一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于泡沫溫拌瀝青路面技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡 劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)境污染和能源的日益枯竭是當(dāng)今全球普遍關(guān)注的兩大熱點(diǎn)，隨著人們對(duì)環(huán)保、 健康意識(shí)的日益提高，"環(huán)保、綠色、低碳"技術(shù)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一大趨勢(shì)。熱拌瀝青混合 料在施工過(guò)程中因拌合施工溫度高會(huì)產(chǎn)生大量的有毒有害煙氣，消耗大量的能源，釋放溫 室氣體等缺點(diǎn)，為此兼具降低生產(chǎn)能耗、減少?gòu)U氣和粉塵排放等優(yōu)點(diǎn)的溫拌瀝青混合料技 術(shù)迅速發(fā)展為瀝青路面材料領(lǐng)域一項(xiàng)很有前景的新興材料。溫拌瀝青混合料比熱拌瀝青混 合料的施工溫度降低20_30°C，但還能保持熱拌瀝青混合料的使用性能，為此備受青睞。
[0003] 目前較為成熟的溫拌技術(shù)有以下三種:泡沫溫拌技術(shù)、有機(jī)降黏溫拌技術(shù)、化學(xué)降 黏溫拌技術(shù)。其中不摻加任何化學(xué)穩(wěn)定劑、成本降低的綠色溫拌技術(shù)一一泡沫溫拌瀝青越 來(lái)越受專家學(xué)者的關(guān)注。所謂的泡沫溫拌瀝青是指向高溫的瀝青中摻加一定比例的水，使 瀝青急劇汽化，體積迅速膨脹，生成泡沫瀝青，瀝青以泡沫瀝青的形式噴入拌缸與集料拌合 成瀝青混合料，此時(shí)泡沫瀝青的黏度比瀝青低很多，為此和易性大大增加，可以在較低的溫 度下充分裹覆集料，進(jìn)而降低了瀝青混合料的拌合溫度。
[0004] 對(duì)于泡沫溫拌瀝青而言，兩個(gè)重要的性能參數(shù)為膨脹率和半衰期，其對(duì)泡沫瀝青 混合料的拌合和施工過(guò)程有著非常重要的影響。為了提高其混合料的路用性能，泡沫溫拌 瀝青的膨脹率應(yīng)盡可能的大、半衰期應(yīng)盡可能延長(zhǎng)?！豆窞r青路面再生技術(shù)規(guī)范》（JTJ F41-2008)中要求膨脹率不小于10倍同時(shí)半衰期不低于10s。但是目前單純用水發(fā)泡所制備 的泡沫溫拌瀝青的膨脹率和半衰期均相對(duì)較小?，F(xiàn)有技術(shù)中，CN102505608B提出了一種泡 沫瀝青的制備方法，所制備的泡沫瀝青的膨脹率不小于10,半衰期不小于8s，通過(guò)調(diào)整瀝青 發(fā)泡溫度和用水量也很難得到明顯改善。CN104448865A制備了一種發(fā)泡改性瀝青組合物， 其中含有瀝青改性劑、乳化劑等組分，所制備的泡沫瀝青的膨脹率最高可至12倍，半衰期最 長(zhǎng)至10s。為此單純的用水發(fā)泡來(lái)提高膨脹率和半衰期的能力是有限的，同時(shí)也需要加入降 低泡沫瀝青中油包水氣泡的界面張力的發(fā)泡劑來(lái)改善發(fā)泡效果，目前對(duì)該方面的研究較 少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑;本發(fā)明的另一目 的是提供一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法。
[0006] 技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其包括以下重量分?jǐn)?shù)的成分：陽(yáng)離子表面活性劑： 1 · 5-5 · 0份，穩(wěn)定劑:0 · 1-0 · 5份，調(diào)節(jié)劑:0 · 01-0 · 10份，水:94-98份。
[0008] 所述的陽(yáng)離子表面活性劑為十二烷基三甲基氯化銨、咪唑啉系表面活性劑、聚丙 烯酰胺、十八烷基胺基-2-羥基丙基-三乙基氯化銨中的一種或者幾種的混合物。
[0009] 所述的咪唑啉系表面活性劑為十二烷基羧甲基鈉型咪唑啉醋酸鹽、1-N-羥乙基-2-烷基咪唑啉季銨鹽、2-烷基-N-羥乙基-N-羥丙基磺基咪唑啉中的一種或者幾種的混合 物。
[0010]所述的穩(wěn)定劑為CaCl2、羥乙基纖維素、木質(zhì)素中的一種或者幾種的混合物。
[0011] 所述的調(diào)節(jié)劑為鹽酸。
[0012] 所述的調(diào)節(jié)齊I」調(diào)節(jié)發(fā)泡齊Ι」ρΗ為2~4。
[0013] -種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法，將陽(yáng)離子表面活性劑、穩(wěn)定劑、調(diào)節(jié)劑和 水，按比例在攪拌均勻混合得到溫拌瀝青用發(fā)泡劑。
[0014] 發(fā)明原理:對(duì)于泡沫溫拌瀝青而言，其膨脹率和半衰期對(duì)泡沫瀝青的性能影響較 大。其中泡沫的破裂的原因主要分為以下兩個(gè)方面，首先是泡沫內(nèi)的溫度和壓力的降低超 過(guò)了泡沫表面張力恢復(fù)的速度，進(jìn)而泡沫破裂;再者是泡沫內(nèi)的壓力超過(guò)了其表面張力的 極限時(shí)，泡沫也會(huì)破裂。為此泡沫瀝青所形成的油包水體系中氣泡表面張力的大小是一個(gè) 非常關(guān)鍵的指標(biāo)。
