CN109320979A - 一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法及其应用 - Google Patents

一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法及其应用，属于道路工程的沥青路面材料技术领域。所述制备方法包括以下步骤：称取偶联剂、无机填料和水混合，超声分散，得到无机填料分散液；向制备的无机填料分散液中加入水性环氧树脂、水性环氧固化剂和乳化沥青，在室温下搅拌，得到所述树脂沥青乳液。然后将制得的树脂沥青乳液喷洒至酸性石料表面，烘干后即可获得表面处理的石料。本发明的酸性石料表面处理材料具备耐高温、粘附强度高和效果持久等优点，用于处理花岗岩等酸性石料，可显著提高沥青和石料的粘附性，提高沥青混合料抗水损害能力，延长路面使用寿命，有助于酸性石料丰富地区就地取材，降低该地区沥青路面的铺装成本。

Description

一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法 及其应用
技术领域
本发明属于道路工程的沥青路面材料技术领域，具体涉及一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法及其应用。
背景技术
由于石灰岩等碱性石料大量开采和使用，用于沥青路面铺筑的优质石料越来越少。花岗岩、石英岩、砂岩等酸性石料强度大、耐磨性好，能充分发挥集料之间的嵌挤和抗磨耗作用。但是，酸性石料与沥青的粘附性较差，混合料抗水损害性较差，在水的作用下容易产生沥青膜脱落，严重影响沥青路面的使用寿命，这也使得酸性石料的利用受到极大限制。
在沥青中添加抗剥落剂是目前普遍采用的方法。然而，抗剥落剂高温稳定性差，且对于酸性较强的石料粘附能力有限。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法及其应用，制备的树脂沥青乳液具有耐高温、粘附强度高、效果持久且绿色环保等特点，适用于酸性石料表面处理以有效提高酸性石料与沥青的粘附性，利于酸性石料的有效利用。
技术方案：一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：称取0.1～2质量份偶联剂、5～35质量份无机填料和20～250质量份水混合，超声分散5～30min，得到无机填料分散液；向制备的无机填料分散液中加入5～50质量份水性环氧树脂、5～50质量份水性环氧固化剂和10～100质量份乳化沥青，在室温下搅拌0.5～4h，得到所述树脂沥青乳液。
作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-560、KH-550、KH-602、KH-792和SJ-42中的至少一种。
作为优选，所述无机填料为石英砂、膨润土和白炭黑中的至少一种。
作为优选，所述无机填料的粒径为50～400目。
作为优选，所述水性环氧树脂为阴离子型环氧树脂乳液、非离子型环氧树脂乳液或阳离子型环氧树脂乳液。
作为优选，所述水性环氧固化剂为多元胺、酚醛胺和聚酰胺类固化剂中的至少一种。
作为优选，所述乳化沥青为阴离子型乳化沥青、阴离子型乳化SBS改性沥青、非离子型乳化沥青、非离子型乳化SBS改性沥青、阳离子型乳化沥青和阳离子型乳化SBS改性沥青中的至少一种。
上述方法制备的树脂沥青乳液在酸性石料中的应用。
作为优选，所述应用方法如下：首先，将酸性石料加热至150～200℃，再将制备的树脂沥青乳液喷洒至酸性石料表面，所述树脂沥青乳液与酸性石料的质量比为(0.1～10)：100；然后，将石料在150～200℃温度下烘干后即可获得表面处理的石料。石料烘干过程不超过20s。
作为优选，所述酸性石料为花岗岩、砂岩或石英岩。
有益效果：本发明所述提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液具有如下特点：
1.绿色环保，以水溶性或水分散性的材料为主要原材料，所制备的表面处理材料以水为溶剂，能够在石料处理过程中迅速汽化，使环氧沥青在20s内固化，不影响常规技术中沥青混合料的拌合。
2.制备的树脂沥青乳液粘附性能优异，环氧树脂为热固性材料，固化后与石料形成良好粘结，热固性的环氧树脂在石料表面能够迅速固化，形成三维网络结构，与石料形成良好的粘结；同时，树脂沥青乳液中的沥青分散环氧固化网络中，与沥青混合料中的沥青形成良好粘结；此外，偶联剂可改变石料表面性能，促进沥青与石料的粘结。综上原因，本发明的表面处理材料表现出优异的粘附性能。
