本发明涉及路面沥青技术领域，尤其涉及一种沥青稳定剂及其制备方法以及一种乳化沥青。
背景技术：
沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青材料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。沥青路面是道路建设中一种应用最广泛的高级路面。
随着各国交通事业的不断发展，公路的路面要求的不断提高，对于铺设路面用的沥青的质量要求也不断增高。由于普通道路沥青存在高温易软化、低温易脆裂、中温易疲劳开裂以及弹性差的缺点，因此需要高、中、低温性能优越且弹性良好的改性沥青。目前，现有技术中已经涌现出一些改性沥青，具有良好的流变性、持久的黏附性、抗车辙性以及抗推挤变形能力。但是，现有的改性沥青虽然有些性能有所改善，但其稳定性还是不能满足高要求路面的需要。
现有技术中的沥青材料大多属于热力学不稳定体系，在制备过程中往往需要加入稳定剂来调整沥青的稳定性能。工业上常用的热稳定剂主要包括铅盐、金属皂、有机锡、有机锑、有机稀土和纯有机化合物等。然而，目前为止现有技术中的稳定剂还不能满足沥青材料对高稳定性能的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种沥青稳定剂及其制备方法以及一种乳化沥青，能够满足沥青材料对高稳定性能的要求。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种沥青稳定剂，包含以下质量份数的组分：
优选的，包括20～40份的聚乙烯醇。
优选的，包括20～40份的硅酸铝和20～40份的氯化钙。
优选的，包括2.5～3份的消泡剂；
所述消泡剂为有机硅类消泡剂和/或聚醚类消泡剂。
优选的，包括50～70份的蒙脱土。
优选的，包括20～40份的乙烯基硅橡胶。
本发明还提供了一种上述技术方案所述沥青稳定剂的制备方法，包含以下步骤：
将聚乙烯醇、硅酸铝、氯化钙、蒙脱土和乙烯基硅橡胶混合，得到预混料，所述预混料的粒度为100～200目；
将所述预混料和消泡剂、水进行热混合，得到沥青稳定剂。
优选的，所述热混合的温度为100～160℃；
所述热混合的时间为0.1～3小时。
优选的，所述热混合为搅拌混合；
所述搅拌混合的速率为10～20转/分。
本发明还提供了一种上述技术方案所述沥青稳定剂或者上述技术方案所述制备方法得到的沥青稳定剂得到的乳化沥青，包含如下质量含量的组分：
改性沥青 50～70％；
阳离子表面活性剂 1～5％；
水 余量；
其中，所述改性沥青包含质量比为(85～90):(2～6):(2～8):(1～2)的沥青基质、SBS改性剂、相容剂和所述沥青稳定剂。
本发明提供了一种沥青稳定剂及其制备方法。本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份聚乙烯醇、10～50份硅酸铝、10～50份氯化钙、2～4份消泡剂、20～100份蒙脱土、10～50份乙烯基硅橡胶和20～80份水。本发明提供的沥青稳定剂可以使改性沥青中的聚合物相与沥青基质相之间形成一层稳定的相界面吸附层，降低相界面的表面张力，增加两相之间的亲和力，从而促进两相之间的相容，能够满足沥青材料对高稳定性能的要求。由实施例的实验结果可知，将由所述沥青稳定剂改性的乳化沥青静置5天后，按照ASTM规定测量乳化沥青上下两部分乳液的蒸发残留物百分率的差值，结果为1.6～1.8％，证明稳定性良好。
具体实施方式
本发明提供了一种沥青稳定剂，包含以下质量份数的组分：
本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份聚乙烯醇，优选为20～40份，更优选为30份。本发明对所述聚乙烯醇的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的聚乙烯醇即可，具体的如市售的聚乙烯醇。在本发明中，所述聚乙烯醇的数均分子量优选为110000～200000，更优选为140000～180000，最优选为160000～170000。在本发明中，所述聚乙烯醇的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份硅酸铝，优选为20～40份，更优选为30份。本发明对所述硅酸铝的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的硅酸铝即可，具体的如市售的硅酸铝。在本发明中，所述硅酸铝的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份氯化钙，优选为20～40份，更优选为30份。本发明对所述氯化钙的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的氯化钙即可，具体的如市售的氯化钙。在本发明中，所述氯化钙的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含2～4份消泡剂，具体的可以为2份、2.5份、3份、3.5份或4份。在本发明中，所述消泡剂优选为有机硅类消泡剂和/或聚醚类消泡剂。