[0015] 大量的研究發(fā)現(xiàn)，要使兩相界面能夠穩(wěn)定存在必須降低其表面張力，為此本發(fā)明 從降低氣泡的表面張力著手來(lái)改善泡沫瀝青的發(fā)泡特性。固定工藝條件下，單純用水發(fā)泡 所形成的泡沫的表面張力是一定的，進(jìn)而其膨脹率和半衰期的變化幅度不大。目前降低油 水界面表面張力較為有效的手段是添加一定量的表面活性劑，研究發(fā)現(xiàn)向體系中加入表面 活性劑后對(duì)泡沫產(chǎn)生更加有利，且形成的泡沫更加穩(wěn)定，同時(shí)體系中摻加部分其穩(wěn)定作用 的穩(wěn)定劑和調(diào)節(jié)劑，所制備的泡沫溫拌瀝青具有膨脹率高、半衰期長(zhǎng)、性能穩(wěn)定等特征，并 且方法簡(jiǎn)單，易于操作，成本低，在實(shí)際工程中有較好的推廣應(yīng)用前景。
[0016] 有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，該發(fā)泡劑所制 備的泡沫溫拌瀝青具有膨脹率高、半衰期長(zhǎng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn);本發(fā)明的泡沫溫拌瀝青用發(fā) 泡劑的制備方法，步驟簡(jiǎn)單，易于操作，具備很好的實(shí)用性。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑及其制備方法，然后使 用相應(yīng)發(fā)泡劑制備泡沫溫拌瀝青，對(duì)其發(fā)泡特性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施 例。
[0018] -種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，以重量計(jì)，原料組成包括：陽(yáng)離子表面活性劑：1.5-5 · 0份，穩(wěn)定劑:0 · 1-0 · 5份，調(diào)節(jié)劑:0 · 01-0 · 10份，水:94-98份。
[0019]陽(yáng)離子表面活性劑為十二烷基三甲基氯化銨、咪唑啉系表面活性劑、聚丙烯酰胺、 十八烷基胺基-2-羥基丙基-三乙基氯化銨中的一種或者幾種的混合物。咪唑啉系表面活性 劑為十二烷基羧甲基鈉型咪唑啉醋酸鹽、1-N-羥乙基-2-烷基咪唑啉季銨鹽、2-烷基-N-羥 乙基-N-羥丙基磺基咪唑啉中的一種或者幾種的混合物。
[0020] 穩(wěn)定劑為CaCl2、羥乙基纖維素、木質(zhì)素中的一種或者幾種的混合物。調(diào)節(jié)劑為調(diào) 整發(fā)泡劑pH值的稀鹽酸。水為自來(lái)水。
[0021] -種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法，將陽(yáng)離子表面活性劑、穩(wěn)定劑、調(diào)節(jié)劑和 水，按照上述比例在攪拌均勻混合得到溫拌瀝青用發(fā)泡劑。
[0022]實(shí)施例中所用基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的性質(zhì)見(jiàn)表1。
[0023]表1基質(zhì)瀝青基本性能指標(biāo)
[0026]按本專利所述方法和步驟，分別制備了4個(gè)泡沫溫拌瀝青樣品，具體配方測(cè)定結(jié)果 見(jiàn)實(shí)施例1-4,并以用水發(fā)泡制備泡沫溫拌瀝青評(píng)測(cè)結(jié)果為比較例。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 按照質(zhì)量份數(shù)比十二烷基三甲基氯化銨和2.0份、CaCl20.3份、鹽酸0.02份和水 97.68份配制成發(fā)泡劑;基質(zhì)瀝青加熱至160°(3，發(fā)泡劑稱取2.0的％(內(nèi)摻法），在一定的條 件下制備泡沫瀝青，其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。
[0029] 實(shí)施例2
[0030]按照質(zhì)量份數(shù)比咪唑啉系表面活性劑3.5份、羥乙基纖維素0.2份、鹽酸0.03份和 水96.25份配制成發(fā)泡劑;基質(zhì)瀝青加熱至150°C，發(fā)泡劑稱取3. Owt % (內(nèi)摻法），在一定的 條件下制備泡沫瀝青，其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。
[0031] 實(shí)施例3
[0032]按照質(zhì)量份數(shù)比咪唑啉系表面活性劑和聚丙烯酰胺1.5份、羥乙基纖維素0.3份、 鹽酸0.02份和水96.65份配制成發(fā)泡劑;基質(zhì)瀝青加熱至160°C，發(fā)泡劑稱取2.5 % (內(nèi)摻 法），在一定的條件下制備泡沫瀝青，其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。
[0033] 實(shí)施例4
