CN116063810A - 一种提高储存稳定性的乳化沥青添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种提高储存稳定性的乳化沥青添加剂及其制备方法。乳化沥青添加剂包括硫磺粉、纳米碳酸钙、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、脲醛树脂和六亚甲基二异氰酸酯。该乳化沥青添加剂具有缓释功能，能够在生产完成到施工的运输过程中缓慢释放，达到稳定乳化沥青体系的效果，防止乳化沥青在储存运输过程中产生沉降，影响施工效果。稳定剂分子中具有多种活性基团，既可以与乳化沥青中乳化剂官能团交联又可以与基质沥青的羰基、羧基及羟基发生化学反应，形成立体网络结构，使沥青与乳化剂、添加剂成为一个整体，有效地防止了乳化沥青的离析，使其具有长久的储存稳定性。
Description
技术领域
本发明属于石油沥青技术领域，具体涉及乳化沥青添加剂及其制备方法。
背景技术
沥青作为一种防水防潮材料在土木、道路工程中应用广泛。
硫磺是一种炼油企业生产清洁燃料时大量产生的副产物。
目前，有将硫磺作为添加剂加入到沥青中提高沥青混合料路面抗车辙性能的技术。但该技术中硫磺改性沥青的制备和使用温度较高，会释放出大量硫化氢、二氧化硫等有毒气体，对环境和施工人员的健康危害较大。因此有人将硫磺加入到乳化沥青中，作为一种填料与乳化沥青、矿料拌和，可以在常温状态下进行施工，避免了热硫磺沥青施工过程中可能造成的着火、中毒等事故，是一种更为安全、节能和环保的施工方式，其具有传统热沥青材料不可替代的优点。
但乳化沥青是以液态形式存在，并非均相混合物，这就导致乳化沥青从生产、存储到施工使用过程中，容易出现变质、沉降。即不能长期保存，或者是已离析的乳化沥青用在路面上导致石料表面沥青膜不均匀，色泽不一致，甚至出现部分不能成型的情况。尤其加入硫磺后，由于硫磺密度大，更容易在乳化沥青的保存过程中发生沉降。因此有必要通过技术改进增强硫磺乳化沥青的储存稳定性。生产出长时间存储不变质、不沉降的乳化沥青制品，这将会大幅提高乳化沥青的使用范围，降低使用过程中因变质、沉降带来的损失，有助于降低生产成本。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种提高储存稳定性的乳化沥青添加剂及其制备方法。本发明提高储存稳定性的乳化沥青添加剂具有缓释功能，能够从生产完成到施工的运输过程中缓慢释放，达到稳定乳化沥青体系的效果，防止乳化沥青在储存运输过程中产生沉降，影响施工效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种提高储存稳定性的乳化沥青添加剂，以质量份数计，乳化沥青添加剂包括40～50份的硫磺粉，20～30份的纳米碳酸钙，2～3份的聚丙烯酰胺，3～5份的聚乙烯醇，0.5～2.5份的脲醛树脂，0.5～4份的六亚甲基二异氰酸酯。
一种所述乳化沥青添加剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将硫磺粉加入聚丙烯酰胺中乳化，加入六亚甲基二异氰酸酯预聚体；将纳米碳酸钙加入聚乙烯醇溶液中乳化然后与脲醛树脂预聚体均匀混合，；
步骤2：将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中。
进一步地，所述步骤1中，两次乳化操作为3000转/分乳化3分钟。
进一步地，所述步骤1中，加入六亚甲基二异氰酸酯预聚体后，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。
进一步地，所述步骤1中，将上述纳米碳酸钙乳化混合溶液与脲醛树脂预聚体均匀混合后超声震荡10分钟。
进一步地，所述步骤2中，将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中升温至60℃，搅拌15分钟，冷却至室温。
一种所述乳化沥青添加剂的使用方法，在乳化沥青未降温前加入占乳化沥青总量2wt％的乳化沥青添加剂后搅拌5分钟，冷却至室温备用。
有益效果：
本发明中的乳化沥青添加剂具有缓释功能，能够在生产完成后运输过程到施工过程中缓慢释放，达到稳定乳化沥青体系的效果，防止乳化沥青在储存运输过程中产生沉降，影响施工效果。稳定剂分子中的基团，既可以与乳化沥青中乳化剂官能团交联又可以与基质沥青的羰基、羧基及羟基形成立体网络结构，使沥青与乳化剂、添加剂成为一个整体，有效地防止了乳化沥青的离析，使其具有长久的储存稳定性。
具体实施方式
实施例1
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入2份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与1.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例2
将40份的硫磺粉加入2份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入0.5份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将20份纳米碳酸钙加入3份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与0.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例3
将50份的硫磺粉加入3份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入4份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将30份纳米碳酸钙加入5份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与2.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例4
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入3份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将27份纳米碳酸钙加入4.5份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与2份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例5