在本发明中，所述有机硅类消泡剂优选为聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的一种或几种，更优选为聚二甲基硅氧烷和氟硅氧烷的混合物，或聚二甲基硅氧烷和乙二醇硅氧烷的混合物，或氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷的混合物。在本发明中，当所述有机硅类消泡剂优选为聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷和乙二醇硅氧烷中的两种或三种时，各组分的添加量优选相等。
在本发明中，所述聚醚类消泡剂优选为GP型甘油聚醚、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和脂肪酸聚醚酯中的一种或几种，更优选为GP型甘油聚醚和GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚的混合物，或GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和脂肪酸聚醚酯的混合物，或GP型甘油聚醚和脂肪酸聚醚酯的混合物。在本发明中，当所述聚醚类消泡剂优选为GP型甘油聚醚、GPE型聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚和脂肪酸聚醚酯中的两种或三种时，各组分的添加量优选相等。
本发明对所述消泡剂的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的消泡剂即可，具体的如市售的消泡剂。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含20～100份蒙脱土，优选为40～80份，更优选为50～70份。本发明对所述蒙脱土的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的蒙脱土即可，具体的如市售的蒙脱土。在本发明中，所述蒙脱土的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份乙烯基硅橡胶，优选为20～40份，更优选为30份。在本发明中，所述乙烯基硅橡胶优选为甲基乙烯基硅橡胶。本发明对所述乙烯基硅橡胶的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知来源的乙烯基硅橡胶即可，具体的如市售的乙烯基硅橡胶。在本发明中，所述乙烯基硅橡胶的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。
在本发明中，以10～50份聚乙烯醇的质量为基准，本发明提供的沥青稳定剂包含20～80份水，优选为30～70份，更优选为40～60份。
本发明还提供了一种上述技术方案所述沥青稳定剂的制备方法，包含以下步骤：
将聚乙烯醇、硅酸铝、氯化钙、蒙脱土和乙烯基硅橡胶混合，得到预混料，所述预混料的粒度为100～200目；
将所述预混料和消泡剂、水进行热混合，得到沥青稳定剂。
本发明将聚乙烯醇、硅酸铝、氯化钙、蒙脱土和乙烯基硅橡胶混合，得到预混料，所述预混料的粒度为100～200目。本发明优选可以将所述聚乙烯醇、硅酸铝、氯化钙、蒙脱土和乙烯基硅橡胶混合后再粉碎，或者粉碎后再混合。
本发明对所述聚乙烯醇、硅酸铝、氯化钙、蒙脱土和乙烯基硅橡胶的混合顺序没有特殊要求，可以按照任意的顺序进行混合。本发明对所述混合的方式没有特殊的要求，采用本领域技术人员所熟知的物料混合方法即可，具体的如搅拌混合。
在本发明中，所述预混料的粒度优选为100～200目，更优选为120～180目，最优选为140～160目。本发明对所述粉碎的方法没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的固体物料的粉碎方式进行即可，具体的如研磨、球磨、辊磨等。在本发明中，所述粉碎的转速优选为60～100转/分，更优选为70～90转/分，最优选为80转/分；所述粉碎的时间优选为0.1～1小时，更优选为0.5小时。
得到所述预混料后，将所述预混料和消泡剂、水进行热混合，得到沥青稳定剂。在本发明中，所述热混合的温度优选为100～160℃，更优选为110～150℃，最优选为120～140℃；所述热混合的时间优选为0.1～3小时，更优选为0.5～2.5小时，最优选为1～2小时。在本发明中，所述热混合优选为搅拌混合；所述搅拌混合优选在高速剪切机中进行。在本发明中，所述热混合的搅拌速率优选为10～20转/分，更优选为12～18转/分，最优选为14～16转/分。在本发明中，所述热混合能够使得物料混合的更加均匀，防止混料冷却凝结在一起。
本发明还提供了一种上述技术方案所述沥青稳定剂或者上述技术方案所述制备方法得到的沥青稳定剂得到的乳化沥青，包含如下质量含量的组分：
改性沥青 50～70％；
阳离子表面活性剂 1～5％；
水 余量；
其中，所述改性沥青包含质量比为(85～90):(2～6):(2～8):(1～2)的沥青基质、SBS改性剂、相容剂和所述沥青稳定剂。
