改性乳化沥青及其制备方法与流程

文档序号:14648720发布日期:2018-06-08 21:23阅读:1057来源:国知局

本发明属于沥青材料的组合物技术领域,具体涉及一种改性乳化沥青及其制备方法。



背景技术:

随着城市化建设的不断发展,我国的道路建设得到了持续快速的发展,因此,市场对道路石油沥青的消费需求也在不断增长(“道路石油沥青生产现状及展望探析”,王英敏,化工管理,2016年第23卷,第70页左栏第1段,公开日为2016年8月31日)。近年来,我国的道路石油沥青无论是在数量上还是在质量上都得到了很大的提升,现阶段我国的国产道路石油沥青已在很多重大的工程中得到了应用,例如我国世界上最长的大桥东海大桥、白云机场、虹桥机场以及上海的F1赛道等都是采用我国的道路石油沥青建设的,甚至实现了部分沥青的出口(“道路石油沥青生产现状及展望探析”,王英敏,化工管理,2016年第23卷,第70页右栏第1段,公开日为2016年8月31日)。

随着交通道路建设的加快,高品质道路石油沥青的需求与生产企业供给不足的矛盾显得日益突出,为解决这一问题,改性石油沥青应运而生。改性石油沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物(如SBS橡胶、回收橡胶粉、聚烯烃等)或其他填料等外掺剂,或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料。改性石油沥青广泛用于公路、隧道、桥梁、市政道路路面等场合。

将沥青乳化制成水性沥青(即乳化沥青)或将沥青溶解于有机溶剂制成稀释沥青,实现了沥青能常温下使用的目的,通过在乳化沥青或稀释沥青中添加高分子聚合物材料而改善沥青的特性,形成了改性乳化沥青或改性稀释沥青,在冷施工道路中也得以广泛应用,如用作透层油、粘层油、稀浆封层、微表处。然而,由于改性技术的局限和改性剂品种的局限,现有的改性乳化沥青的粘结强度较低。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种改性乳化沥青,该改性乳化沥青的粘结强度高。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:

改性乳化沥青,由包括以下物质在内的原料制备而得:石油沥青、橡胶、树脂、水和乳化剂。

采用上述方式的改性乳化沥青能够提高沥青的粘结强度,同时,还能够提高沥青的质量。

进一步,所述石油沥青为70#石油沥青或90#石油沥青。

进一步,所述橡胶为SBS橡胶。

进一步,所述树脂为脂肪族C5石油树脂、芳香族C9石油树脂、萜烯树脂中的一种或多种。

进一步,所述乳化剂为阳离子型沥青乳化剂。

进一步,以质量份计,所述改性乳化沥青由以下原料组成:石油沥青50-60份、橡胶2-8份、树脂2-8份、乳化剂1-3份和水35-50份。

发明人意外发现,按照以上配比,能够进一步提高改性乳化沥青的粘结强度。

本发明的目的之二在于保护所述改性乳化沥青的制备方法,包括以下步骤:

A.将石油沥青升温至175-185℃,依次加入橡胶和树脂,搅拌,然后剪切、分散;

B.将乳化剂溶于50-60℃的水中制备成乳化剂水溶液,然后将50-60℃乳化剂水溶液和步骤A得到的混合物泵入胶体磨,即得所述改性乳化沥青。

进一步,所述搅拌转速为300-500转/min,时间为30-60min。

进一步,所述剪切、分散的转速为6000-10000转/min,时间为30-60min。

本发明的目的还在于保护所述改性乳化沥青在路面中的应用。

将本发明的改性乳化沥青用于公路、隧道、桥梁、市政道路路面等场合,能够显著提高路面铺装层间粘结强度,进而延长路面使用寿命。

本发明的有益效果在于:

本发明的改性乳化沥青乳液质量好,搅拌后为褐色均质液体,搅拌棒上无粘附颗粒;筛上剩余量为0.02%-0.05%;标准粘度(C25,3)为13-21S;蒸发残留物含量为62.3%-67.1%。

本发明的改性乳化沥青对各种施工方法的适应性好,破乳速度为快裂或中裂。

本发明的改性乳化沥青硬度好,抗刺破性能优异,针入度为33-42 0.1mm。

本发明的改性乳化沥青抗高温稳定性性能优异,软化点为72-91℃。

本发明的改性乳化沥青塑性好,低温延伸性能优异,延度(5℃)为24-34cm。

本发明的改性乳化沥青贮存稳定性性能优异,1d贮存稳定性为0.2%-0.5%,5d贮存稳定性为0.6%-2.6%。

本发明的改性乳化沥青粘结强度高,抗剪切破坏性能优异,铺装沥青混凝土后粘结强度(23℃)为1.02-1.28MPa。

将本发明的改性乳化沥青用于公路、隧道、桥梁、市政道路路面等场合,能够显著提高路面铺装层间粘结强度,进而延长路面使用寿命。

具体实施方式

所举实施例是为了更好地对本发明的内容进行说明,但并不是本发明的内容仅限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述发明内容对实施方案进行非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。

