专利名称：一种粘层用阳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粘层阳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:双层式或三层式热拌热铺浙青混合料路面的浙青层间，水泥混凝土路面、浙青稳定碎石基层或旧浙青路面层上加铺浙青层都应洒布粘层油， 并且对粘层油的指标提出了具体规定。如果粘层油不能提供良好的粘结力，将会使浙青路面层间出现滑移、拥包等病害，严重破坏路面的整体性和结构受力，尤其是在高温季节纵坡、弯道等处，这种现象尤为明显。国外对于改性乳化浙青的研究大多集中在稀浆封层和微表处等方面，近年来稀浆封层的最新发展便是利用聚合物改性乳化浙青铺筑稀浆封层，国际稀浆封层协会颁布修订的“ISSAA143 - 1996 一改性乳化浙青稀浆封层作业指导书”、美国交通部联邦公路局颁布的“改性乳化浙青稀浆封层操作规程”等文献，都推动了改性乳化浙青在道路上的应用。报告调查分析国外粘层油应用及施工情况，关于改性乳化浙青应用于粘层涉及较少。我国现在粘层材料使用较多的主要是普通乳化浙青和SBR改性乳化浙青，而这两种乳化浙青的蒸发残留物软化点和弹性恢复较低，高温性能不甚理想，难以满足特种环境条件下的粘结强度的要求。一些道路工作者为此开发出一种粘结性相对较好的改性乳化浙青。其关键工艺为在浙青中掺入一定比例的(约4% 12%)胶乳改性剂，如SBR胶乳、液体SBS改性剂等，采用边改性边乳化的工艺制备乳化浙青，一般配比为浙青:水:胶乳=60:35:6。还有一种工艺就是将基质浙青先制成改性浙青然后再乳化，但是一般当SBS掺量大于4%时，浙青很难乳化。以上两种工艺制备的乳化浙青性能较普通乳化浙青要好，但还达不到高性能乳化浙青的要求，尤其是软化点和弹性恢复达到70以上很难，并且固含量较高，对施工有一定的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高性能粘层用阳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。—种粘层用阳离子改性乳化浙青，该乳化浙青按质量百分数包括以下成分，各成分的质量百分数之和等于100%:基质浙青:45 55%SBS 改性剂:1.5 4%阳离子乳化剂:1.2 2.0%水:45 50%有机稳定剂:0.I 0.3%无机稳定剂:0.I 0.3%PH 调节剂:1.0 2%
交联剂:0.1 0.125%，所述SBS改性剂为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(壳牌公司生产)，SBS改性剂的嵌段比为10/90 20/80，分子量为8万 9万。所述基质浙青为道路石油浙青。所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基铵盐、十六烷基三甲基铵盐与十六烷基乙撑二胺的混合物，例如美德维实伟克生产的阳离子乳化剂DF-62。所述有机稳定剂为聚乙烯醇或甲基纤维素中的一种或两种。所述无机稳定剂为氯化钙或氯化铵中的一种或两种。所述PH调节剂为浓盐酸或浓硫酸中的一种或两种。所述交联剂为多硫类或过氧类。上述粘层用阳离子改性乳化浙青的制备方法，包括以下步骤:I)将基质浙青在140 150°C下加热至融溶，然后向基质浙青中加入SBS改性剂，加入SBS改性剂后搅拌40 50分钟，搅拌后加热至160 180°C，然后用高速剪切机剪切30 40分钟，剪切机转速为3000 5000r/min，然后降温至140 150°C，降温后再加入交联剂，然后继续剪切10 15分钟，得到改性浙青，保温备用；2)经过步骤I)后，将阳离子乳化剂、有机稳定剂、无机稳定剂、水以及PH调节剂按比例混合后配制成皂液，pH控制在2 3之间`，将皂液加热至50 70°C后将保温备用的改性浙青缓缓倒入皂液中，边倒边搅拌，防止产生泡沫，然后用胶体磨混合乳化，得到粘层用阳离子改性乳化浙青产品。本发明的有益效果在于:1、本发明采用的SBS改性剂为线性结构，分子量小，较一般的星型和线型SBS改性剂易于乳化，并且改性后对浙青性能有较好的提升作用。本发明采用的乳化剂乳化效果好，尤其是乳化改性浙青，制备的乳化浙青均匀、存储稳定性好，并且乳化浙青残留物指标较原样浙青有一定程度的提高，优势明显。由于以上特点，使本发明制备的改性乳化浙青高低温性能和弹性恢复能力强，用作粘层浙青使用时使粘结性能大大提高，粘结强度较SBR改性乳化浙青提高30 40%，破乳速度快，保证了现场施工的连续性，并有良好的防水作用。2、本发明制备过程通过控制原料的配比及加工温度，采用胶体磨乳化制得最终产品；所制备的乳化浙青固含量低、高低温性能优异、弹性恢复和粘结性能强、稳定性好，软化点和弹性恢复均能达到70以上，远远高于一般改性乳化浙青的指标；本发明采用的乳化剂和改性剂，不仅使改性浙青易于乳化，而且制备的改性乳化浙青性能好；本发明采用复配稳定剂，提闻了乳液稳定性能。3、本发明的生产成本与现有技术相比基本相当，但制备的改性乳化浙青性能优
越，可以明显改善浙青路面层间由于粘结不良引起的病害，具有显著的社会效益和经济效.、/■