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入2份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与0.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例6
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入1份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与1.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
实施例7
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入2份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与0.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中，然后将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
对比例1
将等同于实施例1的质量分数的硫磺与碳酸钙加入乳化沥青中充分混合，进行性能分析，分析结果见表1。
对比例2
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将上述溶液混合获得硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
对比例3
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟，加入2份六亚甲基二异氰酸酯预聚体，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将上述溶液混合获得硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
对比例4
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中3000转/分乳化3分钟。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中3000转/分乳化3分钟，然后将之与1.5份脲醛树脂预聚体均匀混合，超声震荡10分钟。将上述硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
对比例5
将45份的硫磺粉加入2.5份的聚丙烯酰胺中，加入2份六亚甲基二异氰酸酯预聚体。将25份纳米碳酸钙加入4份的聚乙烯醇溶液中，加入1.5份脲醛树脂预聚体均匀混合。将上述溶液混合获得的硫磺、纳米碳酸钙混合液升温至60℃，搅拌15分钟充分混合，冷却至室温。
将上述方法制得的乳化沥青添加剂在乳化沥青未降温前加入搅拌5分钟后冷却至室温分析，分析结果见表1。
表1乳化沥青性质分析
Claims (8)
1.一种提高储存稳定性的乳化沥青添加剂，其特征在于，以质量份数计，乳化沥青添加剂包括40～50份的硫磺粉，20～30份的纳米碳酸钙，2～3份的聚丙烯酰胺，3～5份的聚乙烯醇，0.5～2.5份的脲醛树脂，0.5～4份的六亚甲基二异氰酸酯。
2.一种制备如权利要求1所述的乳化沥青添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将硫磺粉加入聚丙烯酰胺中乳化，加入六亚甲基二异氰酸酯预聚体；将纳米碳酸钙加入聚乙烯醇溶液中乳化然后与脲醛树脂预聚体均匀混合，
步骤2：将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中。
3.如权利要求2所述的乳化沥青添加剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，两次乳化操作为3000转/分乳化3分钟。
4.如权利要求3所述的乳化沥青添加剂的制备方法，其特征在于，步骤1中，加入六亚甲基二异氰酸酯预聚体后，升温至50℃，超声震荡10分钟，降至室温。
5.如权利要求3所述的乳化沥青添加剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，将上述纳米碳酸钙乳化混合溶液与脲醛树脂预聚体均匀混合后超声震荡10分钟。
6.如权利要求3所述的乳化沥青添加剂的制备方法，其特征在于，步骤2中，将上述硫磺、六亚甲基二异氰酸酯预聚体混合液加入纳米碳酸钙、脲醛树脂预聚体混合液中升温至60℃，搅拌15分钟，冷却至室温。
7.一种如权利要求1所述的乳化沥青添加剂或权利要求2-6任一项所述的制备方法得到的乳化沥青添加剂的使用方法，其特征在于，在乳化沥青未降温前加入占乳化沥青总量2wt％的乳化沥青添加剂备用。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于，加入乳化沥青添加剂后搅拌5分钟，冷却至室温备用。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN104559231A (zh) * | 2013-10-22 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种硫磺乳化沥青及其制备方法 |
| CN108165174A (zh) * | 2017-11-23 | 2018-06-15 | 大禹伟业(北京)国际科技有限公司 | 一种喷涂速凝橡胶沥青防水涂料及其制备和施工方法 |
| KR101994155B1 (ko) * | 2018-05-24 | 2019-06-28 | (주)한동알앤씨 | 상온아스콘 전용 유화 아스팔트 |
| CN110791108A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-02-14 | 长安大学 | 高性能硫基改性乳化沥青及其制备方法 |
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2021
- 2021-10-29 CN CN202111272144.9A patent/CN116063810A/zh active Pending
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