專利名稱：一種粘層用陽離子改性乳化瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路用粘層陽離子改性乳化浙青及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)規(guī)定:雙層式或三層式熱拌熱鋪浙青混合料路面的浙青層間，水泥混凝土路面、浙青穩(wěn)定碎石基層或舊浙青路面層上加鋪浙青層都應(yīng)灑布粘層油， 并且對粘層油的指標(biāo)提出了具體規(guī)定。如果粘層油不能提供良好的粘結(jié)力，將會使浙青路面層間出現(xiàn)滑移、擁包等病害，嚴(yán)重破壞路面的整體性和結(jié)構(gòu)受力，尤其是在高溫季節(jié)縱坡、彎道等處，這種現(xiàn)象尤為明顯。國外對于改性乳化浙青的研究大多集中在稀漿封層和微表處等方面，近年來稀漿封層的最新發(fā)展便是利用聚合物改性乳化浙青鋪筑稀漿封層，國際稀漿封層協(xié)會頒布修訂的“ISSAA143 - 1996 一改性乳化浙青稀漿封層作業(yè)指導(dǎo)書”、美國交通部聯(lián)邦公路局頒布的“改性乳化浙青稀漿封層操作規(guī)程”等文獻，都推動了改性乳化浙青在道路上的應(yīng)用。報告調(diào)查分析國外粘層油應(yīng)用及施工情況，關(guān)于改性乳化浙青應(yīng)用于粘層涉及較少。我國現(xiàn)在粘層材料使用較多的主要是普通乳化浙青和SBR改性乳化浙青，而這兩種乳化浙青的蒸發(fā)殘留物軟化點和彈性恢復(fù)較低，高溫性能不甚理想，難以滿足特種環(huán)境條件下的粘結(jié)強度的要求。一些道路工作者為此開發(fā)出一種粘結(jié)性相對較好的改性乳化浙青。其關(guān)鍵工藝為在浙青中摻入一定比例的(約4% 12%)膠乳改性劑，如SBR膠乳、液體SBS改性劑等，采用邊改性邊乳化的工藝制備乳化浙青，一般配比為浙青:水:膠乳=60:35:6。還有一種工藝就是將基質(zhì)浙青先制成改性浙青然后再乳化，但是一般當(dāng)SBS摻量大于4%時，浙青很難乳化。以上兩種工藝制備的乳化浙青性能較普通乳化浙青要好，但還達不到高性能乳化浙青的要求，尤其是軟化點和彈性恢復(fù)達到70以上很難，并且固含量較高，對施工有一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高性能粘層用陽離子改性乳化浙青及其制備方法。為達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。—種粘層用陽離子改性乳化浙青，該乳化浙青按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括以下成分，各成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之和等于100%:基質(zhì)浙青:45 55%SBS 改性劑:1.5 4%陽離子乳化劑:1.2 2.0%水:45 50%有機穩(wěn)定劑:0.I 0.3%無機穩(wěn)定劑:0.I 0.3%PH 調(diào)節(jié)劑:1.0 2%
交聯(lián)劑:0.1 0.125%，所述SBS改性劑為線性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(殼牌公司生產(chǎn))，SBS改性劑的嵌段比為10/90 20/80，分子量為8萬 9萬。所述基質(zhì)浙青為道路石油浙青。所述陽離子乳化劑為十八烷基三甲基銨鹽、十六烷基三甲基銨鹽與十六烷基乙撐二胺的混合物，例如美德維實偉克生產(chǎn)的陽離子乳化劑DF-62。所述有機穩(wěn)定劑為聚乙烯醇或甲基纖維素中的一種或兩種。所述無機穩(wěn)定劑為氯化鈣或氯化銨中的一種或兩種。所述PH調(diào)節(jié)劑為濃鹽酸或濃硫酸中的一種或兩種。所述交聯(lián)劑為多硫類或過氧類。上述粘層用陽離子改性乳化浙青的制備方法，包括以下步驟:I)將基質(zhì)浙青在140 150°C下加熱至融溶，然后向基質(zhì)浙青中加入SBS改性劑，加入SBS改性劑后攪拌40 50分鐘，攪拌后加熱至160 180°C，然后用高速剪切機剪切30 40分鐘，剪切機轉(zhuǎn)速為3000 5000r/min，然后降溫至140 150°C，降溫后再加入交聯(lián)劑，然后繼續(xù)剪切10 15分鐘，得到改性浙青，保溫備用；2)經(jīng)過步驟I)后，將陽離子乳化劑、有機穩(wěn)定劑、無機穩(wěn)定劑、水以及PH調(diào)節(jié)劑按比例混合后配制成皂液，pH控制在2 3之間`，將皂液加熱至50 70°C后將保溫備用的改性浙青緩緩倒入皂液中，邊倒邊攪拌，防止產(chǎn)生泡沫，然后用膠體磨混合乳化，得到粘層用陽離子改性乳化浙青產(chǎn)品。