3.现有技术大多是对沥青进行处理，或者以石灰代替部分矿粉，其原理均是改变沥青或集料的酸碱性。本发明则是通过表面处理材料形成的界面相互作用，提高沥青混合料中集料与沥青的粘附性，并且，本发明所述方法成本低，以水为溶剂，不仅绿色环保，且价格低廉，能够以较低的成本对酸性石料进行表面处理，适于大范围推广使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神和保护范围的情况下做出的其它的变化和修改也包括在本发明保护范围之内。
实施例1
(1)表面处理剂的制备
将0.1质量份的偶联剂KH-792、5质量份的100目的石英砂、20质量份的水混合后，超声分散10min，获得石英砂分散液。
向制备的石英砂分散液中加入5质量份阳离子型环氧树脂乳液、5质量份的水性环氧固化剂多元胺和20质量份的阳离子型乳化沥青，在室温下机械搅拌0.5h，获得表面处理剂树脂沥青乳液。
(2)表面处理剂的应用
将花岗岩加热至180℃，再将花岗岩质量百分比为1％的表面处理剂树脂沥青乳液喷洒至花岗岩表面，于180℃烘烤10s，烘干后即可获得表面处理的石料。
通过水煮法测试表面处理前后石料与沥青的粘附性等级，测试结果如表1所示。水煮实验结果表明，采用本发明实施例1中的表面处理剂对花岗岩进行表面处理后，表面处理花岗岩与沥青的粘附性由1级提高至5级。
实施例2
(1)表面处理剂的制备
将1质量份的偶联剂KH-560、10质量份的400目的膨润土、15质量份的200目的白炭黑、200质量份的水混合后，超声分散30min，获得膨润土和白炭黑的复合分散液。
向制备的膨润土和白炭黑的复合分散液中加入30质量份的非离子型环氧树脂乳液、25 质量份的酚醛胺和100质量份的非离子型乳化沥青，在室温下机械搅拌4h，获得表面处理剂树脂沥青乳液。
(2)表面处理剂的应用
将花岗岩加热至200℃，再将花岗岩质量百分比为10％的表面处理剂树脂沥青乳液喷洒至花岗岩表面，于150℃烘烤20s，烘干后即可获得表面处理的石料。
通过水煮法测试石料与沥青的粘附性，测试结果如表1所示。水煮实验结果表明，采用本发明实施例2中的表面处理剂对花岗岩进行表面处理后，表面处理花岗岩与沥青的粘附性由1级提高至5级。
实施例3
(1)表面处理剂的制备
将2质量份的偶联剂KH-602、35质量份的200目的白炭黑、250质量份的水混合后，超声分散5min，获得白炭黑分散液。
向制备的白炭黑分散液中加入50质量份的阴离子型环氧树脂乳液、50质量份的聚酰胺和100质量份的阴离子型乳化沥青，在室温下机械搅拌0.5h，获得表面处理剂树脂沥青乳液。
(2)表面处理剂的应用
将砂岩加热至150℃，再将砂岩质量百分比为0.3％的表面处理剂喷洒至砂岩表面，于 200℃烘烤5s，烘干后即可获得表面处理的石料。
通过水煮法测试石料与沥青的粘附性，测试结果如表1所示。水煮实验结果表明，采用本发明实施例3中的表面处理剂对砂岩进行表面处理后，表面处理砂岩与沥青的粘附性由1 级提高至5级。
表2实施例3制备的表面处理剂与现有抗剥落剂对砂岩与沥青粘附性的改善效果结果对比
将本实施例制备的表面处理剂树脂沥青乳液与现有的几种抗剥落剂对砂岩与沥青粘附性的改善效果对比结果参见表2，本实施例中制备的表面处理剂将砂岩与沥青的粘附性由1级提高至5级，而现有的几种抗剥落剂(卡洛胺、PA-1、TJ-066、JY-K1)分别将砂岩与沥青的粘附性提高至4级或3级。可见，本发明的技术效果优于现有抗剥落剂的效果。
实施例4
(1)表面处理剂的制备
将1质量份的偶联剂KH-550、10质量份的200目的膨润土、100质量份的水混合后，超声分散15min，获得膨润土分散液。
向制备的膨润土分散液中加入15质量份的阴离子型环氧树脂乳液、10质量份的酚醛胺、 50质量份的阴离子型乳化沥青和50质量份的阴离子型SBS改性乳化沥青，在室温下机械搅拌1h，获得表面处理剂树脂沥青乳液。
(2)表面处理剂的应用
将砂岩加热至185℃，再将砂岩质量百分比为5％的表面处理剂树脂沥青乳液喷洒至砂岩表面，于185℃烘烤10s，烘干后即可获得表面处理的石料。
通过水煮法测试石料与沥青的粘附性，测试结果如表1所示。水煮实验结果表明，采用本发明实施例4中的表面处理剂对砂岩进行表面处理后，表面处理砂岩与沥青的粘附性由1 级提高至5级。
实施例5
(1)表面处理剂的制备
将0.8质量份的偶联剂KH-792、8质量份的200目的石英砂、50质量份的水混合后，超声分散20min，获得膨润土分散液。
向制备的膨润土分散液中加入5质量份的阳离子型环氧树脂乳液、5质量份的酚醛胺和 10质量份的阳离子型乳化SBS改性沥青，在室温下机械搅拌2小时，获得表面处理剂树脂沥青乳液。
(2)表面处理剂的应用
将石英岩加热至185℃，再将石英岩质量百分比为0.1％的表面处理剂树脂沥青乳液喷洒至石英岩表面，于185℃烘烤10s，烘干后即可获得表面处理的石料。
通过水煮法测试石料与沥青的粘附性，测试结果如表1所示。水煮实验结果表明，采用本发明实施例5中的表面处理剂对石英岩进行表面处理后，表面处理石英岩与沥青的粘附性由1级提高至5级。
表1石料和沥青的粘附性(水煮实验结果)

