CN108641381B - 一种彩色路面封面料及其制备方法 - Google Patents

一种彩色路面封面料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种彩色路面封面料及其制备方法。本发明提供了一种彩色路面封面料，按质量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：脱色沥青150～200份，粘土20～25份，蒙脱石10～15份，乳化剂6～8份，功能性添加料5～10份，水260～320份。本发明提供的彩色路面封面料利用粘土、蒙脱石、乳化剂和水形成泥浆型乳化皂液，对脱色沥青进行乳化，使各组分相互结合形成统一的整体，提升乳化沥青的粘结性和稳定性；并加入功能性添加料制成具有一定稠度的彩色路面封面料，该封面料由于粘土和蒙脱石这些矿物材料的支撑增稠，使乳化后的沥青长期稳定保存。实验结果表明，本发明提供的彩色路面封面料有效期长达2年以上。

Description

一种彩色路面封面料及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路养护技术领域，特别涉及一种彩色路面封面料及其制备方法。
背景技术
随着公路里程的迅速加大和机动车辆的快速发展，交通与环境的协调发展越来越受到城市建设的重视，公路隧道、桥梁、城市道路、机场、公园、景区等各种地方都在开始陆续使用彩色路面。彩色沥青路面具有色泽鲜艳、高档美观、颜色多样等特点，铺装在路面不但减少了交通噪音，还提高了行车舒适度，有效地美化道路交通，改善道路空间环境，减少行车司机视觉疲劳，而且提升了道路交通的警示诱导作用，降低安全事故的发生率。
当前彩色沥青路面施工技术较为新型的方式为彩色胶结料式，所谓彩色胶结料也称作彩色沥青，通常是以现代石油化工产品为基础原料，再配以高分子共聚物、树脂、填充油和其他外加剂配成与石油沥青性能相似的胶结料，现在国内比较流行的工艺所采用的胶结料为经过脱色的浅色彩色沥青专用胶结料，然后添加遮盖剂和着色剂进行着色，生成色彩鲜艳的彩色胶结料，施用时在拌缸和彩色骨料，矿粉等材料一起搅拌均匀后即成为彩色沥青混合料。
彩色沥青路面造价昂贵，比普通黑色沥青路面高出10倍不止，普遍存在着造价高、推广难等问题。而现有的彩色乳化沥青生产工艺大都是通过彩色沥青与乳化剂、改性剂、稳定剂等形成的皂液按一定比例在适宜的温度条件下，经过专门的胶体磨研磨剪切制作而成的。常见的彩色乳化沥青有SBR改性乳化沥青和SBS改性乳化沥青：SBR改性乳化沥青即首先采用普通乳化仪器对基质沥青进行乳化，然后添加SBR乳液拌合均匀即可；SBS改性乳化沥青则是先通过SBS胶乳对基质沥青改性再经过乳化仪器进行乳化值得。这两种乳化沥青稳定性差，不易长时间存放，且对设备要求严苛。
发明内容
本发明的目的在于提供一种彩色路面封面料及其制备方法。本发明提供的彩色路面封面料性质稳定，能够长时间存放，且对设备要求不高。
本发明提供了一种彩色路面封面料，按质量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：脱色沥青150～200份，粘土20～25份，蒙脱石10～15份，乳化剂6～8份，功能性添加料5～10份，水260～320份。
优选的，所述彩色路面封面料由包括以下组分的原料制备得到：脱色沥青160～180份，粘土22～24份，蒙脱石11～14份，乳化剂6.5～7.5份，功能性添加料6～8份，水280～300份。
优选的，所述粘土的粒度为200目以上。
优选的，所述蒙脱石的pH值为7.5～8.5，膨胀度为每1.0g膨胀的体积为10～25mL。
优选的，所述蒙脱石的粒度为300～800目。
优选的，所述乳化剂为慢裂型酰胺类阴离子沥青乳化剂。
优选的，所述功能性添加料包括1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和/或聚四氟乙烯。
本发明还提供了上述技术方案所述彩色路面封面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳化剂与部分水混合，得到乳化液；
(2)将所述步骤(1)得到的乳化液与粘土和蒙脱石混合，得到泥浆型乳化皂液；
(3)将所述步骤(2)得到的泥浆型乳化皂液依次与脱色沥青、功能性添加剂和剩余水混合，得到彩色路面封面料。
