專利名稱：一種由表面活性劑組成的抗剝落溫拌瀝青添加劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑及其制備和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)絕大部分道路采用傳統(tǒng)的熱拌浙青工藝，它是在180°C左右把粘稠狀浙青與小石塊、石屑、石粉等混合并施工而成。熱拌浙青混合料在高速公路建設(shè)中以其眾所周知的良好使用性能受到世界眾多國家的青睞。迄今為止，熱拌浙青混合料是應(yīng)用最為廣泛、路用性能最為良好的一種混合料。但其自身也暴露出很多自身不可調(diào)和的缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面(1)混合時溫度高，熱損失嚴重，能耗高；( 高溫度的拌和及施工條件加速了混合料老化，降低了混合料路用性能；( 較短的施工季節(jié)造成很大的機械、人員閑置，工期長；C3)高溫促使浙青的組分分解揮發(fā)，混合料生產(chǎn)過程的有害氣體排放對環(huán)境污染嚴重，既降低浙青道路的質(zhì)量， 又使這些揮發(fā)組分CmHn、CO2, SO2, NOx等污染環(huán)境及影響操作工人健康；⑷能源消耗量大。為保護生存環(huán)境，降低環(huán)境污染和能源枯竭，世界各國都對溫室氣體、有害氣體以及固體粉塵等排放進行嚴格限制。浙青混合料的生產(chǎn)是道路工程中能量消耗與環(huán)境污染大戶。有研究數(shù)據(jù)表明，每生產(chǎn)1噸熱拌浙青混凝土需消耗8L燃料油。如拌和溫度降低30 35°C，可節(jié)約燃料油2. 4L/t，并可減少30%以上的(X)2等氣體以及粉塵的排放量。在充分利用資源發(fā)展浙青混凝土的產(chǎn)業(yè)中，溫拌浙青(Warm MixAsphalt，簡稱為WMA)技術(shù)是目前研究的主要集中方向之一。所謂溫拌浙青混合料就是通過一定的技術(shù)措施，降低浙青的粘度，使浙青能在相對較低的溫度下進行拌和及施工，同時保持其不低于HMA的使用性能的浙青混合料技術(shù)， 關(guān)鍵技術(shù)就是在不損傷HMA的路用性能的前提下如何降低浙青的拌和粘度。溫拌浙青混合料由于其較低的拌和及壓實溫度，使其與熱拌浙青混合料相比有許多優(yōu)點。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，為了提高溫拌浙青的性質(zhì)，一般需要在溫拌浙青中添加組成比例復(fù)雜，且成本較高的溫拌浙青添加劑，因此不利于工業(yè)化的大規(guī)模推廣，有些添加劑中往往還含有有毒害作用的胺類等物質(zhì)，因此在浙青鋪設(shè)過程中還是無法完全避免有害氣體的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種由表面性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑及其制備和應(yīng)用。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題一種由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑，該溫拌浙青添加劑中含有的組分名稱及其重量百分比為聚乙烯醇縮醛0. 2% ；
聚丙烯酰胺0. 2% ；脂肪酸酐酯類表面活性劑 10% ；聚氧乙烯酸酯類表面活性劑 10% ；水余量。較佳的，所述聚乙烯醇縮醛的分子量為IX IO4 5X IO4;縮醛度為40% 60%， 進一步優(yōu)選為50%。較佳的，所述聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為3X IO5 6X 105。較佳的，所述脂肪酸酐酯類表面活性劑選自琥珀酰單油酸酯、單月桂酸山梨醇酐酯和木糖醇酐單硬脂酸酯中的一種或多種的混合物。較佳的，所述聚氧乙烯酸酯類表面活性劑為選自聚氧乙烯木糖醇酐單硬脂酸酯、 聚氧乙烯山梨醇酐棕櫚酸酯和聚氧乙烯硬脂酸酯中的一種或多種，且所述聚氧乙烯酸酯類表面活性劑均為常規(guī)。較佳的，所述水為去離子水。