专利名称：一种高渗透阴离子改性乳化沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种道路用透层阴离子乳化浙青及其制备方法，特别涉及一种高渗透阴离子改性乳化浙青及其制备方法。
背景技术：
我国《公路浙青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定浙青路面施工过程中，半刚性基层上必须设置透层，即喷洒透层浙青(俗称透层油)，并且对透层的渗透深度提出了具体规定，无机结合料稳定集料基层渗透深度不小于5mm，无结合料基层渗透深度不小于IOmm0如果透层浙青不能透入基层，撒布在基层表面仅形成一层油皮，透层浙青不但起不到基层养生、固结基层表面松散碎石、粘结基层与面层、防止基层水损害的作用，形成的油皮存于层间还起到了润滑作用，导致浙青路面病害产生，从而影响到浙青路面的使用寿命。
采用环保型材料作为透层油是近几年道路工作者一直讨论的话题。美国联邦土地公路局(FLH) 2005年7月的一份调查报告《透层、粘层使用指导》((GUIDELINES FOR USINGPRIME AND TACK COATS)报告总结美国材料与试验协会及美国浙青协会等机构对透层的定义为采用稀释浙青或乳化浙青应用于未处治基层(我国称粒料类基层)，产生透入、固结现有表面、为接下来铺筑的浙青结构层与基层间提供粘结强度。报告调查分析美国各州透层应用情况及施工情况，未见关于适用于水泥稳定基层的透层油描述。由于稀释浙青中煤油、柴油等易挥发溶剂对周边环境造成不小污染，现阶段我国绝大部分省市采用乳化浙青作为透层油。由于一般乳化浙青渗透性较差，难以满足渗透深度的要求。道路工作者针对此难题开发出一种渗透性较好的乳化浙青，命名为PSP高渗透乳化浙青。其主要工艺为在浙青中掺入一定比例(约10% 20%)的稀释型溶剂，如煤油、柴油等，再按一定的油水比对加稀释剂的浙青乳化，一般配比为浙青煤油水=40:20:40。这类乳化浙青渗透效果较理想,一般能透入基层5 IOmm,但经换算可知,此类乳化浙青相当于煤油浙青=25% 33% 75% 67%，只能说此类高渗透乳化浙青减少了煤油稀释浙青对环境的高污染，没有从根本上解决煤油稀释浙青高成本、高污染的缺陷，并且下渗成分中大量的煤油对基层的影响难下定论。此外，目前大多数高渗透乳化浙青多采用基质浙青，破乳后基质浙青能否提供半刚性基层与浙青下面层间足够的粘结强度难以保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保、廉价的高渗透阴离子改性乳化浙青及其制备方法。为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。一种高渗透阴离子改性乳化浙青，该乳化浙青按质量百分数包括以下组成成分基质浙青40 50%稀释剂I 5%渗透剂I 2%
阴离子乳化剂0. 8 I. 5%水45 55%稳定剂0.1 O. 2%阴离子SBR胶乳2 4%。所述基质浙青为常规道路石油浙青，标号可根据现场情况选用。如寒区采用110号或更高标号的浙青，暖区采用70号浙青或更低标号的浙青。所述稀释剂为原油或石油分馏提取的粗制渣油、白油或加工轻油等工业副产品中的一种或几种的混合物，其价格低廉、燃点高、挥发性小、与浙青相容性好，与煤油、柴油等稀释剂相比更加环保。稀释剂的用量标准主要是考虑基层密实程度及现场情况，在满足透入深度大于5-10_的情况下，尽可能减少用量。 所述渗透剂为高效降低乳液表面张力的非离子类表面活性剂，所述非离子类表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚与环氧乙烷的缩合物或烷基酚聚氧乙烯醚等多种表面活性剂，通过国家标准GB5557— 85试验测定其相对渗透力综合选用其中一种。渗透剂用量标准主要是测定乳液的恩格拉粘度，乳液恩格拉粘度相对最低时即为渗透剂的合适用量。所用阴离子乳化剂为常规乳化浙青领域的产品，如烷基聚氧乙烯醚羧酸盐、多烷基硫酸盐、多烷基磺酸盐、脂肪醇醚硫酸钠(AES)或α烯基磺酸钠等中的一种或几种。