CN110591394B - 一种微表处用的改性乳化沥青 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：沥青55～60重量份；聚1‑丁烯5～7重量份；基础乳化剂12～14重量份；助乳化剂8～10重量份；稳定剂0.5～2重量份；水30～40重量份。本发明的微表处用的改性乳化沥青，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进乳化沥青的内部结构，其具有优异的贮存稳定性，与石料粘附性良好。

Description

一种微表处用的改性乳化沥青
技术领域
本发明涉及一种路面材料，特别是涉及一种微表处用的改性乳化沥青。
背景技术
随着我国高速公路的建设及使用年限的延长，高速公路的维修养护工作已经成为我国公路部门的重点工作。改性乳化沥青是一种添加橡胶胶乳类高分子聚合物的乳化沥青产品，既吸取了橡胶沥青材料的特性，又保留着乳化沥青的优点，使乳化沥青的耐候性提高，弹性、粘结性、韧性和抗衰老性增强，同时可以提高微表处的高温稳定性、低温抗裂性、内聚力、粘附性、抗剥落能力、早期强度、防水性能，从而延长其使用寿命。改性乳化沥青可广泛应用于高等级道路的铺筑及日常养护工程中，尤其是路面养护微表处的处理工艺必须使用改性乳化沥青产品，其技术性能优劣将直接影响微表处技术的成败。
由张德勤等人编写、中国石化出版社出版的《石油沥青的生产与应用》一书中介绍，目前，国内改性乳化沥青的种类很多，改性乳化沥青的制备方法有三种。第一种方法称为二次热混合法，即橡胶胶乳经过两次热混合分散过程。第二种方法称为一次热混合法，即橡胶胶乳与沥青乳液经过一次热混合分散过程。第三种方法称为一次冷混合法，即橡胶胶乳与沥青乳液经过一次冷混合分散过程。这几种方法均存在着乳液不稳定，乳化剂性能差等方面缺陷。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于开发一款微表处用的改性乳化沥青，其具有优异的贮存稳定性，与石料粘附性良好。
本发明的技术方案概述如下：
一种微表处用的改性乳化沥青，其中，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000021
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述沥青选自70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述沥青的软化点为50～70℃，针入度为50～1001/10mm。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述基础乳化剂包括24～28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、30～40wt％十六烷基溴化吡啶和35～40wt％二羟乙基油酸基咪唑啉。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述助乳化剂包括50～54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46～50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述稳定剂包括30～40wt％聚乙烯醇和60～70wt％柠檬酸钠。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，还包括0.005～0.01重量份的癸二酸二异辛酯。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，还包括1～2重量份的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，还包括0.1～0.5重量份的丁腈胶乳。
优选的是，所述的微表处用的改性乳化沥青，其中，所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000～6000。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的微表处用的改性乳化沥青，通过对其化学成分进行优化，在微观程度上改进乳化沥青的内部结构，其具有优异的贮存稳定性，与石料粘附性良好。
(2)本发明通过加入聚1-丁烯提高破乳后胶粒界面间的融合程度，使得形成橡胶网络结构，从而提高改性乳化沥青的高、低温性能，并提高与粗集料的粘附性；以N,N-二甲基十八胺盐酸盐、十六烷基溴化吡啶和二羟乙基油酸基咪唑啉作为乳化剂，改善其与沥青的配伍性，提高乳化效果，使得产品性能稳定；聚乙烯醇和柠檬酸钠协同作用改善了乳化沥青的稳定性；癸二酸二异辛酯加入到沥青和聚1-丁烯中，使得聚合物分子链间的引力减弱，增加分子链的移动性和柔软性能，其与沥青相容性好，可提高提高乳化沥青的热稳定性能；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯具有高温韧性，加入沥青中增加了橡胶网络的强度，可明显增强改性沥青的粘韧性及韧性。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种微表处用的改性乳化沥青，其中，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000041
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。通过加入聚1-丁烯提高破乳后胶粒界面间的融合程度，使得形成橡胶网络结构，从而提高改性乳化沥青的高、低温性能，并提高与粗集料的粘附性。
作为本案又一实施例，其中，沥青选自70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种。
作为本案又一实施例，其中，沥青的软化点为50～70℃，针入度为50～1001/10mm。
作为本案又一实施例，其中，基础乳化剂包括24～28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、30～40wt％十六烷基溴化吡啶和35～40wt％二羟乙基油酸基咪唑啉。以N,N-二甲基十八胺盐酸盐、十六烷基溴化吡啶和二羟乙基油酸基咪唑啉作为乳化剂，改善其与沥青的配伍性，提高乳化效果，使得产品性能稳定。
作为本案又一实施例，其中，助乳化剂包括50～54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46～50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯。脂肪酸聚氧乙烯酯和聚乙二醇双硬脂酸酯进一步提高产品的分散性能和乳化性能。
作为本案又一实施例，其中，稳定剂包括30～40wt％聚乙烯醇和60～70wt％柠檬酸钠。聚乙烯醇和柠檬酸钠协同作用改善了乳化沥青的稳定性。
作为本案又一实施例，其中，还包括0.005～0.01重量份的癸二酸二异辛酯。癸二酸二异辛酯加入到沥青和聚1-丁烯中，使得聚合物分子链间的引力减弱，增加分子链的移动性和柔软性能，其与沥青相容性好，可提高提高乳化沥青的热稳定性能。
作为本案又一实施例，其中，还包括1～2重量份的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯。苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯具有高温韧性，加入沥青中增加了橡胶网络的强度，可明显增强改性沥青的粘韧性及韧性。
作为本案又一实施例，其中，还包括0.1～0.5重量份的丁腈胶乳。丁腈胶乳和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯在交联剂作用下自身产生交联反应并与沥青间产生接枝反应，形成的网络结构将沥青和分散在乳化沥青中的填料包裹其中，提高与石料粘附性，防止微表处封层材料产生相分离，在高温下贮存后不产生离析和分层，提供路面材料优异的耐拉伸抗断裂性能和耐热防水能力。
作为本案又一实施例，其中，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000～6000。聚合物的分子量对聚合物的自身性能具有很重要的作用，不同的分子量的聚合物则具备完全不同的力学和化学性质。本案所用苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量应被限制，若数均分子量小于4000，则体系粘度下降，聚合物的机械加工性能大幅降低，沥青体现出偏软特性，虽柔韧性较好，但用于微表处时，其坚固度、防水均达不到要求；若数均分子量大于6000g/mol，则体系粘度增大，同时聚合物的机械性能增加，但体系的浑浊度也相应增加，这就导致沥青的韧性下降，导致应力缓冲、延缓水稳基层开裂性能下降。
