本发明属于沥青技术领域，具体涉及一种稳定性佳的乳化沥青及其制备方法。
背景技术
沥青是一种褐色或黑褐色的有机胶凝材料，是一种分子量相对较小的、由众多小分子物质组成的非高分子材料共混物，具有原料廉价丰富、施工方便等突出特点，广泛应用于建筑、公路、桥梁等领域。沥青的使用形式主要有热沥青、稀释沥青、乳化沥青三种。与热沥青、稀释沥青相比，乳化沥青能够节约能源40%-50%；降低工程造价20%-30%；乳化沥青在使用过程中能有效地减少高温加热时引起的沥青过度老化，以及致癌物苯并吡的大量挥发，能够有效改善施工条件。随着基础设施防水要求的逐步提高，以及道路稀浆封层和微表处的迅速发展，极大地促进了乳化沥青的发展。
乳化沥青是沥青和乳化剂、助剂在一定工艺条件下，生成水包油或者油包水的液态沥青。常规的制备方法是将道路沥青经过机械搅拌和化学稳定的方法，扩散到水中而液化成常温下粘度低、流动性好的乳化沥青。对乳化沥青而言，选择合适的表面活性剂作为乳化剂能够直接影响到乳化沥青的性能和使用范围。
由于乳化沥青以液态形式存在，并非均相混合物，这就导致乳化沥青从生产、存储到施工使用过程中，容易出现变质、沉降的风险。一旦出现上述风险，势必会影响沥青的正常使用，如果能从乳化沥青原料、制备方面入手，对乳化沥青进行改性，生产出长时间存储不变质、不沉降的沥青制品，将会大幅度提高乳化沥青的使用范围，降低使用过程中因变质、沉降带来的损失，有助于降低生产成本。
技术实现要素：
为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种稳定性佳的乳化沥青，该乳化沥青组成及质量百分比分别为沥青60%-70%、乳化剂3%-8%、稳定剂5%-10%、异味中和剂2%-6%、消泡剂6%-13%、交联剂0.5%-5%、余量为水。乳化剂由阳离子乳化剂、非离子乳化剂、有机膨润土、有机硅树脂、钛酸酯偶联剂、木质素纤维组成，能够有效改善乳化沥青中各种组成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系。稳定剂由光稳定剂和热稳定剂混合而成，使乳化沥青在强光照、高温环境下使用能够保持很好的稳定性。异味中和剂则能够改善乳化沥青的气味，改善操作人员的工作环境。本发明还提供了一种所述稳定性佳的乳化沥青的制备方法，在高速搅拌将各组成分散，制备所述稳定性佳的乳化沥青。本发明中稳定性佳的乳化沥青具有很好的稳定性，能够长时间存储不变质、不沉降；加工方法简单、施工方便，成本较低。
本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：
本发明公开了一种稳定性佳的乳化沥青，其特征在于，各组分及其质量百分比如下：
沥青：60%-70%
乳化剂：3%-8%
稳定剂：5%-10%
异味中和剂：2%-6%
消泡剂：6%-13%
交联剂：0.5%-5%
水：余量；
所述乳化剂的制备方法为：将阳离子乳化剂、非离子乳化剂、有机膨润土、有机硅树脂加入装有搅拌装置的反应釜中，调节温度至45-58℃，控制搅拌速度为200-300r/min，搅拌20-30min后依次加入钛酸酯偶联剂、木质素纤维，升温至80-90℃，继续搅拌35-50min，然后降温至20-30℃，制得所述乳化剂；
所述阳离子乳化剂、非离子乳化剂、有机膨润土、有机硅树脂、钛酸酯偶联剂、木质素纤维的质量比为(6-8):1:(0.8-1.4):(1.5-2.5):(0.2-0.5):(0.6-1.2)。
本发明中稳定性佳的乳化沥青，以沥青、乳化剂、稳定剂、异味中和剂、消泡剂、交联剂、水为原料，通过高速搅拌分散制得。乳化剂由阳离子乳化剂、非离子乳化剂、有机膨润土、有机硅树脂、钛酸酯偶联剂、木质素纤维组成，能够有效改善乳化沥青中各种组成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系。基材表面常带有负电荷，当阳离子乳化沥青与基材表面接触时，由于所带电荷不同，产生异性相吸，是沥青吸附在基材表面，提高沥青在基材表面的附着力。非离子乳化剂具有良好的分散、乳化效果，能够有效降低沥青颗粒之间的静电张力，提高乳化沥青的稳定性。