一种高性能乳化改性沥青及其制备方法和用途的制作方法

专利名称：一种高性能乳化改性沥青及其制备方法和用途的制作方法
技术领域：
该发明属于道路工程乳化改性沥青及其加工和用途技术领域，具体介绍一种用于石屑封层或粘层油的高性能乳化改性沥青配方及其制备方法。
背景技术：
目前公路建设中普遍用作粘层油以及石屑封层的乳化沥青大都是快(中)裂型的普通乳化沥青。然而普通乳化沥青往往很难满足实际的交通和气候条件，其路用性能较差。普通的乳化沥青用做粘层油时，往往由于其破乳后粘度较低，有时粘结效果不好。有的工程中也用洒布热的SBS改性沥青做粘层油，但由于被洒布的面(基)层温度较低，SBS洒布层与面(基)层粘附性也不太好，而且价格较高。普通乳化沥青用于石屑封层时，封层强度较低，路面变形严重。因此，要提高乳化沥青的路用性能往往需要对乳化沥青或沥青进行改性。改性剂是改性沥青的重要组成部分，是改性乳化沥青区别于普通乳化沥青的最主要特点之一。改性剂的加入可以改善乳化沥青的高、低温性能。改性剂的种类和含量在很大程度上决定了乳化沥青的路用性能。由于乳化沥青在常温下呈液体状态，考虑到加工因素，一般多采用胶乳状的改性剂。常用的胶乳状改性剂有SBR胶乳、天然胶乳。另一种方法是通过将改性沥青乳化的方法制作改性乳化沥青，除了乳化SBR改性沥青外，乳化其他改性沥青的应用目前很少。就改性乳化沥青的应用来说，目前存在以下不足(1)SBR胶乳主要改善沥青的低温性能，对沥青的高温性能改善不是很明显；(2)目前国产SBR胶乳为阴离子型，阴离子SBR胶乳与广泛使用的阳离子乳化沥青以及石料的配伍性差，路用性能不好；(3)目前工程中使用的进口阳离子SBR胶乳价格较高；(4)为了提高改性乳化沥青的高温性能而对SBS改性沥青进行乳化通常存在乳化困难、乳液颗粒偏粗、储存稳定性差、实际路用性能不好等问题。因此，急需提供一种路用性能良好，用作粘层油时可以明显提高层间粘结力，用于石屑封层时可以明显提高封层强度及其抗变形能力的改性乳化沥青。

发明内容
本发明的目的之一就是提出一种克服上述缺点的高性能乳化改性沥青；本发明的另一个目的在于提出上述的高性能乳化改性沥青的制备方法；本发明还有一个目的在于提出上述的高性能乳化改性沥青的用途。
本发明所述的高性能乳化改性沥青，包括基质沥青、乳化剂和改性剂Sasobit，其中乳化剂和改性剂在基质沥青中的加入量，以基质沥青的重量百分比计，分别为0.1～5％和1～10％。
本发明中所说的改性剂Sasobit是南非沙索公司(Sasol Wax(South Africa)(Pty)Ltd)生产，其含量占基质沥青重量的1～10％，优选为3～5％。
本发明中所说的乳化剂是美国MeadWestvaco公司生产的INDULIN DF62、INDULINDF42等，优选为INDULIN DF42，其含量占基质沥青重量的0.1～5％，优选为0.2～0.3％。
本发明中所说的高性能乳化改性沥青的制备方法如下a、制备Sasobit改性沥青将基质沥青加热到热融状态，然后加入上述含量的改性剂Sasobit，使Sasobit均匀分散在热融的沥青中；b、制备皂液将上述含量的乳化剂加入到水中，加热至45～90℃，其中水的含量为皂液和改性沥青总重量的25～50％；c、将上述配制好的改性沥青和皂液通过乳化设备。
步骤1中所说的热融状态一般在110℃～155℃，在通过步骤3的乳化设备时，步骤1的改性沥青温度T1和步骤2皂液的温度T2应当满足T1+T2≤200℃。
步骤3中所述的Sasobit改性沥青和皂液以重量百分比50％～75％∶50％～25％通过乳化设备，所说的乳化设备指胶体磨、均化器等。
本发明所制备的高性能乳化改性沥青用作粘层油或石屑封层。
本发明的有益效果本发明提供的高性能乳化改性沥青路用性能优良，各项技术指标均明显优于普通的乳化沥青，解决了常用粘层油粘结效果不好、石屑封层易泛油和强度低(尤其是高温强度低)的技术问题，用作粘层油时可以明显提高层间粘结力，用于石屑封层时可以明显提高封层强度及其抵抗变形的能力，具有很好的应用前景。该乳化改性沥青极易配制和生产，其乳化工艺与普通基质沥青一样，乳化效果极好。
具体实施例方式
下面结合改性乳化沥青生产实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。
实施例1将shell70#沥青加热到110～155℃，使之呈热融状态，然后加入以基质沥青的重量计为5％的Sasobit改性剂，加以搅拌使其混和均匀。
向水中加入以基质沥青的重量计为0.3％的乳化剂INDULIN DF42，并加入盐酸调节乳化剂溶液酸值，使PH＝2左右，搅拌均匀，并升温至45～90℃。
将上述制备的Sasobit改性沥青和乳化剂水溶液(皂液)以重量百分比60％∶40％通过胶体磨即可。其性能见表1。
实施例2将shell70#沥青加热到110～155℃，使之呈热融状态，然后加入以基质沥青的重量计为3％的Sasobit改性剂，加以搅拌使其混和均匀。
向水中加入以基质沥青的重量计为0.2％的乳化剂INDULIN DF42，并加入盐酸调节乳化剂溶液酸值，使PH＝2左右，搅拌均匀，并升温至45～90℃。
将上述制备的Sasobit改性沥青和乳化剂水溶液(皂液)以重量百分比60％∶40％通过胶体磨即可。其性能见表1。
实施例3将shell70#沥青加热到110～155℃，使之呈热融状态，然后加入以基质沥青的重量计为10％的Sasobit改性剂，加以搅拌使其混和均匀。
向水中加入以基质沥青的质量计为5％的乳化剂INDULIN DF42，并加入盐酸调节乳化剂溶液酸值，使PH＝2左右，搅拌均匀，并升温至45～90℃。
将上述制备的Sasobit改性沥青和乳化剂水溶液(皂液)以质量百分比75％∶25％通过胶体磨即可。其性能见表1。
实施例4将shell70#沥青加热到110～155℃，使之呈热融状态，然后加入以基质沥青的质量计为1％的Sasobit改性剂，加以搅拌使其混和均匀。
向水中加入以基质沥青的质量计为0.1％的乳化剂INDULIN DF42，并加入盐酸调节乳化剂溶液酸值，使PH＝2左右，搅拌均匀，并升温至45～90℃。
将上述制备的Sasobit改性沥青和乳化剂水溶液(皂液)以质量百分比50％∶50％通过胶体磨即可。其性能见表1。
对比例1将shell70#沥青加热到110～155℃，使之呈热融状态。
向水中加入以基质沥青的质量计为0.2％的乳化剂INDULIN DF42，并加入盐酸调节乳化剂溶液酸值，使PH＝2左右，搅拌均匀，并升温至45～90℃。
将上述沥青和乳化剂水溶液(皂液)以质量百分比60％∶40％通过胶体磨即可。其性能见表1。
表1