优选的，所述步骤(1)中水的温度为90～95℃。
优选的，所述步骤(3)中沥青的温度为140～155℃。
本发明提供了一种彩色路面封面料，按质量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：脱色沥青150～200份，粘土20～25份，蒙脱石10～15份，乳化剂6～8份，功能性添加料5～10份，水260～320份。本发明提供的彩色路面封面料利用粘土、蒙脱石、乳化剂和水形成泥浆型乳化皂液，对脱色沥青进行乳化，使各组分相互结合形成统一的整体，提升乳化沥青的粘结性和稳定性；并加入功能性添加料制成具有一定稠度的彩色路面封面料，该封面料由于粘土和蒙脱石这些矿物材料的支撑增稠，使乳化后的沥青长期稳定保存。实验结果表明，本发明提供的彩色路面封面料有效期长达2年以上。
此外，本发明提供的彩色路面封面料采用传统的具备搅拌桨的反应釜作为生产设备即可，对设备要求不高；在施用前与所选颜料(色彩可调)及彩色陶瓷集料混合后即可施用，方便简洁。
具体实施方式
本发明提供了一种彩色路面封面料，按质量份数计，由包括以下组分的原料制备得到：脱色沥青150～200份，粘土20～25份，蒙脱石10～15份，乳化剂6～8份，功能性添加料5～10份，水260～320份。
本发明提供的彩色路面封面料的原料包括脱色沥青150～200份，优选为160～180份。本发明对所述脱色沥青的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售脱色沥青即可。在本发明的实施例中，所述脱色沥青优选为克拉玛依油田用于生产道路沥青的环烷基稠油馏分为基础原料，经沥青脱色处理制得的脱色沥青；具体物化性能指标为针入度(25℃,100g,5s)60～800.1mm；延度(5cm/min,15℃)>100cm；软化点(环球法)44～54℃。在本发明中，所述沥青起粘结作用。
以沥青的质量为150～200份计，本发明提供的彩色路面封面料的原料包括蒙脱石10～15份，优选为11～14份。在本发明中，所述蒙脱石的化学成份优选为(Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2·nH2O。在本发明中，所述蒙脱石的pH值优选为7.5～8.5，更优选为8；所述蒙脱石的膨胀度优选为每1.0g膨胀的体积为10～25mL。在本发明中，所述蒙脱石的粒度优选为300～800目，更优选为400～700目，最优选为500～600目。在本发明中，所述蒙脱石起溶胀促进乳化和粘结的作用。
以沥青的质量为150～200份计，本发明提供的彩色路面封面料的原料包括粘土20～25份，优选为22～24份。在本发明中，所述粘土的粒度优选为200目以上。在本发明中，所述粘土起强度支撑的作用。
在本发明中，所述粘土优选为白粘土，是无序高岭石经沉积后由铝硅酸盐矿物形成的软质高可塑性粘土。在本发明中，所述粘土的品种及成分优选如表1所示。
表1粘土品种及成分
Figure BDA0001631503850000041
以沥青的质量为150～200份计，本发明提供的彩色路面封面料的原料包括乳化剂6～8份，优选为6.5～7.5份。在本发明中，所述乳化剂优选为慢裂型酰胺类阴离子沥青乳化剂，更优选包括十二烷基苯磺酸钠、双十二烷基苯基醚二磺酸钠、硬脂酸钠和月桂酸钠中的一种或多种。在本发明中，所述乳化剂能够促进沥青的乳化。
以沥青的质量为150～200份计，本发明提供的彩色路面封面料的原料包括功能性添加料5～10份，优选为6～8份。在本发明中，所述功能性添加料包括1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷和/或聚四氟乙烯。在本发明中，所述功能性添加料具有极低的表面能，用于路面时表面灰尘可通过雨水自洁，具有极好的疏水性(最大吸水率小于5％)，且斥油，具有极小的摩擦系数(0.15～0.17)，不会粘尘结垢，防污性好。在本发明中，当所述功能性添加料为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷时，有机物中键能最高的C-F键，使得氟碳在彩色胶结料中具有许多优异于普通彩色胶结料的特殊性能，如：耐候性、耐盐性、耐洗性、不粘附性免维护和自清洁耐沾污性。