本發(fā)明還提供了所述由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的制備方法，包括如下步驟1)將聚乙烯醇縮醛以水作為溶劑，溶解成固含量為20% 50% (重量百分比)的聚乙烯醇縮醛混合液；2)將聚丙烯酰胺以水作為溶劑，配制成固含量5% 15% (重量百分比)的聚丙烯酰胺混合液；3)將水和脂肪酸酐酯類表面活性劑混合后，攪拌均勻制得脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液；4)將步驟幻中制得的脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液加熱至50 80°C，邊攪拌邊按比例將聚氧乙烯酸酯類表面活性劑加入到脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液中制得表面活性劑混合乳液；5)將步驟1)中制得的聚乙烯醇縮醛混合液，和步驟2、中制得的聚丙烯酰胺混合液按重量比例邊加熱邊攪拌邊加入步驟4)中制得的表面活性劑混合乳液中，并攪拌制得均勻乳液；6)在步驟幻中制得的均勻乳液中加入余量水，攪拌均勻并冷卻即制得本發(fā)明所述的抗剝落溫拌浙青添加劑。其中，步驟1)中，所述聚乙烯醇縮醛的制備方法可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行確認，較佳的，所述聚乙烯醇縮醛的制備方法包括如下步驟將聚乙酸乙烯酯溶于乙酸或醇中，在硫酸或鹽酸的催化作用下，與醛進行水解和縮醛化反應(yīng)，一步生成聚乙烯醇縮醛，所述醛優(yōu)選為甲醛。進一步優(yōu)選的，所述聚乙烯醇縮醛的制備方法為將80 120重量份的數(shù)均分子量為IXlO4 5 X IO4的聚乙酸乙烯酯，150 250重量份的乙酸以及50 100重量份的水混合加熱到60 80°C，攪拌至完全溶解，然后加入50 80重量份的甲醛溶液(以該甲醛溶液的重量計，甲醛的重量百分比為30 50% )以及3 6重量份的硫酸混合，在60 80°C的溫度條件下反應(yīng)20 30h，再用乙酸銨中和，加水即析出聚乙烯醇縮醛，經(jīng)水洗、干燥即可制得聚乙烯醇縮醛產(chǎn)品。
5
較佳的，步驟1)中，所述聚乙烯醇縮醛溶液的固含量為30%。較佳的，步驟2)中，所述聚丙烯酰胺溶液的固含量為10%。較佳的，步驟幻中，所述水和脂肪酸酐酯類表面活性劑的重量比為4 (1 10)。
較佳的，步驟3)中，所述攪拌時間為15 30分鐘。本發(fā)明還提供了一種使用所述由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑在道路浙青混合物的溫拌工藝中的應(yīng)用。較佳的，所述應(yīng)用包括如下步驟當浙青混合料溫度達到120 130°C時，在浙青混合料中噴入本發(fā)明所述的抗剝落溫拌浙青添加劑，然后按浙青攪拌和施工操作，即可達到溫拌浙青的工藝要求。優(yōu)選的，所述加入的抗剝落溫拌浙青添加劑的重量是所述浙青混合料重量的5 6%。本發(fā)明的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的作用原理為浙青是油類物質(zhì)，石塊、石屑、石粉絕大多數(shù)為水性物質(zhì)，在沒有外部因素作用下，兩者是難以結(jié)合在一起的。本配方中含有的部分表面活性劑具有能與無機類物質(zhì)強烈結(jié)合的基團，而該表面活性劑分子中，又含有有機長鏈基團，能與浙青油質(zhì)分子連接在一起，從而使得浙青能與石塊等物質(zhì)牢固的結(jié)合，達到抗剝離的目的；同時，本發(fā)明的抗剝落溫拌浙青添加劑中含有親水表面活性劑和親油表面活性劑，結(jié)合幾種物質(zhì)的親水親油性，通過計算，達到HLB值得最佳化。在添加劑中成為[o/V]型乳液；而在混合料拌和過程當中，摻入大量浙青后，成為[w/ ο]型微乳型乳液。水微珠的粒徑在2 3μπι之間，均勻的分布在浙青當中，從而有效地降低了浙青高溫黏度，達到溫拌的工藝要求。本發(fā)明的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑可應(yīng)用于道路浙青混合物的溫拌工藝中作添加劑，能很好地增強石塊、石粉與浙青的粘結(jié)程度，使溫拌浙青達到高強度防剝離的目的。在應(yīng)用的過程中，不存在對環(huán)境及人體有害物質(zhì)，對環(huán)境友好，是節(jié)能減排方面的產(chǎn)品。同時，使用本發(fā)明的抗剝落溫拌浙青添加劑，可以明顯降低拌和溫度、石料加熱溫度和浙青保溫溫度，因此可以降低拌和過程中的成本，拌和和裹覆難度下降，拌和能耗和機械損耗也相應(yīng)下降。同時，與現(xiàn)有的溫拌浙青添加劑相比較，本發(fā)明的添加劑中不含胺類等具有毒害作用的物質(zhì)，在攤鋪過程中，基本可以實現(xiàn)無煙塵作業(yè)。工人勞動條件顯著改善，浙青路面對工人健康損害減輕；同時，混合料拌和浙青路面作業(yè)對道路沿線居民的生理影響也顯著減少。且其組成成分較少，因此成本可明顯降低。