本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明采用的SBS改性劑為線性結(jié)構(gòu)，分子量小，較一般的星型和線型SBS改性劑易于乳化，并且改性后對浙青性能有較好的提升作用。本發(fā)明采用的乳化劑乳化效果好，尤其是乳化改性浙青，制備的乳化浙青均勻、存儲穩(wěn)定性好，并且乳化浙青殘留物指標(biāo)較原樣浙青有一定程度的提高，優(yōu)勢明顯。由于以上特點，使本發(fā)明制備的改性乳化浙青高低溫性能和彈性恢復(fù)能力強，用作粘層浙青使用時使粘結(jié)性能大大提高，粘結(jié)強度較SBR改性乳化浙青提高30 40%，破乳速度快，保證了現(xiàn)場施工的連續(xù)性，并有良好的防水作用。2、本發(fā)明制備過程通過控制原料的配比及加工溫度，采用膠體磨乳化制得最終產(chǎn)品；所制備的乳化浙青固含量低、高低溫性能優(yōu)異、彈性恢復(fù)和粘結(jié)性能強、穩(wěn)定性好，軟化點和彈性恢復(fù)均能達到70以上，遠遠高于一般改性乳化浙青的指標(biāo)；本發(fā)明采用的乳化劑和改性劑，不僅使改性浙青易于乳化，而且制備的改性乳化浙青性能好；本發(fā)明采用復(fù)配穩(wěn)定劑，提聞了乳液穩(wěn)定性能。3、本發(fā)明的生產(chǎn)成本與現(xiàn)有技術(shù)相比基本相當(dāng)，但制備的改性乳化浙青性能優(yōu)
越，可以明顯改善浙青路面層間由于粘結(jié)不良引起的病害，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效.、/■
Mo4、本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單，采用常用的浙青改性和乳化工藝就可實現(xiàn)上述優(yōu)點，實用性強，使用效果優(yōu)良，易于推廣應(yīng)用。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例1以制取500g粘層用陽離子改性乳化浙青為例進行說明:首先稱取230g SK90號道路石油浙青，然后向熱熔狀態(tài)(140 150°C)下的SK90號道路石油浙青中加入9g SBS改性劑(殼牌公司生產(chǎn)的線性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比為10/90 20/80，分子量為8萬 9萬)，機械攪拌40分鐘后將浙青加熱至160 170°C，然后在改性設(shè)備(剪切機)中剪切30分鐘，剪切機轉(zhuǎn)速為4000r/min，然后冷卻至140 150°C，冷卻后再加入0.5g交聯(lián)劑(由濟南重交路橋工程有限公司提供，型號LZ-STAB-03),繼續(xù)剪切10分鐘，制得改性浙青，將制備的改性浙青在140 150°C下保溫待用。稱取245g水、7.5g陽離子乳化劑(陽離子乳化劑為美德維實偉克生產(chǎn)的陽離子乳化劑DF-62)、lg氯化鈣、Ig聚乙烯醇和6g濃鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)37.5%)混合后制成皂液，將制備好的皂液加熱至50 70°C后將保溫待用的改性浙青邊攪拌邊緩緩倒入皂液中，然后在浙青乳化設(shè)備(膠體磨)中進行乳化(膠體磨轉(zhuǎn)速為5000r/min，乳化時間5min)，即得成品陽離子改性乳化浙青粘層油，所得產(chǎn)品符合JTG F40-2004規(guī)范要求的粘層用陽離子乳化浙青技術(shù)指標(biāo)，主要指標(biāo)見表I。實施例2以制取400g粘層用陽離子改性乳化浙青為例進行說明首先稱取190g埃索70號道路石油浙青，然后向熱熔狀態(tài)(140 150°C)下的埃索70號道路石油浙青中加入7gSBS改性劑(殼牌公司生產(chǎn)的線性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比為10/90 20/80，分子量為8萬 9萬)，機械攪拌40分鐘后將浙青加熱至160 170°C，然后在改性設(shè)備(剪切機)中剪切30分鐘，剪切機轉(zhuǎn)速為4000r/min，然后冷卻至140 150°C，冷卻后再加入0.4g交聯(lián)劑(由濟南重交路橋工程有限公司提供，型號LZ-STAB-03)，繼續(xù)剪切10分鐘，制得改性浙青，將制備的改性浙青在140 150°C下保溫待用。