有机膨润土是有机季铵盐与天然膨润土的复合物，在有机介质中能表现出优异的分散性和触变性，使乳化沥青具有优良的悬浮稳定性、成膜性以及化学稳定性。有机硅树脂在高温材料领域表现突出，可以和有机树脂、无机材料进行改性和匹配，实现结构功能一体化。另外，有机硅树脂还具有突出的耐候性，在紫外线的强烈照射下能够保持颜色的稳定，还具有防水、防盐雾、防霉菌等特性，在乳化剂中添加有机硅树脂能明显改善乳化沥青的耐候性，扩大乳化沥青的使用范围。钛酸酯偶联剂能使乳化剂中各分子得到活化处理，提高分散性能，进而改善乳化沥青的防沉效果，改善乳化沥青的加工性能；同时还能提高乳化沥青膜的强度，增强乳化沥青路面的抗车辙性能。木质素纤维属于绿色环保产品，不影响环境，对人体无害，具有良好的韧性和分散性，吸水能力强，能够有效增强乳化沥青的增稠抗裂性能，同时还有利于改善乳化沥青路面的平整度和光洁度。
进一步地，所述稳定剂由光稳定剂和热稳定剂按质量比为(1.5-2.5):1混合而成。所述光稳定剂为羟基二苯甲酮、苯并三唑、水杨酸酯、三嗪中的一种或几种。所述热稳定剂为羧酸有机锡、硬脂酸铝、稀土稳定剂中的一种或几种。光稳定剂能够屏蔽或者吸收紫外线的能量，使高分子聚合物在光的辐射下，排除或者减缓光化学反应的可能性，阻止或延迟光老化的过程，延长沥青的使用寿命。热稳定剂能够阻止或延迟热老化的过程，增强沥青的热稳定性，延长沥青的使用寿命。
进一步地，所述异味中和剂为蓖麻油酸锌、艾草精油、香茅油、兰花精油、薄荷油中的一种或几种。异味中和剂能改善乳化沥青生产过程中的气味，有效改善乳化沥青的施工条件。
进一步地，所述消泡剂为二甲基硅油。消泡剂能降低乳化沥青体系的无序度，减小体系熵值，提高体系的稳定性。二甲基硅油消泡速度快，抑泡性能好。
进一步地，所述交联剂为过氧化二异丙苯、缩水甘油醚、二亚乙基三胺中的一种或几种。交联剂能够增大乳化沥青的粘弹性，提高乳化沥青的强度，改善乳化沥青的施工条件。
进一步地，所述乳化剂的制备方法中，所述阳离子乳化剂为丙烯二胺、十二烷基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵中的一种或几种；所述非离子乳化剂为辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；所述有机硅树脂为聚烷基有机硅树脂；所述钛酸酯偶联剂为螯合型钛酸酯或单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯。螯合型钛酸酯、单烷氧基焦磷酸酯型钛酸酯适用于高湿体系，在水含量较高的条件下，上述两种钛酸酯偶联剂具有优良的水解稳定性，表现出良好的偶联效果。
本发明还公开了一种所述稳定性佳的乳化沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，将沥青加热至熔融状态，然后同时加入水、乳化剂、稳定剂，在1200-1500r/min下搅拌混合15-25min；
步骤二，待步骤一中搅拌混合完成后，依次加入异味中和剂、消泡剂、交联剂，在1200-1500r/min下继续搅拌混合30-50min，即得所述稳定性佳的乳化沥青。乳化剂在水膜的作用下能够发挥更好的乳化作用，提高乳化沥青的稳定性，沥青熔融后，同时加入水、乳化剂、稳定剂有利于达到更好的乳化效果，促进乳化沥青的稳定性能。将乳化沥青中的各组分在高速搅拌下进行分散，制得所述改性乳化沥青，制备工艺成熟，制备方法简单易行。
本发明具有以下优点：
1.本发明中的乳化沥青稳定性好，长时间存储不变质、不沉降。
2.本发明中的乳化沥青粘弹性好，韧性高，耐光、耐热性能良好，作为户外道路沥青使用，耐候性能优良。
3.本发明中的乳化沥青加工方法简单、施工方便，成本较低。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
一种稳定性佳的乳化沥青，各组成和质量百分比分别为：90号基质沥青65%、乳化剂3%、稳定剂8%、蓖麻油酸锌2%、二甲基硅油12%、二异丙苯2%、水8%。
