一种改性天然沸石温拌剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于道路建筑材料领域，具体涉及一种改性天然沸石温拌剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 沥青路面铺筑主要是采用热拌沥青混合料技术，热拌沥青混合料是把沥青加热到 150~170°C，矿料加热到180~200°C，以保证沥青混合料的拌和与压实。由于热拌沥青混合 料拌合和压实温度高，不仅消耗大量的能源，而且会产生大量有毒有害气体和粉尘，严重危 害施工人员身体健康，并加剧了沥青的老化，缩短了沥青路面的使用寿命。
[0003] 为减少热拌沥青混合料的能耗，降低有毒有害气体和粉尘对环境的危害，许多国 家致力于开发新技术来降低沥青混合料的拌和摊铺温度。在这一背景下，沥青混合料温拌 技术应运而生。温拌沥青混合料技术是指通过一定的技术手段，使沥青和集料能在较低的 温度下进行拌和及压实，同时还能保持其不低于热拌沥青混合料性能的技术。该项技术的 关键在于在不损害沥青混合料性能的前提下，降低沥青在拌和压实温度下的粘度，起到温 拌的效果。与热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料的拌合温度可以降低20~30°C，可减少 约30%的能源消耗，C0 2等废气排放量可减少约30%，粉尘排放量可减少40~50%，同时，由 于拌和及施工温度的降低，沥青的热老化也得以减轻。
[0004] 温拌沥青混合料因具有以上诸多优势而使温拌沥青混合料技术得到快速发展。目 前，常用于温拌沥青混合料的技术主要有四种：（1)沸石类温拌技术；（2)泡沫沥青温拌技 术；（3)有机降粘剂温拌技术；（4)乳化沥青温拌技术。其中，沸石类温拌技术是在沥青混合 料拌和过程中添加沸石温拌剂。现有沸石温拌剂均采用人工合成沸石，合成沸石内部含水 量约为21 %，在85~182 °C被释放。在向混合料中加入沥青的同时加入沸石，沸石中水分会 随着时间的延长而慢慢释放出来，导致沥青产生连续发泡效应，从而起到润滑剂的作用，使 沥青混合料拌和温度可降低至130°C左右，较热拌沥青混合料可降低拌和与摊铺温度20~ 30 °C。然而，合成沸石成本高、价格贵，导致现有沸石温拌沥青混合料成本也大大提高。天然 沸石是一种储量丰富、价格低廉的无机非金属矿物材料，其与合成沸石具有同样的结构，均 为含水架状硅铝酸盐，但是天然沸石的内部含水量(小于10%)远低于合成沸石，将天然沸 石作为温拌剂应用于沥青混合料的效果并不好。此外，由于沸石的加入对沥青与集料之间 的粘附性有一定的影响，在水的作用下，沥青与集料易发生剥离，会降低沥青混合料的抗水 损害能力。这些问题的存在，极大影响了沸石类温拌沥青混合料的推广应用。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种改性天然沸石温拌剂及其制备方 法。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] -种改性天然沸石温拌剂，是由天然沸石经碱溶液处理、脂肪胺改性后获得。
[0008] 上述方案中，所述天然沸石为天然斜发沸石或天然丝光沸石，其粒径大小为200目 ~300目。
[0009] 上述方案中，所述脂肪胺为十八烷基胺。
[0010] 上述方案中，所述碱溶液为氢氧化钠溶液。
[0011] 上述改性天然沸石温拌剂的制备方法，包括如下步骤：
[0012] (1)碱溶液处理:将天然沸石投入到碱溶液中，混合搅拌后过滤得到碱处理天然沸 石；
[0013] (2)脂肪胺改性:将碱处理天然沸石投入到脂肪胺乙醇溶液中，混合搅拌后、过滤 取固体组分，所述固体组分经干燥后即为改性天然沸石温拌剂。
[0014] 上述方案中，所述碱溶液的浓度为0.5~lmol/L;所述天然沸石与碱溶液的质量体 积比为 20g ~30g: 100ml。