Mo4、本发明生产工艺简单，采用常用的浙青改性和乳化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。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例1以制取500g粘层用阳离子改性乳化浙青为例进行说明:首先称取230g SK90号道路石油浙青，然后向热熔状态(140 150°C)下的SK90号道路石油浙青中加入9g SBS改性剂(壳牌公司生产的线性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比为10/90 20/80，分子量为8万 9万)，机械搅拌40分钟后将浙青加热至160 170°C，然后在改性设备(剪切机)中剪切30分钟，剪切机转速为4000r/min，然后冷却至140 150°C，冷却后再加入0.5g交联剂(由济南重交路桥工程有限公司提供，型号LZ-STAB-03),继续剪切10分钟，制得改性浙青，将制备的改性浙青在140 150°C下保温待用。称取245g水、7.5g阳离子乳化剂(阳离子乳化剂为美德维实伟克生产的阳离子乳化剂DF-62)、lg氯化钙、Ig聚乙烯醇和6g浓盐酸(质量分数37.5%)混合后制成皂液，将制备好的皂液加热至50 70°C后将保温待用的改性浙青边搅拌边缓缓倒入皂液中，然后在浙青乳化设备(胶体磨)中进行乳化(胶体磨转速为5000r/min，乳化时间5min)，即得成品阳离子改性乳化浙青粘层油，所得产品符合JTG F40-2004规范要求的粘层用阳离子乳化浙青技术指标，主要指标见表I。实施例2以制取400g粘层用阳离子改性乳化浙青为例进行说明首先称取190g埃索70号道路石油浙青，然后向热熔状态(140 150°C)下的埃索70号道路石油浙青中加入7gSBS改性剂(壳牌公司生产的线性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，嵌段比为10/90 20/80，分子量为8万 9万)，机械搅拌40分钟后将浙青加热至160 170°C，然后在改性设备(剪切机)中剪切30分钟，剪切机转速为4000r/min，然后冷却至140 150°C，冷却后再加入0.4g交联剂(由济南重交路桥工程有限公司提供，型号LZ-STAB-03)，继续剪切10分钟，制得改性浙青，将制备的改性浙青在140 150°C下保温待用。称取190g水、6g阳离子乳化剂(阳离子乳化剂为美德维实伟克生产的阳离子乳化剂DF-62)、0.8g氯化钙、0.8g聚乙烯醇和5g浓盐酸(质量分数37.5%)混合后制成皂液，将制备好的皂液加热至50 70°C后将保温待用的改性浙青边搅拌边缓缓倒入皂液中，然后在浙青乳化设备(胶体磨)中进行乳化(胶体磨转速为5000r/min,乳化时间5min),即得成品高性能阳离子改性乳化浙青粘层油，所得产品符合JTGF40-2004规范要求的粘层用阳离子乳化浙青技术指标，主要指标见表I。表I粘层用高性能阳离子改性乳化浙青产品主要指标
权利要求
1.一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:该乳化浙青按质量百分数包括以下成分: 基质浙青:45 55% SBS改性剂:1.5 4% 阳离子乳化剂:1.2 2.0% 水:45 50% 有机稳定剂:0.1 0.3% 无机稳定剂:0.I 0.3% PH调节剂:1.0 2% 交联剂:0.I 0.125% ，所述SBS改性剂为线性苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，SBS改性剂的嵌段比为10/90 20/80，分子量为8万 9万。
2.根据权利要求1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，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1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基铵盐、十六烷基三甲基铵盐与十六烷基乙撑二胺的混合物。
4.根据权利要求1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:所述有机稳定剂为聚乙烯醇或甲基纤维素中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:所述无机稳定剂为氯化钙或氯化铵中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:所述PH调节剂为浓盐酸或浓硫酸中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述一种粘层用阳离子改性乳化浙青，其特征在于:所述交联剂为多硫类或过氧类。
8.—种如权利要求1所述粘层用阳离子改性乳化浙青的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将基质浙青在140 150°C下加热至融溶，然后向基质浙青中加入SBS改性剂，加入SBS改性剂后搅拌40 50分钟，搅拌后加热至160 180°C，然后用剪切机剪切30 40分钟，剪切机转速为3000 5000r/min，然后降温至140 150°C，降温后再加入交联剂，然后继续剪切10 15分钟，得到改性浙青，保温备用； 2)经过步骤I)后，将阳离子乳化剂、有机稳定剂、无机稳定剂、水以及PH调节剂混合后配制成皂液，将皂液加热至50 70°C后将改性浙青倒入皂液中， 然后用胶体磨混合乳化，得到粘层用阳离子改性乳化浙青。
全文摘要
本发明提供一种粘层用阳离子改性乳化沥青及其制备方法，其组成包括基质沥青、SBS改性剂、乳化剂、水、PH调节剂、有机稳定稳定剂和无机稳定剂；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；所制备的乳化沥青固含量低、高低温性能优异、弹性恢复和粘结性能强、稳定性好，软化点和弹性恢复均能达到70以上，远远高于一般改性乳化沥青的指标；本发明采用特种乳化剂和改性剂，不仅使改性沥青易于乳化，而且制备的改性乳化沥青性能好；并采用复配稳定剂，提高了乳液稳定性能。
文档编号C08L95/00GK103113751SQ20131005964
公开日2013年5月22日 申请日期2013年2月26日 优先权日2013年2月26日
发明者陈华鑫, 刘洪 , 苏新国, 鲁圣弟, 黄学文, 颜赫, 李进, 薛跃武, 张丰焰, 管勤, 曹进, 许泽宁, 耿超, 沈筠, 李洁, 景宏伟, 魏峰, 蒋卫平, 贾广平 申请人:长安大学