并控制超声波分散器内压强为1.17MPa，然后在-0.3-0.7MPa的真空作用下冷却，获得成品，灌入储罐中进行保存。
实施例三
本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯50份、粘土70份、聚丙烯酸钠3份、海藻酸钠10份、聚乙烯醇3份、聚丙烯酰胺4份、硅凝胶15份、羟甲基纤维素4份、羟乙基纤维素4份、硅粉60份，所述粘土选择膨润土。
根据图1所示，本实施例提出了一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，包括以下步骤：
将海藻酸钠投入搅拌机中，在55℃下加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，在120℃下进行蒸发，直至蒸干水分获得熔融状物；
将熔融状物放入灭菌锅中进行灭菌，待其冷却到常温，加入稳定剂，灭菌后过筛，过100-140目筛，去除其中的残留块状物，获得胶质；利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，提高沥青的稠度，天然原料，无毒无害；
将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，在常温下将其放入容器进行搅拌均质，利用超声波发生器进行均质处理4min，并控制超声波发生器压强为1.14MPa，获得基体；利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，由于粘土、硅粉的特性，增强增稠剂自身的强度，在加入沥青中进一步提高其强度，再加上聚醚型聚氨酯的疏水性能，提高沥青的耐水性、耐碱性；
将胶质、基体加热混合，升温至110-140℃，保温2小时，反应的压力为-0.95至-0.98MPa，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素进行混合，升温至110-145℃，保温4小时，并在常压下通入惰性气体，氮气；小比例的聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，在颗粒之间起链接架桥作用，辅助粒子相互结合，以天然原料为主，以小比例化学成分为辅，污染更小；且混合的过程中，通入惰性气体，减少氧化反应；
对混合物进行超声波均质，利用超声波分散器进行均质处理5-8min，并控制超声波分散器内压强为1.17MPa，然后在-0.3-0.7MPa的真空作用下冷却，获得成品，灌入储罐中进行保存。
根据实施例一、实施例二和实施例三可以得出，本发明通过如下质量比成份：聚醚型聚氨酯30-50份、粘土40-70份、聚丙烯酸钠1-3份、海藻酸钠5-10份、聚乙烯醇1-3份、聚丙烯酰胺2-4份、硅凝胶5-15份、羟甲基纤维素2-4份、羟乙基纤维素2-4份、硅粉20-60份，制备出的增稠剂在增加沥青稠度的同时，全方位提升其耐压性能，不易开裂损坏。
验证例：
添加工艺：在沥青温度140℃±20℃区间、快速搅拌下，均匀将本发明制备的增稠剂缓慢加入沥青中(40公斤一桶的添加时间最好在10min以上)；添加完后，搅拌30-60min即可，温较低时，可提前将增稠剂桶置于沥青罐上预热，以增加产品的流动性，方便添加，在SBS改性沥青时，可在SBS改性沥青全过程添加，一般建议在添加SBS前140℃左右时基质沥青中添加，添加完后，搅拌30-60min即可，添加量根据基质沥青及产品需要达到的技术指标要求，通过实验确定添加量：一般添加量为基质沥青质量的0.2-0.8％，经过验证，可提高沥青PG等级1-2个等级，PI指数提高0.5-1；用于SBS改性沥青时，达到同等高温性能，SBS添加量减少0.52％，用于高饱和分和芳香分含量、低胶质和沥青质含量石油沥青效果更显著。
本发明利用粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合构成基体，利用海藻酸钠制成的胶质作为主要粘接物，由于粘土、硅粉的特性，增强增稠剂自身的强度，在加入沥青中进一步提高其强度，配合胶质、硅凝胶的粘接性能，提高沥青的稠度，再加上聚醚型聚氨酯的疏水性能，提高沥青的耐水性、耐碱性，综上，在增加沥青稠度的同时，全方位提升其耐压性能，不易开裂损坏。且本发明的配方中，主要利用胶质作为增稠原料，天然原料，无毒无害，配合小比例的聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，在颗粒之间起链接架桥作用，辅助粒子相互结合，综上，以天然原料为主，以小比例化学成分为辅，污染更小，使用安全。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种应用于改性沥青生产的增稠剂，其特征在于，包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯30-50份、粘土40-70份、聚丙烯酸钠1-3份、海藻酸钠5-10份、聚乙烯醇1-3份、聚丙烯酰胺2-4份、硅凝胶5-15份、羟甲基纤维素2-4份、羟乙基纤维素2-4份、硅粉20-60份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂，其特征在于：包括如下质量比成份：聚醚型聚氨酯40份、粘土60份、聚丙烯酸钠2份、海藻酸钠8份、聚乙烯醇2份、聚丙烯酰胺3份、硅凝胶10份、羟甲基纤维素3份、羟乙基纤维素3份、硅粉50份。
3.根据权利要求1所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂，其特征在于：所述粘土选择膨润土。
4.一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将海藻酸钠投入搅拌机中，加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，直至蒸干水分获得熔融状物；
步骤二：将熔融状物放入灭菌锅中进行灭菌，灭菌后过筛，去除其中的残留块状物，获得胶质；
步骤三：将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，在常温下将其放入容器进行搅拌均质，获得基体；
步骤四：将胶质、基体加热混合并保温，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素，升温混合并保温，同时通入惰性气体；
步骤五：对混合物进行超声波均质，然后真空冷却，获得成品，灌入储罐中进行保存。
5.根据权利要求4所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，将海藻酸钠投入搅拌机中，在50-60℃下加入去离子水进行搅拌，搅拌后进行蒸发，在100-120℃下进行蒸发，直至蒸干水分成熔融状物。
6.根据权利要求5所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，灭菌完成后，待其冷却到常温，加入稳定剂，然后过100-140目筛，去除其中的残留块状物。
7.根据权利要求6所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，将粘土、聚醚型聚氨酯、硅凝胶和硅粉混合，均质时，利用超声波发生器进行均质处理3-5min，并控制超声波发生器压强为1.12-1.15MPa。
8.根据权利要求7所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，将胶质、基体加热混合，升温至110-140℃，保温1-3小时，反应的压力为-0.95至-0.98MPa，然后向其中加入聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羟甲基纤维素和羟乙基纤维素进行混合，升温至110-145℃，保温2-6小时，并在常压下通入惰性气体。
9.根据权利要求8所述的一种应用于改性沥青生产的增稠剂的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，对混合物进行超声波均质，利用超声波分散器进行均质处理5-8min，并控制超声波分散器内压强为1.15-1.18MPa，然后在-0.3-0.7MPa的真空作用下冷却，获得成品。
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