Claims (10)

1.一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：称取0.1~2质量份偶联剂、5~35质量份无机填料和20~250质量份水混合，超声分散5~30 min，得到无机填料分散液；向制备的无机填料分散液中加入5~50质量份水性环氧树脂、5~50质量份水性环氧固化剂和10~100质量份乳化沥青，在室温下搅拌0.5~4h，得到所述树脂沥青乳液。
2.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-560、KH-550、KH-602、KH-792和SJ-42中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述无机填料为石英砂、膨润土和白炭黑中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述无机填料的粒径为50~400目。
5.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述水性环氧树脂为阴离子型环氧树脂乳液、非离子型环氧树脂乳液或阳离子型环氧树脂乳液。
6.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述水性环氧固化剂为多元胺、酚醛胺和聚酰胺类固化剂中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种提高酸性石料与沥青粘附性的树脂沥青乳液的制备方法，其特征在于，所述乳化沥青为阴离子型乳化沥青、阴离子型乳化SBS改性沥青、非离子型乳化沥青、非离子型乳化SBS改性沥青、阳离子型乳化沥青和阳离子型乳化SBS改性沥青中的至少一种。
8.基于权利要求1~7中任一条权利要求所述的方法制备的树脂沥青乳液在酸性石料中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用方法如下：首先，将酸性石料加热至150~200℃，再将制备的树脂沥青乳液喷洒至酸性石料表面，所述树脂沥青乳液与酸性石料的质量比为（0.1~10）：100；然后，将石料在150~200℃温度下烘干后即可获得表面处理的石料，石料烘干过程不超过20 s。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述酸性石料为花岗岩、砂岩或石英岩。
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Application publication date: 20190212

Assignee: Jiangsu Baoli Jincai Technology Co.,Ltd.

Assignor: HOHAI University

Contract record no.: X2021320000014

Denomination of invention: Preparation method and application of resin asphalt emulsion for improving adhesion between acid stone and asphalt

Granted publication date: 20200612

License type: Common License

Record date: 20210115

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