圖1本發(fā)明中由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的制備工藝流程圖。
具體實施例方式下面通過具體實施例進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例11、聚乙烯醇縮醛的制備將100重量份的數(shù)均分子量為IX IO4 5 X IO4的聚乙酸乙烯酯，200重量份的乙酸以及70重量份的水混合加熱到60°C，攪拌至完全溶解，然后加入60重量份的甲醛溶液 (以該甲醛溶液的重量計，甲醛的重量百分比為30% )以及4重量份的硫酸混合，在80°C的溫度條件下反應(yīng)Mh，再用乙酸銨中和，加水即析出聚乙烯醇縮醛，經(jīng)水洗、干燥即可制得聚乙烯醇縮醛產(chǎn)品。2、抗剝落溫拌浙青添加劑的制備1)將聚乙烯醇縮醛以水作為溶劑，溶解成固含量為20% (重量百分比)的聚乙烯醇縮醛混合液；2)將聚丙烯酰胺以水為溶劑，配制成固含量10% (重量百分比)的聚丙烯酰胺混合液；3)將40重量份的水加10重量份的脂肪酸酐酯類表面活性劑(琥珀酰單油酸酯)， 攪拌20分鐘至均勻制得脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液；4)將步驟幻中制得的脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液加熱至60°C，邊攪拌邊按比例將10重量份的聚氧乙烯酸酯類表面活性劑(聚氧乙烯木糖醇酐單硬脂酸酯)加入到脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液中制得表面活性劑混合乳液；5)將步驟1)中制得的聚乙烯醇縮醛混合液，和步驟2、中制得的聚丙烯酰胺混合液按重量比例邊加熱邊攪拌邊加入步驟4)中制得的表面活性劑混合乳液中，并攪拌制得均勻乳液；6)在步驟幻中制得的均勻乳液中加入余量水至100重量份的乳液，攪拌均勻并冷卻即制得抗剝落溫拌浙青添加劑。3、抗剝落溫拌浙青添加劑的應(yīng)用和性質(zhì)檢測當浙青混合料溫度達到120°C時，在浙青混合料中噴入本實施例中制得的抗剝落溫拌浙青添加劑，然后按浙青攪拌和施工操作，其中加入的抗剝落溫拌浙青添加劑的重量是所述浙青混合料重量的5%。按照《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)和《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTJ 052-2000)規(guī)定的方法，將浙青混合料分別制成傳統(tǒng)熱拌浙青試塊和使用本添加劑的溫拌浙青試塊，在規(guī)定的條件下，進行性能測試。試驗規(guī)定條件如表1中所示，采用AC-13級配浙青混合料，按照JTG F40-2004規(guī)范要求，以目標孔隙率4%為控制指標，進行AC-13級配的浙青混合料配合比設(shè)計，得到最佳浙青用量為4.5%。表1按照《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定方法制浙青混合料馬歇爾試塊的規(guī)定條件
權(quán)利要求
1.一種由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑，該溫拌浙青添加劑中含有的組分 名稱及其重量百分比為聚乙烯醇縮酸0.1% 2%;聚丙烯酰胺0.1% 2%;脂肪酸酐酯類表面活性劑 10% ；聚氧乙烯酸酯類表面活性劑 10% ；水余量。
2.如權(quán)利要求1中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加剤，其特征在干， 所述聚乙烯醇縮酸的分子量為IXlO4 5 X lO4，縮酸度為40% 60%。
