CN101787215B - 防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，由下列质量份的组分制成，无机盐4～16份；水45～75份；阳离子乳化剂0.2～0.8份；基质沥青20～40份；40～65％含固量的丁苯胶乳1～3份；硬脂酸钙5～10份；适量的无机酸。其制备方法包括以下步骤：将无机盐用加热到60～80℃的水在容器中搅拌下充分溶解均匀；加入阳离子乳化剂分散均匀，调节溶液的pH在1～4之间；将混合均匀后的溶液倒入胶体磨中，启动胶体磨，加入基质沥青进行乳化；将初步得到的乳化沥青转移到高速剪切仪中，加入丁苯胶乳和硬脂酸钙，低速旋转，再转移至容器中即得。本发明组成物价格低廉，生产工艺简单，除冰效果明显，在-2～0℃完全抑制凝冰的产生，-4～-2℃凝冰发生率在15％以下；在冬季道路凝冰地区具有推广应用的价值。

Description

防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青及其制备方法

技术领域  本发明涉及一种路面处理材料，特别涉及一种防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青及其制备方法。

背景技术  众所周之，冬季道路产生凝冰往往最为常用的方法就是在其表面上撒布一定量的“融冰盐”，采用这种方法往往不能及时撒布并清理，撒布时间过早不能有效的固定在道路某一位置，在交通车辆的作用下被车轮带走；撒布时间过晚在融冰前期不能速效消除凝冰带来的危害，融冰后期又因为大量的冰水混合物融化导致“融冰盐”的随处排放，对周边环境带来巨大的危害。另外，在铺装沥青混合料面层前就将一定量的盐化物掺加其中，依靠轮胎对路面的摩擦和毛细负压力作用析出的盐化物足以将路面的表面冰点降低2～3℃，但由于铺装费用昂贵以及铺装该面层后由于盐化物的析出往往导致路面表层“碎石-沥青”脱落，耐久性能降低，因此在混合料中掺加盐化物的方法一直未有得到大力推广和应用。

针对解决冬季路面凝冰带来的交通危害，国内外曾就此进行了相关的技术研究。上世纪70年代，瑞士发明一项叫“verglimit”的解冻盐，这种由氯化物为主要成分的解冻剂在其表面包裹一层环氧树脂或酚醛树脂的防水层，用于替代碎石用于沥青混合料，该解冻盐在法国、奥地利、德国均铺筑过试验路段，具有一定的抗凝冰效果，可能受施工要求、经济成本、路面耐久性等影响，尚未见“verglimit”用于工程的后期跟踪报道；德国专利DE10117437A1公开了一种直接在乳化沥青中掺加氯化钠的方法，由于氯化钠和乳化沥青的粘结性和氯化钠的过早损失，使其除冰性能并不理想；德国专利EP1321580公开了一种对乳化沥青中掺加的氯化钠表面进行预先处理的方法，但仍未能解决氯化钠和乳化沥青之间粘结稳定性；在中国大部分的研究都局限除冰盐的研制，基本上用于凝冰前后期的撒布，冰雪融化后存在极大的环境污染性。

综上所述，开发研制出除冰效果优良、环保无污染、路面性能无大幅下降、产品价格低廉的新型除冰材料前景广阔。

发明内容本发明的目的就是针对解决道路凝冰所产生的交通危害，提供一种防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征在于：由下列质量份的组分制成，

无机盐                     4～16份；

水                         45～75份；

阳离子乳化剂               0.2～0.8份；

基质沥青                   20～40份；

固含量为40～65％的丁苯胶乳 1～3份；

硬脂酸钙                   5～10份；

无机酸                     用于将无机盐、水、阳离子乳化剂形成的混合液PH

值调整到1～4之间的质量份。

以上基质沥青、水、阳离子乳化剂是喷洒主体，作为盐化物的附着载体，无机盐用于降低乳化沥青表面的冰点，丁苯胶乳、硬脂酸钙起改性、稳定作用，其中丁苯胶乳(SBR)用于改性乳化沥青，提高粘结性及其高低温性能；，硬脂酸钙用于稳定作用，提高盐化物的持续释放时间。

优选的，所述的无机盐选自氯化钠、硫酸镁、硫酸钙中的一种或几种；所述的无机盐的粒径为在筛孔尺寸在0.15mm方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％。无机盐用来通过轮胎摩擦缓慢释以降低路表层的冰点；