稱取190g水、6g陽離子乳化劑(陽離子乳化劑為美德維實偉克生產(chǎn)的陽離子乳化劑DF-62)、0.8g氯化鈣、0.8g聚乙烯醇和5g濃鹽酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)37.5%)混合后制成皂液，將制備好的皂液加熱至50 70°C后將保溫待用的改性浙青邊攪拌邊緩緩倒入皂液中，然后在浙青乳化設(shè)備(膠體磨)中進行乳化(膠體磨轉(zhuǎn)速為5000r/min,乳化時間5min),即得成品高性能陽離子改性乳化浙青粘層油，所得產(chǎn)品符合JTGF40-2004規(guī)范要求的粘層用陽離子乳化浙青技術(shù)指標(biāo)，主要指標(biāo)見表I。表I粘層用高性能陽離子改性乳化浙青產(chǎn)品主要指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:該乳化浙青按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)包括以下成分: 基質(zhì)浙青:45 55% SBS改性劑:1.5 4% 陽離子乳化劑:1.2 2.0% 水:45 50% 有機穩(wěn)定劑:0.1 0.3% 無機穩(wěn)定劑:0.I 0.3% PH調(diào)節(jié)劑:1.0 2% 交聯(lián)劑:0.I 0.125% ，所述SBS改性劑為線性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，SBS改性劑的嵌段比為10/90 20/80，分子量為8萬 9萬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述基質(zhì)浙青為道路石油浙青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述陽離子乳化劑為十八烷基三甲基銨鹽、十六烷基三甲基銨鹽與十六烷基乙撐二胺的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述有機穩(wěn)定劑為聚乙烯醇或甲基纖維素中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述無機穩(wěn)定劑為氯化鈣或氯化銨中的一種或兩種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述PH調(diào)節(jié)劑為濃鹽酸或濃硫酸中的一種或兩種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種粘層用陽離子改性乳化浙青，其特征在于:所述交聯(lián)劑為多硫類或過氧類。
8.—種如權(quán)利要求1所述粘層用陽離子改性乳化浙青的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將基質(zhì)浙青在140 150°C下加熱至融溶，然后向基質(zhì)浙青中加入SBS改性劑，加入SBS改性劑后攪拌40 50分鐘，攪拌后加熱至160 180°C，然后用剪切機剪切30 40分鐘，剪切機轉(zhuǎn)速為3000 5000r/min，然后降溫至140 150°C，降溫后再加入交聯(lián)劑，然后繼續(xù)剪切10 15分鐘，得到改性浙青，保溫備用； 2)經(jīng)過步驟I)后，將陽離子乳化劑、有機穩(wěn)定劑、無機穩(wěn)定劑、水以及PH調(diào)節(jié)劑混合后配制成皂液，將皂液加熱至50 70°C后將改性浙青倒入皂液中， 然后用膠體磨混合乳化，得到粘層用陽離子改性乳化浙青。
全文摘要
本發(fā)明提供一種粘層用陽離子改性乳化瀝青及其制備方法，其組成包括基質(zhì)瀝青、SBS改性劑、乳化劑、水、PH調(diào)節(jié)劑、有機穩(wěn)定穩(wěn)定劑和無機穩(wěn)定劑；制備過程通過控制材料的配比及加工溫度采用膠體磨乳化制得最終產(chǎn)品；所制備的乳化瀝青固含量低、高低溫性能優(yōu)異、彈性恢復(fù)和粘結(jié)性能強、穩(wěn)定性好，軟化點和彈性恢復(fù)均能達到70以上，遠遠高于一般改性乳化瀝青的指標(biāo)；本發(fā)明采用特種乳化劑和改性劑，不僅使改性瀝青易于乳化，而且制備的改性乳化瀝青性能好；并采用復(fù)配穩(wěn)定劑，提高了乳液穩(wěn)定性能。
文檔編號C08L95/00GK103113751SQ20131005964
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者陳華鑫, 劉洪 , 蘇新國, 魯圣弟, 黃學(xué)文, 顏赫, 李進, 薛躍武, 張豐焰, 管勤, 曹進, 許澤寧, 耿超, 沈筠, 李潔, 景宏偉, 魏峰, 蔣衛(wèi)平, 賈廣平 申請人:長安大學(xué)