实施例1

改性乳化沥青,采用以下原料及工艺制备而得:

A.将1086g 70#石油沥青(韩国SK集团(上海)有限公司)升温至180℃,依次加入70g1401型SBS橡胶(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司)和44g T-100型萜烯树脂(广州松宝化工有限公司),于500转/min转速下搅拌熔胀45min,然后用高速剪切分散机在转速为8000转/分钟下分散30min;

B.将60g 504阳离子型乳化剂(上海源荣化工有限公司)加入到752g 55℃水中搅匀,制得乳化剂水溶液;

C.取400g 55℃乳化剂水溶液和600g 180℃步骤A所得混合物泵入胶体磨制备出橡胶树脂复合改性乳化沥青。

实施例2

改性乳化沥青,采用以下原料及工艺制备而得:

A.将1200g 70#石油沥青(中海沥青股份有限公司)升温至185℃,依次加入160g 1401型SBS橡胶(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司)、80g芳香族C9石油树脂(兰州亚华石油化工有限责任公司),于300转/min转速下搅拌熔胀60min,然后用高速剪切分散机在转速为10000转/分钟下分散60min;

B.将60g 504阳离子型乳化剂(上海源荣化工有限公司)加入到700g 60℃水中搅匀,制得乳化剂水溶液;

C.取380g 60℃乳化剂水溶液和720g 185℃步骤A所得混合物泵入胶体磨,即得所述改性乳化沥青。

实施例3

改性乳化沥青,采用以下原料及工艺制备而得:

A.将1100g 90#石油沥青(韩国SK集团(上海)有限公司)升温至175℃,依次加入64g1401型SBS橡胶(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司)和76g脂肪族C5石油树脂(兰州亚华石油化工有限责任公司),于450转/min转速下搅拌熔胀30min,然后用高速剪切分散机在转速为6000转/分钟下分散30min;

B.将30g MQK-1D阳离子型乳化剂(美德维实伟克公司)加入到730g 50℃水中搅匀,制得乳化剂水溶液;

C.取380g 50℃乳化剂水溶液和620g 175℃步骤A所得混合物泵入胶体磨,即得所述改性乳化沥青。

实施例4

改性乳化沥青,采用以下原料及工艺制备而得:

A.将1066g 90#石油沥青(中海沥青股份有限公司)升温至175℃,依次加入54g 1401型SBS橡胶(中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司)、80g T-100型萜烯树脂(广州松宝化工有限公司)和160g芳香族C9石油树脂(兰州亚华石油化工有限责任公司),于400转/min转速下搅拌熔胀45min,然后用高速剪切分散机在转速为6000转/分钟下分散45min;

B.将20g MQK-1D阳离子型乳化剂(美德-维实伟克公司)加入到972.2g 50℃水中搅匀,制得乳化剂水溶液;

C.取360g 50℃乳化剂水溶液和640g 175℃步骤A所得混合物泵入胶体磨,即得所述改性乳化沥青。

性能测试

检测实施例1-4制得的改性乳化沥青的外观、破乳速度、筛上剩余量、标准粘度、蒸发残留物含量、针入度、软化点、延度、贮存稳定性和铺装沥青混凝土后粘结强度,结果如表1所示;

其中,外观按照《JT/T 535-2015路桥用水性沥青基防水涂料》进行测试;

破乳速度按照《T0658-1993乳化沥青破乳速度试验》进行测试;

筛上剩余量按照《T0652-1993乳化沥青筛上剩余量试验》进行测试;

标准粘度按照《T 0621-1993沥青标准粘度试验(道路沥青标准黏度计法)》进行测试;

蒸发残留物含量按照《T 0651-1993乳化沥青蒸发残留物含量试验》进行测试;

针入度按照《T 0604-2011沥青针入度试验》进行测试;

软化点按照《T0606-2000沥青软化点试验》进行测试;

延度按照《T0605-1993沥青延度试验》进行测试;

贮存稳定性按照《T 0655-1993乳化沥青储存稳定性试验》进行测试;

铺装沥青混凝土后粘结强度按照《JT T 983-2015路桥用溶剂性沥青基防水粘结涂料》进行测试。

表1性能测试结果

由表1可知,本发明的改性乳化沥青搅拌后为褐色均质液体,搅拌棒上无粘附颗粒,破乳速度为快裂或中裂,筛上剩余量为0.02%-0.05%,标准粘度(C25,3)为13-21S,蒸发残留物含量为62.3%-67.1%,针入度为33-42 0.1mm,软化点为72-91℃,延度(5℃)为24-34cm,1d贮存稳定性为0.2%-0.5%,5d贮存稳定性为0.6%-2.6%,铺装沥青混凝土后粘结强度(23℃)为1.02-1.28MPa。由此证明,本发明的改性乳化沥青质量好;对各种施工方法的适应性好;硬度好,抗刺破性能好;塑性好,低温延伸性能优异;贮存稳定性性能优异;粘结强度高,抗剪切破坏性能优异。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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