专利名称：一种高铁乳化沥青用乳化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高速铁路板式无砟轨道用建筑材料领域，具体涉及一种高速铁路乳化 浙青用乳化剂及其制备方法。
背景技术：
板式轨道是一种适用高速铁路发展的无砟轨道结构，它比有砟轨道更加稳定，且 运营维护量和维护费用远远低于有砟轨道。水泥乳化浙青砂浆是板式轨道的关键组成部 分，它是由乳化浙青、水泥、细骨料、掺合材料、聚合物乳液、水、铝粉、各种外加剂等多种原 材料在常温下搅拌混合制成的，其作为板式轨道混凝土底座与轨道板间的弹性调整充填 层，是一种兼具混凝土刚性和浙青弹性的半刚性体。水泥乳化浙青砂浆充填层的主要作用 有一是可完全填满轨道板和混凝土基床板的间隙，起支撑作用；二是可部分提供轨道弹 性，起缓冲减振作用；三是可对下部结构变形至某一限度内进行补修。因此，水泥乳化浙青 砂浆性能好坏直接影响到板式无砟轨道结构的平顺性、舒适性、耐久性。乳化浙青是水泥乳化浙青砂浆的关键组成部分，它除了要满足普通乳化浙青使用 标准外，还需具备许多特殊的性能。如较高的蒸发残留物含量、良好的水泥适应性、温度适 应性等。为了适应高速铁路的迅猛发展，乳化浙青的用量也日趋增多。由于乳化浙青刚制 备出来时约为100°c，为了提高生产效率，乳化浙青必须能迅速降温，且具有良好的储存稳 定性，以便于长途运输和使用。目前所用的乳化剂制备出的乳化浙青热稳定性不好，均要求 缓慢降温，需要严格控制降温速度，否则极易造成乳化浙青破乳。因此，一种新型的具有较 好热稳定性的高铁用乳化剂成为现在研究的热点。
发明内容
为克服上述现有技术的不足本发明公开了一种高铁乳化浙青用乳化剂及其制备 方法。该乳化剂产品原料来源广泛，价格低廉，配方合理，制备方法便捷，最突出的特点是具 有良好的热稳定性，可以广泛用于高铁用乳化浙青，改进乳化浙青的性能，提高了生产效率 和经济效益。
量份为
本发明的技术解决方案是一种高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于其组成的重
烷基胺类乳化剂 聚氧乙烯烷基酚醚类乳化剂 助剂1 助剂2助剂3
35. 6-63. 0 份 20. 2-38. 3 份 0. 3-1. 1 份 0-1. 0 份 5. 0-8. 0 份
所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的烷基胺类乳化剂选自牛脂丙 烯二胺，长链N-(烃烷基)烷基二胺，羟烷基多胺的无机盐，十八烷基丙烯三胺中的任一 种；
所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的烷基酚聚氧乙烯醚乳化剂 选自聚氧乙烯辛基苯酚醚_2 (0P-2)，辛基苯酚聚氧乙烯醚_4 (0P-4)，聚氧乙烯烷基苯酚 醚-7(0P-7)，辛基苯酚聚氧乙烯醚-10(0P-10)中的任一种；所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂1选自甲酸、乙酸中的任 一种；所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂2选自氯化钠、氯化钙、 硫酸钠、硫酸镁中的一种或多种；所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂3选自乙醇、异丙醇、正 丁醇、正戊醇和异戊醇中的一种或多种；所述的高铁乳化浙青用乳化剂制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按配方比例称取各中原料；(2)向反应釜内依次加入步骤(1)称取的烷基胺类乳化剂、聚氧乙烯烷基酚醚类 乳化剂，恒温搅拌均勻，温度为100°c -150°c ；(3)将上述物料冷却至100°C以下，加入助剂1、助剂2，继续搅拌，直至完全溶解。