專利名稱：微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通路面材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青及其制備方法。
背景技術(shù)：
乳化浙青可常溫施工、節(jié)約能源和浙青，且能保護(hù)環(huán)境和保障施工人員的健康，符合國(guó)家節(jié)能減排政策，因此，其應(yīng)用已涉及多個(gè)領(lǐng)域。乳化浙青稀漿封層就是乳化浙青應(yīng)用的一個(gè)重要方向。該技術(shù)是國(guó)家在上世紀(jì)80年代中期從國(guó)外引進(jìn)的一種道路養(yǎng)護(hù)新技術(shù)，它具有和易性好、施工快、粘附力強(qiáng)、無污染等優(yōu)點(diǎn)。慢裂快凝改性乳化浙青封層技術(shù)充分發(fā)揮了改性乳化浙青的優(yōu)勢(shì)，是一種快捷方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的路面施工技術(shù)，用于路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)具有較大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。如高速公路的稀漿封層養(yǎng)護(hù)就需要慢裂快凝型改性乳化浙青，要求改性乳化浙青要和石料有充分的拌和時(shí)間，又要有快凝的效果。但是，目前市場(chǎng)上稀漿封層和微表處應(yīng)用的改性乳化浙青儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，造成浙青乳液離析，導(dǎo)致施工中路面油石比不同；浙青破乳速度不能滿足盡快開放交通的要求，存在乳液破乳過快可能造成混合料報(bào)廢，過慢則會(huì)推遲開放交通時(shí)間的問題；乳化浙青對(duì)石料的配伍具有很大的局限性，石料的產(chǎn)地、酸堿性、含水率等因素的變化，易使乳化浙青凝結(jié)時(shí)間不可控制，造成乳化浙青與石料不能拌和均勻，極大地影響著工程質(zhì)量，提高工程制造成本。上述問題使慢裂快凝型改性乳化浙青在高速公路的稀漿封層和微表處養(yǎng)護(hù)推廣應(yīng)用中受到很大阻礙。隨著現(xiàn)代交通量的增長(zhǎng)以及軸載增加，使得高等級(jí)公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)逐漸被重視，急需一種具有良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、粘結(jié)性能和耐高溫性能、破乳速度可控、破乳后可快速凝結(jié)的慢裂快凝型改性乳化浙青。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種利用微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，制備出具有良好儲(chǔ)存穩(wěn)定性，破乳速度可控、破乳后可快速凝結(jié)且性能良好的慢裂快凝型改性乳化浙青。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目標(biāo)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青，其特征在于它是由下述原料按照重量百分比制成浙青55 65%，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑4-6%，穩(wěn)定劑1_2%，余量為水，上述原料的重量百分比之和為100%;所述的浙青為重交基質(zhì)石油浙青或煤浙青；所述的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑是由烷基酰胺基多胺或胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑、烷基磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑、濁點(diǎn)溫度為70°C的聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性主劑與水性環(huán)氧樹脂乳液反應(yīng)制成；所述的穩(wěn)定劑是高分子量聚乙烯醇和鈉基膨潤(rùn)土的復(fù)合物。
其中浙青優(yōu)選70號(hào)或90號(hào)重交基質(zhì)石油浙青。
陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑按照如下方法制得將30重量份烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10重量份的壬基酚聚氧乙烯醚TX-12非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份的烷基磺酸鈉陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子-陰離子-非離子三元復(fù)合乳化劑；或者將30重量份胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量為50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后,然后加入10重量份的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-60非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑。 微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，首先按照重量份配比選取浙青55 65%,陽(yáng)尚子一陰尚子一非尚子三兀復(fù)合乳化劑4-6%,穩(wěn)定劑1_2%，余量為水，上述原料的重量百分比之和為100%，然后將選取的浙青加熱至135 140°C下保溫備用，另將水加入乳化劑水溶液配置釜內(nèi)，加熱升溫至55 60°C，按比例依次加入穩(wěn)定劑、陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑，攪拌均勻，最后將上述配制的基質(zhì)浙青和乳化劑水溶液按要求同時(shí)加入膠體磨，即可磨制成微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有慢裂快凝型乳化浙青的可拌和時(shí)間短、凝結(jié)時(shí)間短而不可控的缺點(diǎn)，提供一種利用微波加熱控制破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青。