所述阴离子乳化剂的组成为十二烷基硫酸盐、十六烷基磺酸盐或十二烷基苯磺酸盐中的一种或几种，占阴离子乳化剂质量的60 80%，以及脂肪醇醚硫酸钠或α烯基磺酸钠中的一种或两种，占阴离子乳化剂质量的20 40%，复配使用具有更突出的乳化效果，阴离子乳化剂选用及用量以乳化效果为准。所述稳定剂为阴离子乳化浙青工艺中常用助剂，如氢氧化钠或氧化锌等中的一种或两种。作为浙青改性剂的阴离子SBR胶乳为道路材料用常规产品，具体采用陕西东方航天科技有限公司生产的阴离子SBR胶乳6516，其主要性质见表I。上述高渗透阴离子改性乳化浙青的制备方法，包括以下步骤将阴离子乳化剂与稳定剂、渗透剂、水以及阴离子SBR胶乳按比例配制成皂液，将基质浙青于120 140°C下加热至融溶，然后向基质浙青中加入稀释剂，加入稀释剂后搅拌5 15分钟得浙青产品，将浙青产品与加热至50 70°C的皂液缓缓倒入乳化浙青胶体磨中混合并乳化，即得到透层用高渗透阴离子改性乳化浙青产品。本发明的特点在于I、本发明采用的制备工艺为先稀释、后改性乳化，稀释剂燃点高，不易挥发，与浙青相容性好，在加入少量的情况下，能打断浙青中分子长链，均匀稀释浙青使其粘度下降，经乳化后浙青易分散为较小的颗粒，从而有利于渗透，且乳化浙青破乳后稀释剂几乎不挥发，对环境无污染。2、本发明配制乳化浙青皂液过程中加入的渗透剂具有优良的湿润作用，可显著降低乳液表面张力，提高乳化浙青的毛细渗透作用，从而促进高渗透乳化浙青在半刚性基层中良好的渗透。由于以上两个特点，使本发明制备的乳化浙清在作为透层浙青使用时的渗透性能和毛细渗透作用大大提高，可透入基层5-10mm以上的深度，破乳后的浙青充填基层空隙，像“锚杆”一样紧密粘结基层集料，大大提高了对基层的稳固作用，并有效的阻止了下渗水对基层的损害。3、本发明配制乳化浙青皂液掺加渗透剂的同时，加入SBR胶乳对浙青进行改性，在改善浙青低温性能的同时，亦能大大提高基质浙青的粘性，从而使半刚性基层与浙青下面层紧密的粘结在一起，极大提高了路面的使用寿命。4、本发明采用阴离子乳化剂，避免了阳离子乳化剂需调强酸的繁琐和强酸带来的污染，在碱性集料构成的半刚性基层中相比阳离子乳化浙青有充分时间完全下渗，延长破乳速度，并且经复配使用，乳化效果好，优势明显。5、本发明的生产成本与现有技术相比大大降低，由于采用的稀释剂、渗透剂、改性剂等材料环保易得，且掺量远远小于稀释浙青及PSP高渗透乳化浙青中的煤油、柴油用量。在大大降低公路施工成本的同时，还可避免煤油、柴油对环境的污染破坏，具有显著的社会效益和经济效益。·
6、本发明生产工艺简单，首先对浙青稀释，后采用边改性边乳化的简单工艺，就可实现上述优点，实用性强，使用效果优良，易于推广应用。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明提供了一种高渗透阴离子改性乳化浙青的制备方法。该乳化浙青其组成成分和含量的质量百分数为基质浙青40 50%稀释剂I 5%渗透剂I 2%阴离子乳化剂0· 8 L 5%水45 55%稳定剂:0·I O. 2%阴离子SBR胶乳2 4%。以制取IOOOg高渗透阴离子改性乳化浙青为例进行说明实施例I首先秤取埃索110号道路石油浙青450g，在浙青热熔状态(120 140°C)下加入30g稀释剂(稀释剂由自主提炼的加工轻油与白油按I: I的质量比混合)，机械搅拌(10分钟左右)混合均匀后加入50 70°C的皂液，然后在浙青乳化设备(胶体磨)中进行乳化，即得成品高渗透阴离子改性乳化浙青。皂液由450g水、15g乳化剂(乳化剂由十二烷基硫酸钠与AES按质量比4:1混合)、1. 5g氢氧化钠和33. 5g阴离子SBR胶乳6516及20g脂肪醇聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂的渗透剂JFC-E)配制而成，所得产品符合JTG F40-2004规范要求的阴离子乳化浙青技术指标，主要指标见表2。