下面列出具体的实施例和对比例：
实施例1：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000061
沥青为70号重交沥青；基础乳化剂包括24wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、30wt％十六烷基溴化吡啶和36wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括50wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括30wt％聚乙烯醇和70wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000。
实施例2：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000062
Figure BDA0002171069780000071
沥青为90号重交沥青；基础乳化剂包括26wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、38wt％十六烷基溴化吡啶和36wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括53wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和47wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括35wt％聚乙烯醇和65wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为5000。
实施例3：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000072
沥青为100号普通道路沥青；基础乳化剂包括28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、37wt％十六烷基溴化吡啶和35wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括40wt％聚乙烯醇和60wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为6000。
对比例1：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000081
沥青为70号重交沥青；基础乳化剂包括24wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、30wt％十六烷基溴化吡啶和36wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括50wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括30wt％聚乙烯醇和70wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000。
对比例2：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000082
Figure BDA0002171069780000091
沥青为70号重交沥青；基础乳化剂包括24wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、76wt％十六烷基溴化吡啶；助乳化剂包括50wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括30wt％聚乙烯醇和70wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000。
对比例3：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000092
沥青为90号重交沥青；基础乳化剂包括26wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、38wt％十六烷基溴化吡啶和36wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂为脂肪酸聚氧乙烯酯；稳定剂包括35wt％聚乙烯醇和65wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为5000。
对比例4：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000093
Figure BDA0002171069780000101
沥青为90号重交沥青；基础乳化剂包括26wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、38wt％十六烷基溴化吡啶和36wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括53wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和47wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂为聚乙烯醇；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为5000。
对比例5：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000102
沥青为100号普通道路沥青；基础乳化剂包括28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、37wt％十六烷基溴化吡啶和35wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括40wt％聚乙烯醇和60wt％柠檬酸钠。
对比例6：
一种微表处用的改性乳化沥青，包括以下重量份的材料：
Figure BDA0002171069780000111
沥青为100号普通道路沥青；基础乳化剂包括28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、37wt％十六烷基溴化吡啶和35wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；助乳化剂包括54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；稳定剂包括40wt％聚乙烯醇和60wt％柠檬酸钠；苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为6000。
下面列出实施例和对比例的性能测试结果：
Figure BDA0002171069780000112
Figure BDA0002171069780000121
由上述实例可看出，制得的该料不仅具有优异的贮存稳定性，与石料粘附性良好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (3)

1.一种微表处用的改性乳化沥青，其特征在于，包括以下重量份的材料：
Figure FDA0003123975800000011
0.005～0.01重量份的癸二酸二异辛酯；
1～2重量份的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯；
0.1～0.5重量份的丁腈胶乳；
所述基础乳化剂包括24～28wt％N,N-二甲基十八胺盐酸盐、30～40wt％十六烷基溴化吡啶和35～40wt％二羟乙基油酸基咪唑啉；
所述助乳化剂包括50～54wt％脂肪酸聚氧乙烯酯和46～50wt％聚乙二醇双硬脂酸酯；
所述稳定剂包括30～40wt％聚乙烯醇和60～70wt％柠檬酸钠；
所述苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的数均分子量为4000～6000。
2.根据权利要求1所述的微表处用的改性乳化沥青，其特征在于，所述沥青选自70号重交沥青、90号重交沥青、100号普通道路沥青、10号建筑沥青或煤基沥青中的一种。
3.根据权利要求2所述的微表处用的改性乳化沥青，其特征在于，所述沥青的软化点为50～70℃，针入度为50～1001/10mm。
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