[0015] 上述方案中，所述脂肪胺乙醇溶液的浓度为0.1~0.2mol/L，所述碱处理天然沸石 与脂肪胺乙醇溶液的质量体积比为20g~30g :100ml。
[0016] 上述方案中，所述干燥的温度为75~80°C，干燥的时间为2h~4h。
[0017] 上述方案中，步骤（1)所述混合搅拌的时间为lh~1.5h;步骤(2)所述混合搅拌的 时间为〇. 5h~lh。
[0018] 本发明的有益效果如下：（1)本发明所述改性天然沸石温拌剂的含水量较高(大于 15%)，可有效降低沥青混合料的拌和与摊铺温度；当改性天然沸石温拌剂与热沥青和热集 料混合时，改性天然沸石温拌剂表面吸附的脂肪胺的非极性基团和沥青具有很强的亲合 力，而极性基团和集料(尤其是玄武岩等酸性集料)表面有很强的亲合力，能有效降低集料 与沥青的界面自由能，改善沥青与集料的粘附性，提高沥青混合料的水稳定性能，从而有效 防止沥青路面出现水损害的现象；（2)本发明制备的改性天然沸石温拌剂的原料易得、价格 低廉，可显著降低温拌沥青混合料的成本，有利于广泛应用。
【具体实施方式】
[0019] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0020] 实施例1
[0021 ] -种改性天然沸石温拌剂，通过如下方法制备得到：
[0022] (1)碱溶液处理:天然沸石原料为天然斜发沸石，细度为200目；将30g天然斜发沸 石加入到l〇〇ml、0.5mol/L的氢氧化钠碱溶液中，混合搅拌lh，过滤获得碱处理天然斜发沸 石；
[0023] (2)脂肪胺改性:将30g碱处理天然斜发沸石加入到浓度为0.1mol/L、100ml的十八 烷基胺乙醇溶液中，混合搅拌lh，过滤获得的固体组分在80°C温度下干燥2h，即制得改性天 然沸石温拌剂。
[0024]热失重(TG)测试表明，本实施例中天然斜发沸石的含水量为9%，经碱处理后的改 性天然斜发沸石温拌剂的含水量为15%。
[0025] 实施例2
[0026] -种改性天然沸石温拌剂，通过如下方法制备得到：
[0027] (1)碱溶液处理:天然沸石原料为天然斜发沸石，细度为250目；将25g天然斜发沸 石加入到l〇〇ml、0.8mol/L的氢氧化钠碱溶液中，混合搅拌1.5h，过滤获得碱处理天然斜发 沸石；
[0028] (2)脂肪胺改性:将25g碱处理天然斜发沸石加入到浓度为0.15mol/L、100ml的十 八烷基胺乙醇溶液中，混合搅拌〇.5h，过滤获得的固体组分在78°C温度下干燥3h，即制得改 性天然沸石温拌剂。
[0029]热失重(TG)测试表明，本实施例中天然斜发沸石的含水量为9%，经碱处理后的改 性天然斜发沸石温拌剂的含水量为17%。
[0030] 实施例3
[0031 ] -种改性天然沸石温拌剂，通过如下方法制备得到：
[0032] (1)碱溶液处理:天然沸石原料为天然斜发沸石，细度为300目；将20g天然斜发沸 石加入到l〇〇ml、1. Omol/L的氢氧化钠碱溶液中，混合搅拌1.5h，过滤获得碱处理天然斜发 沸石；
[0033] (2)脂肪胺改性:将20g碱处理天然斜发沸石加入到浓度为0.2mol/L、100ml的十八 烷基胺乙醇溶液中，混合搅拌〇.75h，过滤获得的固体组分在75°C温度下干燥4h，即制得改 性天然沸石温拌剂。
[0034]热失重(TG)测试表明，本实施例中天然斜发沸石的含水量为9%，经碱处理后的改 性天然斜发沸石温拌剂的含水量为19%。
[0035] 实施例4
[0036] -种改性天然沸石温拌剂，通过如下方法制备得到：
[0037] (1)碱溶液处理:天然沸石原料为天然丝光沸石，细度为200目；将30g天然丝光沸 石加入到l〇〇ml、0.7mol/L的氢氧化钠碱溶液中，混合搅拌1.2h，过滤获得碱处理天然丝光 沸石；
[0038] (2)脂肪胺