专利名称：一种疏水亲油性改性沥青及生产方法
技术领域：
本发明提供一种疏水亲油性改性浙青及生产方法，是对现有浙青性能的改变，属 于道路建设材料技术领域。
背景技术：
公路已成为目前主要的交通基础设施。随着交通量和交通荷载的增加，更多的浙 青道路需要建设，但更重要的问题是浙青路面必须保持良好的性能，以保证行车的舒适性 和安全性。以往浙青路面的破坏形式主要表现为车辙、低温开裂和疲劳开裂。从20世纪60 年代以来，绝大多数与浙青路面有关的研究课题也集中在这三大破坏形式上。但是近年来 水损害已引起人们越来越多的关注，已形成世界性范围的问题。为提高浙青与集料的粘附性，研究人员已研究开发了四代产品，第一代为石灰质 改性，改性对象为石料，用石灰乳在酸性石料表面裹覆，然后再晒干，或在拌和过程中直接 加入消石灰改善碱性环境；第二代是利用碱性皂角，主要改性对象为浙青，其作用是相同 的，是为创造一个碱性环境；第三代为季胺盐类阳离子型表面活性剂；第四代为胺基高分 子聚合物。它们属于阳离子型表面活性剂，利用其极性可使浙青对酸性石料表面相结合，而 该剂的亲油基又可使它与浙青粘结，这样就增强了油石间的粘附性。如上所述可以看出方法，使用一代产品增加了施工工作量。第二代金属皂化物由 于与浙青密度差异大易产生离析而影响效果。三、四代产品虽然克服了一二代产品的缺点， 但是由于热稳定性不佳，容易在浙青混合料拌合的过程中发生分解，长期效果不好，并且分 解的产物会造成污染。同时这几类产品的作用机理都是增强浙青与集料之间的物理吸附作 用，虽然在一定程度上能够起到增强集料与浙青粘附性的效果，但并不能从根本上解决水 对浙青膜的脱附作用。
发明内容
本发明公开一种疏水亲油改性浙青，使集料表面由亲水性变为疏水亲油性，从而 从根本上解决水对浙青膜的脱附问题。本发明的疏水亲油改性浙青，是由以下原料按重量份数比制成的 铝酸酯偶联剂1份、硅烷偶联剂1份、浙青94 96份。本发明是通过以下的步骤实现的
将浙青加热到140-180°C，把铝酸酯偶联剂切成50目，把切好的铝酸酯偶联剂和硅烷 偶联剂加入熔化的浙青中，在140-180°C的温度条件下，搅拌2分钟，使其溶于浙青中。完成浙青混合料的搅拌，并进行运输、摊铺、碾压完成施工。在施工的过程中，改性 剂的亲水基团与集料表面的-OH发生化学反应，亲油基团与浙青分子发生反应，达到增加 浙青与集料粘附性的效果。以下实验表明本发明的积极效果
1、水煮法偶联剂可显著改善浙青与石料油石界面.可使浙青与花岗岩黏附等级2提高到5级，浙青与玄武岩黏附等级提高到5级。2、红外吸收光谱分析
红外吸收光谱的特征峰验证抗剥落剂与石料表面形成共价键。3、浸水马歇尔试验残留稳定度试验和冻融劈裂试验
浸水马歇尔试验残留稳定度试验不低于85%，冻融劈裂残留强度比在80%以上。4、浸水车辙试验
动稳定度> 1000次/mm。结论
本发明中由于偶联剂分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两种基团一 种是亲水基团，易与无机物表面的羟基发生化学反应；另一种是亲有机物的基团，能与有 机物发生化学反应或生成氢键溶于其中。在拌合的温度下溶有偶联剂的浙青裹覆到集料表 面上后，偶联剂的亲水反应基与集料表面自动发生连续的化学反应，在集料表面形成共价 键连接的、取向紧密排列的二维有序单层膜。水与集料表面能够形成的氢键键能小于偶联剂与集料表面形成的共价键键能，因 为竞争机制，水不能进入到浙青与集料的结合面，所以在有水的情况下，石料表面的浙青膜 也不会被剥落。在复合改性过程中，铝酸酯偶联剂及硅烷偶联剂之间产生协同效应，通过缠绕和 交联作用对石料进行复合改性，在提高改性效果的同时降低了改性成本。并且铝酸酯偶联 剂、硅烷偶联剂可以很好的与浙青相溶，只要在使用前将它们加入浙青即可，并不需要复杂 的施工工艺。铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂具有和好的高温稳定性，在高温的情况下仍然可以起 到很好的长期作用。铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂无毒不易挥发，在高温时不会产生副产品造成污染。本发明的积极效果在于
从改变传统抗剥落剂的作用机理入手，利用铝酸酯偶联剂、硅烷偶联剂与集料表面发 生化学反应，形成键连接的有序分子膜，使集料表面由亲水性变为疏水亲油性，一方面集料 与浙青粘附的更牢固，另一方面即使水进入到油石界面，改性剂与集料之间发生化学反应 在集料表面形成斥水亲油的膜结构，使集料表面由亲水性变为疏水亲油性，从而从根本上 解决水对浙青膜的脱附问题。提供一种使用方便、热稳定性好、环境友好型的材料。
