专利名称：微膨胀乳化沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及公路养护技术领域，特别是指一种微膨胀乳化浙青及其制备方法。
背景技术：
历经二十多年的公路建设，我国二级及以上公路通车里程已达到42.5万公里， 其中高速公路超过6.5万公里。与此同时，早期修建的以高速公路为代表的干线公路已经 进入大规模大中修养护及改造时期，公路养护规模正在逐年快速攀升。据测算，我国每 年以高速公路为代表的干线公路大中修和改建产生旧浙青路面材料多达1亿吨，而目前 我国旧浙青路面材料循环利用率仅有20%左右，仅为国外发达国家旧浙青路面材料循环 利用率的五分之一，由此造成的资源浪费相当惊人，环保压力巨大。实际上，我国高等 级公路旧浙青路面材料的70%以上可循环利用于原浙青路面大中修和改建工程，但没有 得到有效循环利用，反而需要去大量开采石料资源，这与建设“两型”公路行业发展方 向不相符合。目前路面养护过程中使用的乳化浙青浓度较低，一般不超过60%，而且乳化浙 青体系内分子运动速度快，相互碰撞几率大，导致乳化浙青中的浙青容易摆脱乳化剂的 作用而发生团聚现象，增加了乳化浙青不稳定的概率，特别是在储存和拌合后远距离运 输时，容易发生乳化浙青聚集破乳等，使乳化浙青无法正常使用。乳化浙青应用在路面再生后，在基层顶面干缩开裂产生应力集中，导致浙青下 面层开裂产生向上传递的裂缝，而由于乳化浙青不具备膨胀作用而无法阻止反射裂缝的 产生。在旧路面材料的循环利用中，如何制备高性能微膨胀乳化浙青是核心问题，要 使再生路面路用性能更加优异，加入具有微膨胀特性的添加剂和改性剂，可起到抗裂缝 反射与愈合作用；并与水硬胶结料相互作用来大幅提高抗车辙性能；由于微膨胀乳化浙 青的生产与使用通常不在同一个地点，为了防止在运输过程中微膨胀乳化浙青的离析甚 至破乳，该微膨胀乳化浙青的破乳速度可以控制，从而可以根据浙青混合料的运输距离 来调节破乳时间；同时该微膨胀乳化浙青中加入了聚合物改性剂，使其粘韧性比普通乳 化浙青有了很好的改善。
发明内容
有鉴于此，本发明在于提供一种微膨胀乳化浙青及其制备方法，以解决上述普 通乳化浙青抗裂缝反射与愈合能力和抗车辙性能差、与水泥拌和性差的问题。本发明提供一种微膨胀乳化浙青，主要由下述重量百分比的原料制成浙青60.0% 70.0%乳化剂1.2% 2.8%微膨胀剂0.04% 0.16%改性剂1.5% 5.0%
水25.0% 35.0% 所述乳化剂为非离子_阳离子复合乳化剂，主要成分包括烷基酚聚氧乙烯醚、 聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯、十六烷基三甲基氯化铵和聚丙烯烷基胺，按照重量比 1:3:2: 2的比例混勻，混勻后与水按照重量比2 3混合，搅拌均勻；所述微膨胀剂为钙镁氧化物、硫铝酸钙中的一种或两种复合；所述改性剂为聚合物改性剂，主要成分包括苯乙烯、甲基丙烯酸正己酯和丙烯 酸的三元共聚乳液，三种单体按照3 3 1的重量比通过乳液聚合的方法制备而成；所述微膨胀乳化浙青的残留物针入度在25°C时为50 100，以0.1mm。进一步地，该微膨胀乳化浙青还包括重量百分比0.08% 0.14%的稳定剂；所 述稳定剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸盐中的一种或两种复合。进一步地，其中各原料的重量百分比为浙青60.0% 67.0%乳化剂1.2% 2.0%微膨胀剂0.06% 0.12%稳定剂0.08% 0.14%改性剂2.0% 3.0%水27.0% 34.0%。进一步地，其中各原料的重量百分比是浙青60.0% 63.0%乳化剂1.5%微膨胀剂0.06%稳定剂0.1%改性剂2.5%水32.84% 35.84%。本发明还提供一种基于上述微膨胀乳化浙青的制备方法，包括下述步骤①将所述浙青加热到100 160°C，将所述微膨胀剂加入到浙青里，搅拌均勻；②将水加热到48至52°C，将所述改性剂和乳化剂加入到水中，搅拌均勻；③调整步骤②的混合溶液pH值至2.0 3.0 ；④将步骤①加入微膨胀剂的浙青和步骤③的混合溶液一起加入到胶体磨中乳 化，得到乳化浙青。进一步地，步骤①浙青加热到120 140°C。乳化剂按照重量比1 3 2 2、且四组分比例变化在士5%以内时，制备的 微膨胀乳化浙青破乳速度、与水泥拌和试验筛上残留物两个性能指标最优。改性剂按照重量比3 3 1、且三种组分比例变化在士 10%以内时，制备的微 膨胀乳化浙青恩格拉粘度、延度(5°C)、弹性恢复、粘韧性五个性能指标最优。采用本发明方法可制备的浙青重量浓度为60% 70%的乳化浙青，按照交通运 输部行业标准JTJ 052《公路工程浙青及浙青混合料实验规程》进行测试，各项指标满足 技术要求。采用该微膨胀乳化浙青可以提高旧路面材料的再生利用率，极大地提高路面 抗车辙、耐裂缝扩展等路用性能，同时由于使用该胶结料可以使用常温拌合，节省能源并减少污染物排放。