优选的，所述的阳离子乳化剂为阳离子型乳化剂DF42E。用来对基质沥青进行乳化，保证基质沥青的乳化顺利进行；

优选的，所述的基质沥青选自重交AH70或AH90基质沥青中的一种。用于作为盐化物的附着载体。

优选的，所述的丁苯胶乳固含量在40～65％。用以提高改性乳化沥青的粘结性能。

优选的，所述的硬脂酸钙熔点在150℃以上，其粒径为在筛孔尺寸为0.075mm的方孔筛的通过率大于90％。用以稳定盐化物的有效释放时间。

优选的，所述的无机酸为硫酸、盐酸中的一种；所述硫酸的浓度为40～98％；所述盐酸的浓度为35～37.5％。无机酸用于将无机盐、水、阳离子乳化剂形成的混合液PH值调整到1～4之间。

上述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、按质量配比称取各组分；

2)、将无机盐用加热到60～80℃的水在容器中搅拌下充分溶解均匀；

3)、在步骤2中的混合液中加入阳离子乳化剂搅拌下使之分散均匀，同时用无机酸调节溶液的PH在1～4之间；

4)、将步骤3混合均匀后的溶液倒入胶体磨中，启动胶体磨，加入基质沥青进行乳化，乳化时间控制在30s～60s，然后打开胶体磨的出水阀门，收集乳化沥青；

5)、将步骤4初步得到的乳化沥青转移到高速剪切仪中，加入丁苯胶乳和硬脂酸钙，在800～1000转/min下低速旋转，控制时间在3～5min，然后将得到的改性盐化乳化沥青立即转移至容器中，密封即得防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青。

本发明产品用于道路表面防治凝冰的使用方法：预先将要喷涂的道路面层清扫干净，然后用乳化沥青喷洒车喷洒，厚度控制在1～2mm，待乳化沥青破乳后即可进行通车。

本发明产品的除冰机理：用该发明产品喷洒在混凝土或者沥青表面面层，在车胎的摩擦和毛细负压下，乳化沥青中的微量盐化物得以有效释放，同时本产品中的硬脂酸钙具有疏水稳定性，可以有效的防止盐化物的散失，保证乳化沥青中的盐化物释放的持续性，确保在较长的时间内路面的表层具有抗凝冰效果。

本发明防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青及其制备方法的有益效果是，产品组成物价格低廉，生产工艺简单，施工简便易行，除冰效果明显，在-2～0℃完全抑制凝冰的产生，-4～-2℃凝冰发生率在15％以下；从对路面的盐化物的析出量测定，发现析出盐的量＜100g/m²·年(当今学识上认定临界值)，具有良好的环保效益，在冬季道路凝冰地区具有推广应用的价值。

具体实施方式  下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中，在不背离本发明的技术解决方案前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1

氯化钠    9kg；

水        70.5kg；

阳离子乳化剂DF42E        0.5kg；

基质沥青AH70             30kg；

丁苯胶乳SBR(固含量60％)  2kg；

硬脂酸钙                 6kg；

浓度为35％的盐酸         适量

氯化钠的粒径为在筛孔尺寸0.15mm方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％；硬脂酸钙熔点在150℃以上，其粒径为在筛孔尺寸0.075mm的方孔筛的通过率大于90％。

上述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、按质量配比称取各组分；

2)、将氯化钠用加热到60～80℃的水在容器中搅拌下充分溶解均匀；

3)、在步骤2中的混合液中加入阳离子乳化剂DF42E搅拌下使之分散均匀，同时用无机酸调节溶液的PH在1～4之间；

4)、将步骤3混合均匀后的溶液倒入胶体磨中，启动胶体磨，加入基质沥青AH70进行乳化，乳化时间控制在30s～60s，然后打开胶体磨的出水阀门，收集乳化沥青；

5)、将步骤4初步得到的乳化沥青转移到高速剪切仪中，加入丁苯胶乳(SBR)和硬脂酸钙，在800～1000转/min下低速旋转，控制时间在3～5min，然后将得到的改性盐化乳化沥青立即转移至容器中，密封即得防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青。