图1为实施例1红外吸收光谱图； 图2为实施例2红外吸收光谱图3为实施例3红外吸收光谱图。
具体实施例方式通过以下实施例进一步举例描述本发明，并不以任何方式限制本发明，在不背离 本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改 动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
实施例1
将浙青加热至160°C，把铝酸酯偶联剂XL-955切成50目，在940kg浙青中加入Ikg铝 酸酯偶联剂XL-955和Ikg硅烷偶联剂DB550，搅拌均勻。在浙青混合料的生产过程中，把配制好的浙青与加热的集料、填料(集料、填料、浙 青的质量比为88 6 6)加入拌合罐中，在拌合温度为150-180°C的条件下，拌合2分钟，完成 浙青混合料的均勻拌合，并进行运输、摊铺和碾压。改性浙青的主要技术指标如下
1、水煮法测量改性浙青与石料之间的粘附性 水温80°C，水煮时间10分钟
改性前改性后石灰岩3级5级花岗岩2级5级
2、剥落剂与石料表面形成共价键。根据红外吸收光谱图1，可以看出处理后的样品在波数llOOcnT1出现较强吸收 带，此处正是聚硅氧烷的振动特征频率带，以此可以判断偶联剂水化产物在石料表面发生 反应有聚硅氧烷生成。在2900CHT1波数附近主要为CH基团的吸收带，该吸收带是由石料 表面引入偶联剂结构中的有机长链所至。3、浸水马歇尔试验残留稳定度试验和冻融劈裂试验浸水马歇尔试验残留稳定度 为86%，冻融劈裂残留强度比为82%以上。4、浸水车辙试验动稳定度=1010次/mm。实施例2
将浙青加热至160°C，把铝酸酯偶联剂XL-955切成50目，在960kg浙青中加入Ikg铝 酸酯偶联剂XL-955和Ikg硅烷偶联剂DB560，搅拌均勻。在浙青混合料的生产过程中，把配制好的浙青与加热的集料、填料(集料、填料、浙 青的质量比为88:6:6)加入拌合罐中，在拌合温度为150-180°C的条件下，拌合2分钟，完成 浙青混合料的均勻拌合，并进行运输、摊铺和碾压。1、水煮法测量改性浙青与石料之间的粘附性 水温80°C，水煮时间10分钟
改性前改性后石灰岩3级5级花岗岩2级5级
2、剥落剂与石料表面形成共价键。根据红外吸收光谱图3，处理后的样品在波数llOOcnT1出现较强吸收带，以此可 以判断偶联剂水化产物在石料表面发生反应有聚硅氧烷生成。3、浸水马歇尔试验残留稳定度试验和冻融劈裂试验浸水马歇尔试验残留稳定度 为87%，冻融劈裂残留强度比为84%以上。4、浸水车辙试验动稳定度=1100次/mm。实施例3
将浙青加热至160°C，把铝酸酯偶联剂XL-955切成50目，在950kg浙青中加入Ikg铝 酸酯偶联剂XL-955与Ikg硅烷偶联剂DB570，搅拌均勻。
在浙青混合料的生产过程中，把配制好的浙青与加热的集料、填料(集料、填料、浙 青的质量比为88 6 6)加入拌合罐中，在拌合温度为150-180°C的条件下，拌合2分钟，完成 浙青混合料的均勻拌合，并进行运输、摊铺和碾压。1、水煮法测量改性浙青与石料之间的粘附性 水温80°C，水煮时间10分钟
权利要求
一种疏水亲油性改性沥青，其特征在于是由以下原料按重量份数比制成的铝酸酯偶联剂1份、硅烷偶联剂1份、沥青94～96份。
2.权利要求1所述疏水亲油性改性浙青的制备方法，包括以下步骤实现的 将浙青加热到140-180°C，把铝酸酯偶联剂切成50目，把切好的铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂加入熔化的浙青中，在140-180°C的温度条件下，搅拌均勻即得。
全文摘要
一种疏水亲油性改性沥青及生产方法，属于道路建设材料技术领域，是对现有沥青性能的改变，将沥青加热到140-180℃，把铝酸酯偶联剂切成50目，把切好的铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂加入熔化的沥青中，在140-180℃的温度条件下，搅拌2分钟，使其溶于沥青中。完成沥青混合料的搅拌，并进行运输、摊铺、碾压完成施工。在施工的过程中，改性剂的亲水基团与集料表面的-OH发生化学反应，亲油基团与沥青分子发生反应，达到增加沥青与集料粘附性的效果。
文档编号C04B26/26GK101941817SQ20101029486
公开日2011年1月12日 申请日期2010年11月5日 优先权日2010年11月5日
发明者姜浩, 张明亮, 张立业, 方向阳, 曹健, 梁鑫, 董伟智, 赵世辉, 郭学东, 高春妹 申请人:吉林大学