該新型慢裂快凝型環(huán)氧改性乳化浙青采用自制的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑。該三元復(fù)合乳化劑利用水性環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)在低溫下即可與陽(yáng)離子慢裂表面活性劑的伯胺反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了在不添加酸的情況下，陽(yáng)離子表面活性劑即可溶于水中，在非離子表面活性劑的增溶作用和同系的陰離子慢裂表面活性劑相似相溶及強(qiáng)電相互作用的共同作用下，突破了陽(yáng)離子與陰離子表面活性劑一般不能混和使用的配伍禁忌，表現(xiàn)出超強(qiáng)的乳化能力和穩(wěn)定性。同時(shí)在穩(wěn)定劑的保水作用下，使用三元復(fù)合乳化劑制備的慢裂快凝型環(huán)氧改性乳化浙青具有優(yōu)良的慢裂性能，具有對(duì)各種石料廣泛的適應(yīng)性。在微波作用下，陽(yáng)離子表面活性劑的胺基與水性環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，非離子表面活性劑在濁點(diǎn)反生相反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致三元復(fù)合乳化劑凝聚，從而使乳化浙青快速破乳。在稀漿封層施工中，該新型慢裂快凝型環(huán)氧改性乳化浙青與石料的拌和時(shí)間充分，在微波作用下，乳化浙青中含有足夠的羥基、羧基、氨基、酰胺基等快速吸收微波基團(tuán)，乳化浙青溫度快速升溫至約70°C時(shí)，即達(dá)到非離子乳化劑的濁點(diǎn)溫度，改性乳化浙青迅速破乳凝結(jié)。這種利用微波控制破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青可滿足高等級(jí)公路稀漿封層對(duì)乳化浙青儲(chǔ)存穩(wěn)定性、可拌和性、快凝性和粘結(jié)性等的要求；該慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青不添加酸堿成分，還可減少乳化浙青對(duì)配制容器的腐蝕以及對(duì)自然環(huán)境的破壞；該慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青使用的三元復(fù)合乳化劑在微波作用下發(fā)生凝聚，大大降低了成型的乳化浙青混和料中的表面活性劑遇水溶解的程度，減輕了水溶性的乳化劑對(duì)自然環(huán)境的污染；該慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青使用水性環(huán)氧樹脂還可大大提高乳化浙青對(duì)各種石料的粘附性及浙青混和料的高低溫性能；該慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青通過微波加熱不僅可控制乳化浙青的破乳凝結(jié)時(shí)間，還可延長(zhǎng)稀漿封層的季節(jié)，節(jié)約施工養(yǎng)護(hù)時(shí)間，提早開放交通。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明制備微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青的原理是利用陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑優(yōu)良的乳化性能和慢裂性能，制備穩(wěn)定性和慢裂性良好的乳化浙青，在微波的快速加熱作用下乳化浙青中的非離子表面活性劑在其固有的濁點(diǎn)溫度下迅速反生相反轉(zhuǎn)，加之，微波快速作用下環(huán)氧樹脂與陽(yáng)離子表面活性劑反應(yīng)交聯(lián)反應(yīng)，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化體系迅速凝聚，達(dá)到乳化浙青快速破乳。采用的技術(shù)方案為本發(fā)明的利用微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青組成及重量百分比為浙青55 65%，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑4-6%，穩(wěn)定劑1_2%，其余為水，上述原料的重量百分比之和為100%。 其中浙青優(yōu)選70號(hào)或90號(hào)重交基質(zhì)石油浙青。陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑采用的非離子表面活性劑優(yōu)先選用濁點(diǎn)溫度均為70°C的壬基酚聚氧乙烯醚TX-12或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-60。陽(yáng)離子表面活性劑優(yōu)選烷基酰胺基多胺JSA-I或胺化木質(zhì)素，陰離子表面活性劑優(yōu)選烷基磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鈉。水性環(huán)氧樹脂乳液優(yōu)選非離子型自乳化環(huán)氧樹脂乳液。根據(jù)陽(yáng)離子和陰離子表面活性劑的不同，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑的制備有以下兩種方法烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑30份與50份(干重)水性環(huán)氧樹脂乳液(固含量50%)在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10份壬基酚聚氧乙烯醚TX-12非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10份烷基磺酸鈉陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑。