專利名稱：一種疏水親油性改性瀝青及生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種疏水親油性改性浙青及生產(chǎn)方法，是對現(xiàn)有浙青性能的改變，屬 于道路建設(shè)材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
公路已成為目前主要的交通基礎(chǔ)設(shè)施。隨著交通量和交通荷載的增加，更多的浙 青道路需要建設(shè)，但更重要的問題是浙青路面必須保持良好的性能，以保證行車的舒適性 和安全性。以往浙青路面的破壞形式主要表現(xiàn)為車轍、低溫開裂和疲勞開裂。從20世紀60 年代以來，絕大多數(shù)與浙青路面有關(guān)的研究課題也集中在這三大破壞形式上。但是近年來 水損害已引起人們越來越多的關(guān)注，已形成世界性范圍的問題。為提高浙青與集料的粘附性，研究人員已研究開發(fā)了四代產(chǎn)品，第一代為石灰質(zhì) 改性，改性對象為石料，用石灰乳在酸性石料表面裹覆，然后再曬干，或在拌和過程中直接 加入消石灰改善堿性環(huán)境；第二代是利用堿性皂角，主要改性對象為浙青，其作用是相同 的，是為創(chuàng)造一個堿性環(huán)境；第三代為季胺鹽類陽離子型表面活性劑；第四代為胺基高分 子聚合物。它們屬于陽離子型表面活性劑，利用其極性可使浙青對酸性石料表面相結(jié)合，而 該劑的親油基又可使它與浙青粘結(jié)，這樣就增強了油石間的粘附性。如上所述可以看出方法，使用一代產(chǎn)品增加了施工工作量。第二代金屬皂化物由 于與浙青密度差異大易產(chǎn)生離析而影響效果。三、四代產(chǎn)品雖然克服了一二代產(chǎn)品的缺點， 但是由于熱穩(wěn)定性不佳，容易在浙青混合料拌合的過程中發(fā)生分解，長期效果不好，并且分 解的產(chǎn)物會造成污染。同時這幾類產(chǎn)品的作用機理都是增強浙青與集料之間的物理吸附作 用，雖然在一定程度上能夠起到增強集料與浙青粘附性的效果，但并不能從根本上解決水 對浙青膜的脫附作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開一種疏水親油改性浙青，使集料表面由親水性變?yōu)槭杷H油性，從而 從根本上解決水對浙青膜的脫附問題。本發(fā)明的疏水親油改性浙青，是由以下原料按重量份數(shù)比制成的 鋁酸酯偶聯(lián)劑1份、硅烷偶聯(lián)劑1份、浙青94 96份。本發(fā)明是通過以下的步驟實現(xiàn)的
將浙青加熱到140-180°C，把鋁酸酯偶聯(lián)劑切成50目，把切好的鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷 偶聯(lián)劑加入熔化的浙青中，在140-180°C的溫度條件下，攪拌2分鐘，使其溶于浙青中。完成浙青混合料的攪拌，并進行運輸、攤鋪、碾壓完成施工。在施工的過程中，改性 劑的親水基團與集料表面的-OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，親油基團與浙青分子發(fā)生反應(yīng)，達到增加 浙青與集料粘附性的效果。以下實驗表明本發(fā)明的積極效果
1、水煮法偶聯(lián)劑可顯著改善浙青與石料油石界面.可使浙青與花崗巖黏附等級2提高到5級，浙青與玄武巖黏附等級提高到5級。2、紅外吸收光譜分析
紅外吸收光譜的特征峰驗證抗剝落劑與石料表面形成共價鍵。3、浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度試驗和凍融劈裂試驗
浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度試驗不低于85%，凍融劈裂殘留強度比在80%以上。4、浸水車轍試驗
動穩(wěn)定度> 1000次/mm。結(jié)論
本發(fā)明中由于偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)的最大特點是分子中含有化學(xué)性質(zhì)不同的兩種基團一 種是親水基團，易與無機物表面的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；另一種是親有機物的基團，能與有 機物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或生成氫鍵溶于其中。在拌合的溫度下溶有偶聯(lián)劑的浙青裹覆到集料表 面上后，偶聯(lián)劑的親水反應(yīng)基與集料表面自動發(fā)生連續(xù)的化學(xué)反應(yīng)，在集料表面形成共價 鍵連接的、取向緊密排列的二維有序單層膜。水與集料表面能夠形成的氫鍵鍵能小于偶聯(lián)劑與集料表面形成的共價鍵鍵能，因 為競爭機制，水不能進入到浙青與集料的結(jié)合面，所以在有水的情況下，石料表面的浙青膜 也不會被剝落。在復(fù)合改性過程中，鋁酸酯偶聯(lián)劑及硅烷偶聯(lián)劑之間產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，通過纏繞和 交聯(lián)作用對石料進行復(fù)合改性，在提高改性效果的同時降低了改性成本。并且鋁酸酯偶聯(lián) 劑、硅烷偶聯(lián)劑可以很好的與浙青相溶，只要在使用前將它們加入浙青即可，并不需要復(fù)雜 的施工工藝。鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑具有和好的高溫穩(wěn)定性，在高溫的情況下仍然可以起 到很好的長期作用。鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑無毒不易揮發(fā)，在高溫時不會產(chǎn)生副產(chǎn)品造成污染。本發(fā)明的積極效果在于