具体实施例方式为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例详细说明。在本发明的各个实施例中，乳化剂A为非离子-阳离子复合乳化剂，主要成分包 括烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯、十六烷基三甲基氯化铵和聚丙 烯烷基胺，按照重量比1 3 2 2的比例混勻，混勻后与水按照重量比2 3混合， 快速搅拌均勻后密封保存；微膨胀剂B为钙镁氧化物、硫铝酸钙中的一种或两种复合；稳定剂C为聚乙烯醇、聚丙烯酸盐的一种或两种复合；改性剂D为聚合物改性剂，主要成分苯乙烯、甲基丙烯酸正己酯以及丙烯酸的 三元共聚乳液，通过乳液聚合的方法，三种单体按照重量比3 3 1的量，形成聚合物 改性剂，制备完成后隔绝空气保存。乳化剂A按照重量比1 3 2 2、且四组分比例变化在士5%以内时，制备 的微膨胀乳化浙青破乳速度、与水泥拌和试验筛上残留物两个性能指标最优。改性剂D按照重量比3 3 1、且三种组分比例变化在士 10%以内时，制备的 微膨胀乳化浙青恩格拉粘度、延度(5°C)、弹性恢复、粘韧性五个性能指标最优。下面 通过实施例详细说明。实施例1在该实施例中，以生产本发明微膨胀乳化浙青IOOkg为例所用的原料及其配比 为浙青60.0kg乳化剂A(为非离子_阳离子复合乳化剂):1.2kg微膨胀剂B (为硫铝酸钙与钙镁氧化物1 1 或 4 6 混合)0.06kg改性剂D (为聚合物改性剂):1.5kg水37.24kg上述浙青的针入度在25°C时50 100，以0.1mm计。其制备方法如下1、取70号浙青(25°C针入度68，以0.1mm计)加热到135°C，将微膨胀剂B加 入到熔化的热浙青里，搅拌均勻；2、将水加热到48°C至52°C之间，将改性剂D和乳化剂A加入到热水中，搅拌 均勻；3、在配好的水和改性剂D、乳化剂A的溶液中加入适量的盐酸，将PH值调整 至 2.0 ；4、将加入膨胀剂B的热浙青和加入改性剂D、乳化剂A的热水加入到胶体磨 中，乳化得到乳化浙青，搅拌均勻制得微膨胀乳化浙青，测试结果见表1。表1浙青重 量浓度为60%的微膨胀乳化浙青的性能指标
权利要求
1.一种微膨胀乳化浙青，其特征在于，主要由下述重量百分比的原料制成 浙青 60.0% 70.0%乳化剂1.2% 2.8% 微膨胀剂0.04% 0.16% 改性剂1.5% 5.0% 水 25.0% 35.0%所述乳化剂由烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯、十六烷基三甲 基氯化铵和聚丙烯烷基胺按照重量比1 3 2 2混勻，混勻后与水按照重量比2 3 搅拌均勻；所述微膨胀剂为钙镁氧化物、硫铝酸钙中的一种或两种复合； 所述改性剂由苯乙烯、甲基丙烯酸正己酯和丙烯酸按照重量比331的聚合而成； 所述微膨胀乳化浙青的残留物针入度在25°C时为50 100，以0.1mm计。
2.如权利要求1所述的微膨胀乳化浙青，其特征在于该微膨胀乳化浙青还包括重 量百分比0.08% 0.14%的稳定剂；所述稳定剂选自聚乙烯醇、聚丙烯酸盐的一种或两 种复合。
3.如权利要求2所述的微膨胀乳化浙青，其特征在于，其中各原料的重量百分比为浙青 60.0% 67.0% 乳化剂1.2% 2.0% 微膨胀剂0.04% 0.12% 稳定剂0.08% 0.14% 改性剂2.0% 3.0% 水 27.0% 34.0%。
4.如权利要求2所述的微膨胀乳化浙青，其特征在于，其中各原料的重量百分比是浙青 60.0% 63.0% 乳化剂1.5% 微膨胀剂0.06% 稳定剂0.1% 改性剂2.5% 水 32.84% 35.84%。
5.一种基于权利要求1所述微膨胀乳化浙青的制备方法，其特征在于，包括下述步骤①将所述浙青加热到100 160°C，将所述微膨胀剂加入到浙青里，搅拌均勻；②将水加热到48至52°C，将所述改性剂和乳化剂加入到水中，搅拌均勻；③调整步骤②的混合溶液pH值至2.0 3.0；④将步骤①加入微膨胀剂的浙青和步骤③的混合溶液一起加入到胶体磨中乳化，得 到乳化浙青。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤①浙青加热到120 140°C。
全文摘要
本发明公开了一种微膨胀乳化沥青，主要由下述重量百分比的原料制成沥青60.0％～70.0％、乳化剂1.2％～2.8％、微膨胀剂0.06％～0.16％、改性剂1.5％～5.0％、水25.0％～35.0％。所述乳化剂为非离子-阳离子复合乳化剂，主要成分包括烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯失水山梨醇月桂酸单酯、十六烷基三甲基氯化铵和聚丙烯烷基胺，其最佳比例为1∶3∶2∶2；所述微膨胀剂为钙镁氧化物、硫铝酸钙中的一种或两种复合；所述改性剂为聚合物改性剂，主要成分包括苯乙烯、甲基丙烯酸正己酯和丙烯酸的三元共聚乳液，其最佳比例为3∶3∶1；所述微膨胀乳化沥青的残留物针入度在25℃时为50～100(0.1mm)。本发明还公开了一种微膨胀乳化沥青的制备方法。
文档编号C08L25/14GK102010606SQ20101056841
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者刘振清, 王吉帅 申请人:中公高科(北京)养护科技有限公司