3.如權(quán)利要求1中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加剤，其特征在干， 所述聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量為3X IO5 6X 105。
4.如權(quán)利要求1中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加剤，其特征在干， 所述脂肪酸酐酯類表面活性劑選自琥拍酰單油酸酷、單月桂酸山梨醇酐酯和木糖醇酐單硬 脂酸酯中的一種或多種的混合物。
5.如權(quán)利要求1中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加剤，其特征在干， 所述聚氧乙烯酸酯類表面活性劑為選自聚氧乙烯木糖醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐 棕櫚酸酯和聚氧乙烯硬脂酸酯中的一種或多種。
6.權(quán)利要求1 5中任一權(quán)利要求所述由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的 制備方法，包括如下步驟1)將聚乙烯醇縮酸以水作為溶剤，溶解成固含量為20% 50%(重量百分比)的聚乙 烯醇縮酸混合液；2)將聚丙烯酰胺以水作為溶剤，配制成固含量5% 15%(重量百分比)的聚丙烯酰 胺混合液；3)將水和脂肪酸酐酯類表面活性劑混合后，攪拌均勻制得脂肪酸酐酯類表面活性劑混 合液；4)將步驟幻中制得的脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液加熱至50 80で，邊攪拌邊按 比例將聚氧乙烯酸酯類表面活性劑加入到脂肪酸酐酯類表面活性劑混合液中制得表面活 性劑混合乳液；5)將步驟1)中制得的聚乙烯醇縮酸混合液，和步驟幻中制得的聚丙烯酰胺混合液按 重量比例邊加熱邊攪拌邊加入步驟4)中制得的表面活性劑混合乳液中，并攪拌制得均勻 乳液；6)在步驟幻中制得的均勻乳液中加入余量水，攪拌均勻并冷卻即制得本發(fā)明所述的 抗剝落溫拌浙青添加剤。
7.如權(quán)利要求6中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的制備方法，其 特征在干，所述聚乙烯醇縮酸的制備方法包括如下步驟將聚乙酸乙烯酯溶于乙酸或醇中， 在硫酸或鹽酸的催化作用下，與酸進行水解和縮酸化反應(yīng)，一歩生成聚乙烯醇縮酸。
8.如權(quán)利要求6中所述的由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的制備方法，其 特征在干，步驟幻中，所述水和脂肪酸酐酯類表面活性劑的重量比為4 (1 10)。
9.權(quán)利要求1 5中任一權(quán)利要求所述由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑在道路浙青混合物的溫拌工藝中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求9中所述由表面活性劑組成的抗剝落溫拌浙青添加劑的應(yīng)用，且特征在于，所述應(yīng)用包括如下步驟當浙青混合料溫度達到120 130°C時，在浙青混合料中噴入本發(fā)明所述的抗剝落溫拌浙青添加劑，然后按浙青攪拌和施工操作。
全文摘要
本發(fā)明屬于建筑工程領(lǐng)域，具體涉及一種由表面活性劑組成的抗剝落溫拌瀝青添加劑及其制備工藝。本發(fā)明的抗剝落溫拌瀝青添加劑中含有聚乙烯醇縮醛、聚丙烯酰胺、脂肪酸酐酯類表面活性劑、聚氧乙烯酸酯類表面活性劑和水。本發(fā)明的溫拌瀝青添加劑能很好地增強石塊、石粉與瀝青的粘結(jié)程度，使溫拌瀝青達到高強度防剝離的目的。當瀝青混合料溫度達到120～130℃時，按瀝青重量的5～6％噴入本添加劑，然后按常規(guī)瀝青混合料拌和和施工操作，即可達到溫拌瀝青的技術(shù)性能要求。本發(fā)明的溫拌瀝青添加劑不存在對環(huán)境及人體有害物質(zhì)，對環(huán)境友好，是節(jié)能減排方面的優(yōu)良產(chǎn)品。
文檔編號C08L33/26GK102234432SQ20101016349
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者余赟靚, 鄭金標 申請人:上海益泰能源科技有限公司