從改變傳統(tǒng)抗剝落劑的作用機理入手，利用鋁酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑與集料表面發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，形成鍵連接的有序分子膜，使集料表面由親水性變?yōu)槭杷H油性，一方面集料 與浙青粘附的更牢固，另一方面即使水進入到油石界面，改性劑與集料之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 在集料表面形成斥水親油的膜結(jié)構(gòu)，使集料表面由親水性變?yōu)槭杷H油性，從而從根本上 解決水對浙青膜的脫附問題。提供一種使用方便、熱穩(wěn)定性好、環(huán)境友好型的材料。


圖1為實施例1紅外吸收光譜圖； 圖2為實施例2紅外吸收光譜圖3為實施例3紅外吸收光譜圖。
具體實施例方式通過以下實施例進一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離 本發(fā)明的技術(shù)解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)的任何改 動或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
實施例1
將浙青加熱至160°C，把鋁酸酯偶聯(lián)劑XL-955切成50目，在940kg浙青中加入Ikg鋁 酸酯偶聯(lián)劑XL-955和Ikg硅烷偶聯(lián)劑DB550，攪拌均勻。在浙青混合料的生產(chǎn)過程中，把配制好的浙青與加熱的集料、填料(集料、填料、浙 青的質(zhì)量比為88 6 6)加入拌合罐中，在拌合溫度為150-180°C的條件下，拌合2分鐘，完成 浙青混合料的均勻拌合，并進行運輸、攤鋪和碾壓。改性浙青的主要技術(shù)指標如下
1、水煮法測量改性浙青與石料之間的粘附性 水溫80°C，水煮時間10分鐘
改性前改性后石灰?guī)r3級5級花崗巖2級5級
2、剝落劑與石料表面形成共價鍵。根據(jù)紅外吸收光譜圖1，可以看出處理后的樣品在波數(shù)llOOcnT1出現(xiàn)較強吸收 帶，此處正是聚硅氧烷的振動特征頻率帶，以此可以判斷偶聯(lián)劑水化產(chǎn)物在石料表面發(fā)生 反應(yīng)有聚硅氧烷生成。在2900CHT1波數(shù)附近主要為CH基團的吸收帶，該吸收帶是由石料 表面引入偶聯(lián)劑結(jié)構(gòu)中的有機長鏈所至。3、浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度試驗和凍融劈裂試驗浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度 為86%，凍融劈裂殘留強度比為82%以上。4、浸水車轍試驗動穩(wěn)定度=1010次/mm。實施例2
將浙青加熱至160°C，把鋁酸酯偶聯(lián)劑XL-955切成50目，在960kg浙青中加入Ikg鋁 酸酯偶聯(lián)劑XL-955和Ikg硅烷偶聯(lián)劑DB560，攪拌均勻。在浙青混合料的生產(chǎn)過程中，把配制好的浙青與加熱的集料、填料(集料、填料、浙 青的質(zhì)量比為88:6:6)加入拌合罐中，在拌合溫度為150-180°C的條件下，拌合2分鐘，完成 浙青混合料的均勻拌合，并進行運輸、攤鋪和碾壓。1、水煮法測量改性浙青與石料之間的粘附性 水溫80°C，水煮時間10分鐘
改性前改性后石灰?guī)r3級5級花崗巖2級5級
2、剝落劑與石料表面形成共價鍵。根據(jù)紅外吸收光譜圖3，處理后的樣品在波數(shù)llOOcnT1出現(xiàn)較強吸收帶，以此可 以判斷偶聯(lián)劑水化產(chǎn)物在石料表面發(fā)生反應(yīng)有聚硅氧烷生成。3、浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度試驗和凍融劈裂試驗浸水馬歇爾試驗殘留穩(wěn)定度 為87%，凍融劈裂殘留強度比為84%以上。4、浸水車轍試驗動穩(wěn)定度=1100次/mm。實施例3
將浙青加熱至160°C，把鋁酸酯偶聯(lián)劑XL-955切成50目，在950kg浙青中加入Ikg鋁 酸酯偶聯(lián)劑XL-955與Ikg硅烷偶聯(lián)劑DB570，攪拌均勻。
在浙青混合料的生產(chǎn)過程中，把配制好的浙青與加熱的集料、填料(集料、填料、浙 青的質(zhì)量比為88 6 6)加入拌合罐中，在拌合溫度為150-180°C的條件下，拌合2分鐘，完成 浙青混合料的均勻拌合，并進行運輸、攤鋪和碾壓。1、水煮法測量改性浙青與石料之間的粘附性 水溫80°C，水煮時間10分鐘
權(quán)利要求
一種疏水親油性改性瀝青，其特征在于是由以下原料按重量份數(shù)比制成的鋁酸酯偶聯(lián)劑1份、硅烷偶聯(lián)劑1份、瀝青94～96份。
2.權(quán)利要求1所述疏水親油性改性浙青的制備方法，包括以下步驟實現(xiàn)的 將浙青加熱到140-180°C，把鋁酸酯偶聯(lián)劑切成50目，把切好的鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑加入熔化的浙青中，在140-180°C的溫度條件下，攪拌均勻即得。
全文摘要
一種疏水親油性改性瀝青及生產(chǎn)方法，屬于道路建設(shè)材料技術(shù)領(lǐng)域，是對現(xiàn)有瀝青性能的改變，將瀝青加熱到140-180℃，把鋁酸酯偶聯(lián)劑切成50目，把切好的鋁酸酯偶聯(lián)劑和硅烷偶聯(lián)劑加入熔化的瀝青中，在140-180℃的溫度條件下，攪拌2分鐘，使其溶于瀝青中。完成瀝青混合料的攪拌，并進行運輸、攤鋪、碾壓完成施工。在施工的過程中，改性劑的親水基團與集料表面的-OH發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，親油基團與瀝青分子發(fā)生反應(yīng)，達到增加瀝青與集料粘附性的效果。
文檔編號C04B26/26GK101941817SQ20101029486
公開日2011年1月12日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者姜浩, 張明亮, 張立業(yè), 方向陽, 曹健, 梁鑫, 董偉智, 趙世輝, 郭學(xué)東, 高春妹 申請人:吉林大學(xué)