以沥青的质量为150～200份计，本发明提供的彩色路面封面料的原料包括水260～320份，优选为280～300份。在本发明中，所述水优选为不含有有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其他污染物的水，具体如饮用水。在本发明中，所述水能够与蒙脱石、粘土和乳化剂形成泥浆型乳化皂液，促进对沥青的乳化；所述水的添加量在上述范围能够调节彩色路面封面料为合适的粘度。
在本发明中，所述彩色路面封面料的粘度优选为1500～2300厘泊，更优选为1800～2100厘泊。
本发明提供的彩色路面封面料利用粘土、蒙脱石、乳化剂和水形成泥浆型乳化皂液，对脱色沥青进行乳化，使各组分相互结合形成统一的整体，提升乳化沥青的粘结性和稳定性；并加入功能性添加料制成具有一定稠度的彩色路面封面料，该封面料由于粘土和蒙脱石这些矿物材料的支撑增稠，使乳化后的沥青长期稳定保存。
本发明还提供了上述技术方案所述彩色路面封面料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将乳化剂与部分水混合，得到乳化液；
(2)将所述步骤(1)得到的乳化液与粘土和蒙脱石混合，得到泥浆型乳化皂液；
(3)将所述步骤(2)得到的泥浆型乳化皂液依次与脱色沥青、功能性添加剂和剩余水混合，得到彩色路面封面料。
本发明将乳化剂与部分水混合，得到乳化液。在本发明中，以沥青的质量为100份计，所述部分水的质量优选为180～200份，更优选为185～195份。在本发明中，所述水的温度优选为90～95℃，更优选为93℃。在本发明中，所述水的温度在上述范围内能够进一步提高乳化效果。
本发明对所述乳化剂与部分水的混合的操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的制备混合物料的技术方案即可。在本发明中，所述乳化剂与部分水的混合优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的转速优选为100～120r/min，更优选为105～115r/min；所述搅拌的时间优选为2～3min。
得到乳化液后，本发明将所述乳化液与粘土和蒙脱石混合，得到泥浆型乳化皂液。在本发明中，所述乳化液与粘土和蒙脱石的混合优选在搅拌条件下进行；所述搅拌的速率优选为150～200r/min，更优选为160～180r/min；所述搅拌的时间优选为5～7min。
在本发明的优选方案中，所述乳化剂先溶于热水形乳化液，再与粘土和蒙脱石混合，蒙脱石遇水会发生溶胀，得到更加均匀的型乳化皂液。
得到泥浆型乳化皂液后，本发明将所述泥浆型乳化皂液依次与脱色沥青、功能性添加剂和剩余水混合，得到彩色路面封面料。在本发明中，所述脱色沥青的温度优选为130～150℃，更优选为140℃。
本发明优选将沥青在搅拌条件下加入所述泥浆型乳化皂液中，得到乳化沥青。在本发明中，所述搅拌的速率优选为300～320r/min，更优选为305～315r/min；所述搅拌的时间优选为25～30min。
得到乳化沥青后，本发明优选向所述乳化沥青中依次加入功能性添加剂和剩余水，得到彩色路面封面料。在本发明中，所述功能性添加剂优选在搅拌条件下加入；所述搅拌的速率优选为150～180r/min，更优选为160～170r/min；所述搅拌的时间优选为5～8min。
在本发明中，以沥青的质量为100份计，所述剩余水的质量优选为30～50份，更优选为40份。在本发明中，所述剩余水的温度优选为室温。在本发明中，所述剩余水能够将彩色路面封面料稀释至所需粘度。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的彩色路面封面料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1:
原料质量配比：脱色沥青150份，乳化剂6份，粘土20份，蒙脱石12份，功能性添加料5份，水260份。
具体步骤：
步骤一：将乳化剂与热水(90℃)加入搅拌设备中搅拌均匀，得乳化剂皂液(转速100r/min,2min)；
步骤二：将粘土、蒙脱石依次投入步骤一制成的乳化剂皂液中，搅拌(转速150r/min，6min)均匀，制成乳化皂液泥浆；
步骤三：将加热的脱色沥青(145℃)加入乳化皂液泥浆中，边加入边搅拌(转速300r/min，25min)，至脱色沥青加完为止；