实施例2秤取西石化70号道路石油浙青400g，在浙青热熔状态(120 140°C)下加入35g稀释剂(稀释剂由自主提炼的白油、粗制渣油、加工轻油按1:1:1的质量比混合)，机械搅拌(10分钟左右)混合均匀后加入50 70°C的皂液，然后在浙青乳化设备(胶体磨)中进行乳化，即得成品高渗透阴离子改性乳化浙青。皂液由500g水、IOg乳化剂(乳化剂由十六烷基磺酸钠与α烯基磺酸钠按3:2的质量比混合)、2g稳定剂(稳定剂由氢氧化钠与氧化锌按I I的质量比混合)和38g阴离子SBR胶乳6516及15g烷基酚聚氧乙烯醚(江苏海安石油化工厂的渗透剂JFC-M)配制而成，所得产品符合JTG F40-2004规范要求的阴离子乳化浙青技术指标，主要指标见表2。表I实施例1、2改性乳化浙青用阴离子SBR胶乳技术指标
权利要求
1.一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于该乳化浙青按质量百分数包括以下组成成分 基质浙青40 50% 稀释剂1 5% 渗透剂1 2% 阴离子乳化剂0. 8 I. 5% 水45 55% 稳定剂:0· I O. 2% 阴离子SBR胶乳2 4%。
2.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所述基质浙青为道路石油浙青。
3.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所述稀释剂为原油或石油分馏提取的粗制渣油、白油或加工轻油中的一种或几种。
4.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所述渗透剂为非离子类表面活性剂，所述非离子类表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚与环氧乙烷的缩合物或烷基酚聚氧乙烯醚。
5.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所用阴离子乳化剂为烧基聚氧乙稀酿竣酸盐、多烧基硫酸盐、多烧基横酸盐、脂肪醇酿硫酸纳或α稀基磺酸钠中的一种或几种。
6.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所述阴离子乳化剂的组成为十二烷基硫酸盐、十六烷基磺酸盐或十二烷基苯磺酸盐中的一种或几种，占阴离子乳化剂质量的60 80%，以及脂肪醇醚硫酸钠或α烯基磺酸钠中的一种或两种，占阴离子乳化剂质量的20 40%。
7.根据权利要求I所述一种高渗透阴离子改性乳化浙青，其特征在于所述稳定剂为氢氧化钠或氧化锌中的一种或两种。
8.一种制备如权利要求I所述高渗透阴离子改性乳化浙青的方法，其特征在于，包括以下步骤将阴离子乳化剂与稳定剂、渗透剂、水以及阴离子SBR胶乳按比例配制成皂液，将基质浙青于120 140°C下加热至融溶，然后向基质浙青中加入稀释剂，加入稀释剂后搅拌5 15分钟得浙青产品,将浙青产品与加热至50 70°C的阜液倒入乳化浙青胶体磨中混合并乳化，即得到高渗透阴离子改性乳化浙青。
全文摘要
本发明提供一种高渗透阴离子改性乳化沥青及其制备方法，其组成包括沥青、稀释剂、乳化剂、渗透剂、水、稳定剂和阴离子SBR胶乳；制备过程通过控制材料的配比及加工温度采用胶体磨乳化制得最终产品；所制备的乳化沥青稳定性好、渗透能力强，可满足规范要求的透入基层5～10mm深度；本发明所用的稀释剂为原油或石油分馏提取的粗制渣油、白油、加工轻油等工业副产品的混合物，燃点高、挥发性小、价格低廉，制备的高渗透乳化沥青环保且成本较低，并采用复配的乳化剂提高了乳液性能，采用的渗透剂经相对渗透力测试优选，提高了产品的毛细渗透能力。
文档编号C08J3/03GK102911506SQ20121041143
公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月24日 优先权日2012年10月24日
发明者纪鑫和, 陈华鑫, 颜赫, 黄余阳阳, 贺孟霜, 李宝玉, 李媛, 王璐, 尹艳平, 贾秦龙, 陈改霞 申请人:长安大学