該方法制備的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑本發(fā)明實(shí)施例中記為WTW。胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑30份與50份(干重)水性環(huán)氧樹脂乳液(固含量50%)在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10份聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-60非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10份木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑，該方法制備的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑本發(fā)明實(shí)施例中記為MTM。穩(wěn)定劑選用無機(jī)穩(wěn)定劑鈉基膨潤(rùn)土和有機(jī)穩(wěn)定劑聚乙烯醇復(fù)合作為乳化浙青的穩(wěn)定劑，同時(shí)也作為乳化浙青的保水劑，可提高乳化浙青常溫的慢裂性能。為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更好的說明，列舉以下實(shí)施例，但以下實(shí)例并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例I將600g重交90號(hào)浙青加熱至140°C下保溫備用，將IOg聚乙烯醇完全溶解于50g水中，將IOg鈉基膨潤(rùn)土倒入聚乙烯醇水溶液中膨脹陳化24小時(shí)待用，稱取70gWTW三元復(fù)合乳化劑(該自制的三元復(fù)合乳化劑含水約21g)溶于260水中，然后將已配制好的70g復(fù)合穩(wěn)定劑與WTW三元復(fù)合乳化液攪拌均勻，加熱該乳化劑水溶液至60°C。將配制的基質(zhì)浙青和乳化劑水溶液按要求同時(shí)加入膠體磨，磨制即可成為微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青1#。實(shí)施例2將650g重交90號(hào)浙青加熱至140°C下保溫備用，將IOg聚乙烯醇完全溶解于50g水中，將IOg鈉基膨潤(rùn)土倒入聚乙烯醇水溶液中膨脹陳化24小時(shí)后待用。稱取60gMTM三元復(fù)合乳化劑(該自制的三元復(fù)合乳化劑含水約18g)溶于220g水中，然后將已配制好的70g復(fù)合穩(wěn)定劑與MTM三元復(fù)合乳化液攪拌均勻，加熱該乳化劑水溶液至60°C，將配制的基質(zhì)浙青和乳化劑水溶液按要求同時(shí)加入膠體磨，磨制即可成為微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青2#。實(shí)施例3 將550g重交90號(hào)浙青加熱至140°C下保溫備用，將IOg聚乙烯醇完全溶解于50g水中，將IOg鈉基膨潤(rùn)土倒入聚乙烯醇水溶液中膨脹陳化24小時(shí)后待用。稱取80gMTM三元復(fù)合乳化劑(該自制的三元復(fù)合乳化劑含水約24g)溶于300g水中，然后將已配制好的70g復(fù)合穩(wěn)定劑與MTM三元復(fù)合乳化液攪拌均勻，加熱該乳化劑水溶液至60°C，將配制的基質(zhì)浙青和乳化劑水溶液按要求同時(shí)加入膠體磨，磨制即可成為微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青3#。性能試驗(yàn)遵循本發(fā)明的制備方法制備得到的微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青檢測(cè)的內(nèi)容和技術(shù)要求按《公路工程浙青及混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ052-2000)中有關(guān)乳化浙青的實(shí)驗(yàn)規(guī)程及《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94)中BC-2、BC-3型乳化浙青的技術(shù)要求進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，檢測(cè)試結(jié)果見下表I和表2。表I.微波加熱破乳的慢裂快凝型環(huán)氧樹脂改性乳化浙青性能
權(quán)利要求
1.一種微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化浙青，其特征在于它是由下述原料按照重量百分比制成浙青55 65%，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑4-6%，穩(wěn)定劑1-2%，余量為水，上述原料的重量百分比之和為100% ； 所述的浙青為重交基質(zhì)石油浙青或煤浙青； 所述的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑是由烷基酰胺基多胺或胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑、烷基磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑、濁點(diǎn)溫度為70°C的聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性主劑與水性環(huán)氧樹脂乳液反應(yīng)制成； 所述的穩(wěn)定劑是高分子量聚乙烯醇和鈉基膨潤(rùn)土的復(fù)合物。
2.如權(quán)利要求I所述的微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化浙青，其特征在于所述的浙青優(yōu)選70號(hào)或90號(hào)重交基質(zhì)石油浙青。