步骤四：将功能性添加料1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷加入，边加入边搅拌(转速150r/min，5min)，并加入少量水调节粘度，将粘度控制在1500～2300厘泊范围。
本实施例制备的彩色路面封面料性能如表2所示。
表2实施例1彩色路面封面料性能
Figure BDA0001631503850000061
Figure BDA0001631503850000071
实施例2:
原料质量配比：脱色沥青180份，乳化剂7份，粘土22份，蒙脱石12份，功能性添加料7份，水280份。
具体步骤
步骤一：将乳化剂与热水(92℃)加入搅拌设备中搅拌均匀(转速120r/min,3min)；
步骤二：将粘土、蒙脱石依次投入步骤一制成的乳化剂皂液中，搅拌(转速160r/min，6min)均匀，制成乳化皂液泥浆；
步骤三：将加热的脱色沥青(140℃)加入乳化皂液泥浆中，边加入边搅拌(转速310r/min，28min)，至脱色沥青加完为止；
步骤四：将功能性添加料1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷加入，边加入边搅拌(转速170r/min，6min)，并加入少量水调节粘度，将粘度控制在1500～2300厘泊范围。
本实施例制备的彩色路面封面料性能如表3所示。
表3实施例2彩色路面封面料性能
Figure BDA0001631503850000072
Figure BDA0001631503850000081
实施例3:
原料质量配比：脱色沥青200份，乳化剂8份，粘土25份，蒙脱石15份，功能性添加料10份，水320份。
具体步骤：
步骤一：将乳化剂与热水(95℃)加入搅拌设备中搅拌均匀(转速120r/min,3min)；
步骤二：将粘土、蒙脱石依次投入步骤一制成的乳化剂皂液中，搅拌(转速200r/min，7min)均匀，制成乳化皂液泥浆；
步骤三：将加热的脱色沥青(155℃)加入乳化皂液泥浆中，边加入边搅拌(转速320r/min，30min)，至脱色沥青加完为止；
步骤四：将功能性添加料1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷加入，边加入边搅拌(转速180r/min，8min)，并加入少量水调节粘度，将粘度控制在1500～2300厘泊范围。
本实施例制备的彩色路面封面料性能如表4所示。
表4实施例3彩色路面封面料性能
Figure BDA0001631503850000082
Figure BDA0001631503850000091
从以上实施例可以看出，本发明提供的彩色路面封面料性质稳定，能够长时间存放，且对设备要求不高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种彩色路面封面料，按质量份数计，由以下组分的原料制备得到:脱色沥青160～180份，粘土22～24份，蒙脱石11～14份，乳化剂6.5～7.5份，功能性添加料6～8份，水280～300份；
所述乳化剂为慢裂型酰胺类阴离子沥青乳化剂；所述功能性添加料为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷；
所述粘土的粒度为200目以上。
2.根据权利要求1所述的彩色路面封面料，其特征在于，所述蒙脱石的pH值为7.5～8.5，膨胀度为每1.0g膨胀的体积为10～25mL。
3.根据权利要求2所述的彩色路面封面料，其特征在于，所述蒙脱石的粒度为300～800目。
4.权利要求1～3任意一项所述彩色路面封面料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将乳化剂与部分水混合，得到乳化液；
(2)将所述步骤(1)得到的乳化液与粘土和蒙脱石混合，得到泥浆型乳化皂液；
(3)将所述步骤(2)得到的泥浆型乳化皂液依次与脱色沥青、功能性添加剂和剩余水混合，得到彩色路面封面料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中水的温度为90～95℃。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中沥青的温度为140～155℃。
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