所述乳化剂的制备方法为：将十二烷基氯化铵、基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷加入装有搅拌装置的反应釜中，调节温度至50℃，控制搅拌速度为200r/min，搅拌25min后依次加入甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维，升温至80℃，继续搅拌35min，然后降温至28℃，制得所述乳化剂。
所述由十二烷基氯化铵、辛基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷、甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维的质量比为6:1:0.8:1.9:0.3:0.6。
所述稳定剂由羟基二苯甲酮和硬脂酸铝按质量比为2:1混合而成。
所述稳定性佳的乳化沥青的制备方法为：步骤一，将沥青加热至熔融状态，然后同时加入水、乳化剂、稳定剂，在1200r/min下搅拌混合15min；
步骤二，待步骤一中搅拌混合完成后，依次加入蓖麻油酸锌、二甲基硅油、二异丙苯，在1200r/min下继续搅拌混合35min，即得所述稳定性佳的乳化沥青。
实施例2
一种稳定性佳的乳化沥青，各组成和质量百分比分别为：90号基质沥青62%、乳化剂6%、稳定剂5%、蓖麻油酸锌4%、二甲基硅油10%、二异丙苯2%、水11%。
所述乳化剂的制备方法为：将十二烷基氯化铵、基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷加入装有搅拌装置的反应釜中，调节温度至50℃，控制搅拌速度为200r/min，搅拌25min后依次加入甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维，升温至80℃，继续搅拌35min，然后降温至28℃，制得所述乳化剂。
所述由十二烷基氯化铵、辛基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷、甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维的质量比为7:1:1:1.5:0.2:0.8。
所述稳定剂由羟基二苯甲酮和硬脂酸铝按质量比为1.5:1混合而成。
所述稳定性佳的乳化沥青的制备方法为：步骤一，将沥青加热至熔融状态，然后同时加入水、乳化剂、稳定剂，在1200r/min下搅拌混合15min；
步骤二，待步骤一中搅拌混合完成后，依次加入蓖麻油酸锌、二甲基硅油、二异丙苯，在1200r/min下继续搅拌混合35min，即得所述稳定性佳的乳化沥青。
实施例3
一种稳定性佳的乳化沥青，各组成和质量百分比分别为：90号基质沥青68%、乳化剂3%、稳定剂5%、蓖麻油酸锌6%、二甲基硅油8%、二异丙苯4%、水6%。
所述乳化剂的制备方法为：将十二烷基氯化铵、基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷加入装有搅拌装置的反应釜中，调节温度至50℃，控制搅拌速度为200r/min，搅拌25min后依次加入甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维，升温至80℃，继续搅拌35min，然后降温至28℃，制得所述乳化剂。
所述由十二烷基氯化铵、辛基酚聚氧乙烯醚、有机膨润土、甲基三氯硅烷、甲氧基焦磷酸钛酸异丙酯、木质素纤维的质量比为6.5:1:1.2:2.5:0.4:1.2。
所述稳定剂由羟基二苯甲酮和硬脂酸铝按质量比为2.5:1混合而成。
所述稳定性佳的乳化沥青的制备方法为：步骤一，将沥青加热至熔融状态，然后同时加入水、乳化剂、稳定剂，在1200r/min下搅拌混合15min；
步骤二，待步骤一中搅拌混合完成后，依次加入蓖麻油酸锌、二甲基硅油、二异丙苯，在1200r/min下继续搅拌混合35min，即得所述稳定性佳的乳化沥青。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。