3.如權(quán)利要求I所述的微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化浙青，其特征在于所述的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑按照如下方法制得 將30重量份烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10重量份的壬基酚聚氧乙烯醚TX-12非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份的烷基磺酸鈉陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑； 或者將30重量份胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量為50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10重量份的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-60非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子-陰離子-非離子三元復(fù)合乳化劑。
4.如權(quán)利要求I所述的微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化浙青，其特征在于所述的穩(wěn)定劑是將鈉基膨潤(rùn)土倒入聚乙烯醇水溶液中膨脹陳化24小時(shí)后制成，其中聚乙烯醇與鈉基膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為I :1。
5.如權(quán)利要求1-4所述的微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，其特征在于首先按照重量百分配比選取浙青55 65%，陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑4-6%，穩(wěn)定劑1_2%，余量為水，上述原料的重量百分比之和為100% ； 然后將選取的浙青加熱至135 140°C下保溫備用；按上述原材料比例分別配置穩(wěn)定劑和陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑，并將配置完成的穩(wěn)定劑和陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑攪拌均勻制成乳化劑水溶液；將該乳化劑水溶液加熱升溫至55 60°C，最后將配制完成的基質(zhì)浙青和乳化劑水溶液同時(shí)加入膠體磨，即可得到微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青； 所述的浙青為重交基質(zhì)石油浙青或煤浙青； 所述的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑是由烷基酰胺基多胺或胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑、烷基磺酸鈉或木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑、濁點(diǎn)溫度為70°C的聚氧乙烯型或多元醇型非離子表面活性主劑與水性環(huán)氧樹脂乳液反應(yīng)制成； 所述的穩(wěn)定劑是高分子量聚乙烯醇和鈉基膨潤(rùn)土的復(fù)合物。
6.如權(quán)利要求5所述的微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，其特征在于所述的浙青優(yōu)選70號(hào)或90號(hào)重交基質(zhì)石油浙青。
7.如權(quán)利要求5所述的微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，其特征在于所述的陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑按照如下方法制得 將30重量份烷基酰胺基多胺陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10重量份的壬基酚聚氧乙烯醚TX-12非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份的烷基磺酸鈉陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑； 或者將30重量份胺化木質(zhì)素陽(yáng)離子表面活性劑與50重量份(干重)的固含量為50%的水性環(huán)氧樹脂乳液在50°C反應(yīng)I小時(shí)間后，然后加入10重量份的聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯T-60非離子表面活性主劑，攪拌均勻后，保溫，再加入10重量份木質(zhì)素磺酸鹽陰離子表面活性劑反應(yīng)I時(shí)間，最終制備出陽(yáng)離子一陰離子一非離子三元復(fù)合乳化劑。
8.如權(quán)利要求5所述的微波加熱破乳的慢裂快凝型改性乳化浙青的制備方法，其特征在于所述的穩(wěn)定劑是將鈉基膨潤(rùn)土倒入聚乙烯醇水溶液中膨脹陳化24小時(shí)后制成，其中聚乙烯醇與鈉基膨潤(rùn)土的質(zhì)量百分比為I :1。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種微波加熱破乳慢裂快凝型改性乳化瀝青及其制備方法，采用一定比例的瀝青、陽(yáng)離子—陰離子—非離子三元復(fù)合乳化劑及助劑在高剪切力作用下乳化而成的瀝青乳液，解決了現(xiàn)有慢裂快凝型乳化瀝青凝結(jié)速度不可控制、溫度和石料適應(yīng)性差的問題，提供一種在常溫下可長(zhǎng)期穩(wěn)定儲(chǔ)存，不發(fā)生分層離析、破乳現(xiàn)象，與集料拌和后，不發(fā)生破乳凝結(jié)現(xiàn)象，可提供充足的施工時(shí)間，當(dāng)被微波加熱到約70℃時(shí)，就可快速破乳凝結(jié)的乳化瀝青。本發(fā)明制備得到的瀝青乳液顆粒細(xì)膩均勻，在稀漿封層施工應(yīng)用中，可提供充分的拌和時(shí)間，并能控制凝結(jié)速度，對(duì)石料具有普適性，還可延長(zhǎng)施工季節(jié)，提高工程質(zhì)量。
文檔編號(hào)C08K3/34GK102675890SQ20121016132
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者王振軍, 艾濤, 趙鵬 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)