在本发明中，所述乳化沥青包含50～70％的改性沥青，优选为55～65％，更优选为60％。在本发明中，所述改性沥青优选包含质量比为(85～90):(2～6):(2～8):(1～2)的沥青基质、SBS改性剂、相容剂和所述沥青稳定剂，更优选为(86～89):(3～5):(3～7):(1～2)，最优选为87:4:(4～5):1.5。
本发明对所述沥青基质的种类没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知种类的沥青基质即可，具体的如天然沥青或石油沥青。
本发明对所述SBS改性剂的种类没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知种类的SBS改性剂即可，具体的如市售的SBS改性剂。
本发明对所述相容剂的种类没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所熟知种类的相容剂即可，具体的如市售的常用于沥青改性中的相容剂。
在本发明中，所述乳化沥青包含1～5％的阳离子表面活性剂，具体的可以为1％、2％、3％、4％或5％。本发明对所述阳离子表面活性剂的来源没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的市售的阳离子表面活性剂即可。本发明对所述阳离子表面活性剂的种类没有任何的特殊要求，具体的可以为胺盐类阳离子表面活性剂、季铵盐类阳离子表面活性剂或杂环型阳离子表面活性剂。
本发明对所述乳化沥青的制备方法没有任何的特殊要求，采用本领域技术人员所常用的沥青乳化剂的制备方法进行制备即可，具体的如先按上述比例制得改性沥青，再将改性沥青、阳离子表面活性剂、水等按比例制得乳化沥青。
下面结合实施例对本发明提供的沥青稳定剂及其制备方法以及乳化沥青进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
原料质量配比：聚乙烯醇25份、硅酸铝15份、氯化钙15份、消泡剂:聚二甲基硅氧烷2份、蒙脱土80份、乙烯基硅橡胶25份、水50份。
向硅酸铝中加入符合要求重量的聚乙烯醇、氯化钙、蒙脱土、乙烯基硅橡胶进行预混；将混合体加入研磨机中，研磨，使其粒径约为200目；将研磨后的预混料中加入符合所述重量份数的水和消泡剂，再在155℃下，以15转/分钟的速度高速剪切20分钟，使预混物混合均匀即得沥青稳定剂。
沥青稳定剂用于乳化沥青中，将得到的乳化沥青放置5天，按照ASTM规定测量乳化沥青上下两部分乳液的蒸发残留物百分率的差值，结果为1.8％。所述乳化沥青的组成：按重量比，改性沥青50％，阳离子表面活化剂1％，其余为水。而改性沥青中，沥青基质85％，SBS改性剂5％，相容剂8％，本专利稳定剂2％。
实施例2
原料质量配比：聚乙烯醇20份、硅酸铝20份、氯化钙20份、消泡剂:GP型甘油聚醚2份、蒙脱土80份、乙烯基硅橡胶20份、水50份。
向硅酸铝中加入符合要求重量的聚乙烯醇、氯化钙、蒙脱土、乙烯基硅橡胶进行预混；将混合体加入研磨机中，研磨，使其粒径约为150目；将研磨后的预混料中加入符合所述重量份数的水和消泡剂，再在150℃下，以15转/分钟的速度高速剪切60分钟，使预混物混合均匀即得沥青稳定剂。
沥青稳定剂用于乳化沥青中，将得到的乳化沥青放置5天，按照ASTM规定测量乳化沥青上下两部分乳液的蒸发残留物百分率的差值，结果为1.6％。所述乳化沥青的组成：按重量比，改性沥青70％，阳离子表面活化剂5％，其余为水。而改性沥青中，沥青基质85％，SBS改性剂5％，相容剂8％，本专利稳定剂2％。
实施例3
原料质量配比：聚乙烯醇50份、硅酸铝50份、氯化钙10份、消泡剂:GP型甘油聚醚4份、蒙脱土20份、乙烯基硅橡胶50份、水80份。
向硅酸铝中加入符合要求重量的聚乙烯醇、氯化钙、蒙脱土、乙烯基硅橡胶进行预混；将混合体加入研磨机中，研磨，使其粒径约为150目；将研磨后的预混料中加入符合所述重量份数的水和消泡剂，再在160℃下，以15转/分钟的速度高速剪切120分钟，使预混物混合均匀即得沥青稳定剂。
沥青稳定剂用于乳化沥青中，将得到的乳化沥青放置5天，按照ASTM规定测量乳化沥青上下两部分乳液的蒸发残留物百分率的差值，结果为1.7％。所述乳化沥青的组成：按重量比，改性沥青60％，阳离子表面活化剂3％，其余为水。而改性沥青中，沥青基质85％，SBS改性剂5％，相容剂8％，本专利稳定剂2％。
由以上实施例可知，本发明提供了一种沥青稳定剂及其制备方法。本发明提供的沥青稳定剂包含10～50份聚乙烯醇、10～50份硅酸铝、10～50份氯化钙、2～4份消泡剂、20～100份蒙脱土、10～50份乙烯基硅橡胶和20～80份水。本发明提供的沥青稳定剂能够满足沥青材料对高稳定性能的要求。由实施例的实验结果可知，将由所述沥青稳定剂改性的乳化沥青静置5天后，按照ASTM规定测量乳化沥青上下两部分乳液的蒸发残留物百分率的差值，结果为1.6～1.8％，远远低于现有技术水平中的2.1～2.5％，证明稳定性良好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。