测试方法1、蒸发残留物软化点，℃ASTM D36、中国T0606-20002、蒸发残留物BBR指标S，Mpa、mAASHTOTP1-983、蒸发残留物DSR指标G*/sin δ，PaAASHTO TP5-934、蒸发残留物粘度η，pa.sAASHTO TP5-935、粘附性，裹覆面积(％)T0654-1993由表1可以看出该乳化改性沥青蒸发残留物与相应的普通乳化沥青蒸发残留物(对比例1)相比，可增加软化点达40℃以上；由DSR和BBR指标可以看出，实施例1、实施例2、实施例3和实施例4都改善了高温性能而且其低温性能良好，但实施例1和实施例2对高、低温性能的综合改善效果更好。
实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的蒸发残留物粘度η明显高于对比例1，说明该乳化改性沥青即使在较高温度下也具有较好的抵抗高温变性的能力。
实施例1、实施例2、实施例3和实施例4的改性乳化沥青与矿料的粘附性明显优于对比例1，说明该乳化改性沥青具有较好的粘附性。
权利要求
1.一种高性能乳化改性沥青，包括基质沥青、乳化剂和改性剂Sasobit，其中乳化剂和改性剂在基质沥青中的加入量，以基质沥青的重量百分比计，分别为0.1～5％和1～10％。
2.如权利要求1所述的高性能乳化改性沥青，其特征在于乳化剂在基质沥青中的加入量为基质沥青重量的0.2～0.3％。
3.如权利要求2所述的高性能乳化改性沥青，其特征在于乳化剂是INDULIN DF62或INDULIN DF42。
4.如权利要求1所述的高性能乳化改性沥青，其特征在于改性剂Sasobit在基质沥青中的加入量为基质沥青重量的3～5％。
5.如权利要求1～4所述的高性能乳化改性沥青的制备方法，其步骤如下a、制备Sasobit改性沥青将基质沥青加热到热融状态，然后加入上述含量的改性剂Sasobit，并使其均匀分散在热融的沥青中；b、制备皂液将上述含量的乳化剂加入到水中，加热至45～90，其中水的含量为皂液和改性沥青总重量的25～50％；c、将上述配制好的改性沥青和皂液通过乳化设备即可。
6.如权利要求5所述的高性能乳化改性沥青的制备方法，其特征在于Sasobit改性沥青和皂液以重量百分比50％～75％∶50％～25％通过乳化设备。
7.如权利要求5所述的高性能乳化改性沥青的制备方法，其特征在于所说的乳化设备指胶体磨或均化器。
8.权利要求1～4所述的高性能乳化改性沥青用作石屑封层或粘层油。
全文摘要
本发明属于高性能乳化改性沥青及其制备方法和用途领域。本发明所述的高性能乳化改性沥青，包括基质沥青、乳化剂和改性剂Sasobit，其中乳化剂和改性剂在基质沥青中的加入量，以基质沥青的重量百分比计，分别为0.1～5％和1～10％。其制备方法如下将基质沥青加热到热融状态，然后加入上述含量的改性剂Sasobit；将上述含量的乳化剂加入到水中，其中水的含量为皂液和改性沥青总重量的25～50％；将上述配制好的改性沥青和皂液通过乳化设备即可。本发明提供的高性能乳化改性沥青用于石屑封层或粘层油，其路用性能优良，各项技术指标均明显优于普通的乳化沥青，极易配制和生产。
文档编号C08J3/02GK1800263SQ20051002311
公开日2006年7月12日 申请日期2005年1月4日 优先权日2005年1月4日
发明者孙立军, 董瑞琨, 柯建雄 申请人:同济大学