实施例2

硫酸钙    4kg；

水                        45kg；

阳离子乳化剂DF42E         0.2kg；

基质沥青AH90              20kg；；

丁苯胶乳SBR(固含量56％)   1kg；

硬脂酸钙                  5kg；

浓度为37％的盐酸          适量

硫酸钙的粒径为在筛孔尺寸0.15mm方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％；硬脂酸钙熔点在150℃以上，其粒径为在筛孔尺寸0.075mm的方孔筛的通过率大于90％。

制备方法同实施例1。

实施例3

硫酸镁                    16kg；

水                        75kg；

阳离子乳化剂DF42E         0.8kg；

基质沥青AH70              40kg；

丁苯胶乳SBR(固含量40％)   3kg；

硬脂酸钙                  10kg；

浓度为40％的硫酸          适量

硫酸镁的粒径为在筛孔尺寸0.15mm方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％；硬脂酸钙熔点在150℃以上，其粒径为在筛孔尺寸0.075mm的方孔筛的通过率大于90％。

制备方法同实施例1。

效果评价

析盐程度：

将30％含固量的改性乳化沥青和对应内掺了30％氯化钠的改性盐化乳化沥青分别喷涂在混凝土的石块上，室温25℃放置12h，观测表面的纹理结构，发现改性乳化沥青表面平整光滑，而内掺了30％氯化钠的对应改性盐化乳化沥青表层具有明显的小水珠产生，源于氯化钠受潮析出缘故。

除冰效果：

将30％含固量的改性乳化沥青和内掺30％氯化钠的改性盐化乳化沥青表面分别喷涂在混凝土试件表面，在-6℃持续3h后用外力对冰层划痕后的表面状况。

从试验和反复后期的性能试验发现，改性盐化乳化沥青具有持续的蓄盐释放能力，能够提高机车对冰层的摩擦系数，缓解道路凝冰所带来的交通事故。

对实施例2、实施例3制备的改性盐化乳化沥青同样进行了析盐程度和除冰效果的评价，结果发现改性盐化乳化沥青都具有一定的析盐性，对提高冰层路面的摩擦系数和降低交通事故具有显著的效果。

Claims (7)

1.一种防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征在于：由下列质量份的组分制成，

无机盐                     4～16份；

水                         45～75份；

阳离子乳化剂               0.2～0.8份；

基质沥青                   20～40份；

固含量为40～65％的丁苯胶乳 1～3份；

硬脂酸钙                   5～10份；

无机酸         用于将无机盐、水、阳离子乳化剂形成的混合液PH值调整到1～4之间的质量份；

所述的无机盐选自氯化钠、硫酸镁、硫酸钙中的一种或几种。

2.按照权利要求1所述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征是：所述的无机盐的粒径为在筛孔尺寸0.15mm方孔筛的通过率大于85％，纯度大于90％。

3.按照权利要求1所述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征是：所述的阳离子乳化剂为阳离子型乳化剂DF42E。

4.按照权利要求1所述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征是：所述的基质沥青选自重交AH70或AH90基质沥青中的一种。

5.按照权利要求1的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征是：所述的硬脂酸钙熔点在150℃以上，其粒径为在筛孔尺寸0.075mm的方孔筛的通过率大于90％。

6.按照权利要求1的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青，其特征是：所述的无机酸为硫酸、盐酸中的一种；所述硫酸的浓度为40～98％；所述盐酸的浓度为35～37.5％。

7.权利要求1所述的防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、按质量配比称取各组分；

2)、将无机盐用加热到60～80℃的水在容器中搅拌下充分溶解均匀；所述的无机盐选自氯化钠、硫酸镁、硫酸钙中的一种或几种；

3)、在步骤2中的混合液中加入阳离子乳化剂搅拌下使之分散均匀，同时用无机酸调节溶液的PH在1～4之间；

4)、将步骤3混合均匀后的溶液倒入胶体磨中，启动胶体磨，加入基质沥青进行乳化，乳化时间控制在30s～60s，然后打开胶体磨的出水阀门，收集乳化沥青；

5)、将步骤4初步得到的乳化沥青转移到高速剪切仪中，加入丁苯胶乳和硬脂酸钙，在800～1000转/min下低速旋转，控制时间在3～5min，然后将得到的改性盐化乳化沥青立即转移至容器中，密封即得防治路面凝冰的喷洒型改性盐化乳化沥青。