[0034]按照質(zhì)量份數(shù)比十八烷基胺基-2-羥基丙基-三乙基氯化銨和聚丙烯酰胺2.0份、 羥乙基纖維素0.4份、鹽酸0.03份和水95.57份配制成發(fā)泡劑;SBS改性瀝青加熱至170°C，發(fā) 泡劑稱取3.0wt%(內(nèi)摻法），在一定的條件下制備泡沫瀝青，其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。
[0035] 比較例1
[0036]基質(zhì)瀝青加熱至160°C，水稱取2. Owt % (內(nèi)摻法），在一定的條件下制備泡沫瀝青， 其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所不。
[0037] 比較例2
[0038] SBS改性瀝青加熱至170°C，水稱取3 .Owt% (內(nèi)摻法），在一定的條件下制備泡沫瀝 青，其性能指標(biāo)見(jiàn)表2所示。
[0039] 所制備的泡沫溫拌瀝青的主要指標(biāo)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。
[0040] 表2泡沫溫拌瀝青實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
[0042]由以上具體實(shí)例和評(píng)價(jià)結(jié)果可知，采用本發(fā)明所配制的發(fā)泡劑所制備的泡沫溫拌 瀝青的膨脹率和半衰期遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通泡沫瀝青。整體來(lái)看，使用發(fā)泡劑所制備的泡沫瀝青 其發(fā)泡特性較好，進(jìn)而可以改善泡沫瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)。該發(fā)泡劑可以應(yīng)用于普通道路 石油瀝青、SBS改性瀝青、橡膠瀝青等瀝青泡沫溫拌瀝青的制備。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于:其包括以下重量分?jǐn)?shù)的成分：陽(yáng)離子表面 活性劑:1.5-5.0份，穩(wěn)定劑:0.1 -0.5份，調(diào)節(jié)劑:0.01 -0.10份，水:94-98份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于:所述的陽(yáng)離子表面 活性劑為十二烷基三甲基氯化銨、咪唑啉系表面活性劑、聚丙烯酰胺、十八烷基胺基-2-羥 基丙基-三乙基氯化銨中的一種或者幾種的混合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于:所述的咪唑啉系表 面活性劑為十二烷基羧甲基鈉型咪唑啉醋酸鹽、1-N-羥乙基-2-烷基咪唑啉季銨鹽、2-烷 基-N-羥乙基-N-羥丙基磺基咪唑啉中的一種或者幾種的混合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于：所述的穩(wěn)定劑為 CaCl2、羥乙基纖維素、木質(zhì)素中的一種或者幾種的混合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)劑為鹽 酸。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié) 發(fā)泡劑pH為2~4。7. 權(quán)利要求1~6中任意一項(xiàng)所述的一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法，其特征在 于:將陽(yáng)離子表面活性劑、穩(wěn)定劑、調(diào)節(jié)劑和水，按比例在攪拌均勻混合得到溫拌瀝青用發(fā) 泡劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑，屬于泡沫溫拌瀝青路面技術(shù)領(lǐng)域，其包括以下重量分?jǐn)?shù)的成分：陽(yáng)離子表面活性劑：1.5-5.0份，穩(wěn)定劑：0.1-0.5份，調(diào)節(jié)劑：0.01-0.10份，水：94-98份。本發(fā)明還公開(kāi)了溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法。本發(fā)明泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑所制備的泡沫溫拌瀝青具有膨脹率高、半衰期長(zhǎng)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)；本發(fā)明的泡沫溫拌瀝青用發(fā)泡劑的制備方法，步驟簡(jiǎn)單，易于操作，具備很好的實(shí)用性。
【IPC分類】C08J9/08, C08L95/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105524295
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610025513
【發(fā)明人】董夫強(qiáng), 于新, 劉圣潔, 徐波, 丁功瀛, 尹龍
【申請(qǐng)人】河海大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2016年1月13日