(4)将上述产品冷却至室温，加入助剂3，搅拌至物料完全混合，即得乳化剂成品。本发明研制热稳定的乳化剂旨在解决高铁用乳化浙青现存的热稳定性较差的问 题，通过该热稳定乳化剂的复配，实现了热稳定性高、适应性强的高铁用乳化浙青的制备。 其优势具体如下(1)热稳定性高烷基胺类乳化剂属于阳离子型表面活性剂，它有一下限温度即克拉夫特点，当温 度低于此点时烷基胺类乳化剂会以水合结晶固体的形式析出，导致乳化浙青破乳；而聚氧 乙烯烷基酚醚乳化剂属于非离子型乳化剂，它们有一上限温度即浊点，当温度高于此点时， 该类乳化剂因分子中的极性基与水生成的氢键作用减弱而析出，导致乳化浙青破乳。因此 单独使用任一种乳化剂时，温度的变化都会轻易引起破乳。但将两者以一定比例混合后，与 单一相比较，克拉夫特点明显下降，浊点亦大幅上升。这是因为两者混合后产生了强烈的协 同效应，能在较广的温度范围内不析出，不发生相转变，从而保证了乳化浙青在较宽温度范 围内的稳定性，适应于快速生产和大规模储存。(2)适用范围广本发明提供的高铁乳化浙青用乳化剂除了温度适应范围广的特点外，还具有针对 不同环境进行可调性的优势。即对于特殊环境，如我国南方高温地带或西北东北的极低温 地带，可通过改变烷基胺类乳化剂与聚氧乙烯烷基酚醚类乳化剂的比例，或改变添加助剂1 与助剂2的含量来调整乳化浙青的适用温度，从而得到特殊施工环境所需的乳化浙青，解 决高温与低温条件下因乳化浙青稳定性差而导致的高铁铺设无法进行的难题，大大扩展了 乳化浙青的适用范围，延长了高铁施工时限，具有较高的社会经济效益。(3)与其他原材料相溶性好由本发明提供的乳化剂制备的乳化浙青对CA砂浆其他性能无不利影响。生产工 艺简单，无污染，易于工业化。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明做详细说明。1、乳化剂的复配(1)向反应釜内依次加入58. 5kg牛脂丙烯二胺、32. 9kg辛基苯酚聚氧乙烯 醚-10 (0P-10)，开启反应釜的搅拌器，转速为eorads/min，然后缓慢加热至100°C，恒温搅 拌 60min ；(2)将上述物料冷却至60°C以下，加入0.7kg乙酸、1.0kg氯化钙，继续搅拌 30min，直至完全溶解；(3)将⑵所得混合物冷却至室温，加入6. 9kg乙醇，搅拌至物料完全混合，即得 100kg乳化剂成品。2、乳化浙青的制备向反应釜中加入70°C的温水380kg，然后向温水中加入复配好的乳化剂20kg，经 搅拌均勻配制成400kg乳化剂水溶液。然后启动胶体磨，乳化液与加热至130-145°C的韩国 SK-90#道路石油浙青600kg，一起缓慢通过胶体磨，制备乳化浙青。乳化浙青经板式换热器 迅速降温后，打入储罐进行储存。3、经快速降温的乳化浙青检测结果经板式换热器迅速降温的乳化浙青检测结果如下表1所示。表1经快速降温后乳化浙青的检验结果
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检测结果表明，由本发明研制的乳化剂生产的高铁用乳化浙青完全符合《客运专 线铁路CRTS I型板式无砟轨道水泥乳化浙青砂浆暂行技术条件》中对乳化浙青的要求，而 且适用于快速降温，提高了生产效率，也适应于大规模储存。
权利要求
1.一种高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于其组成的重量份为烷基胺类乳化剂 聚氧乙烯烷基酚醚类乳化剂35. 6-63. 0 份 20. 2-38. 3 份 0. 3-1. 1 份 0-1. 0 份 5. 0-8. 0 份助剂1 助剂2 助剂3
2.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的烷基胺类乳化 剂选自牛脂丙烯二胺，长链N-(烃烷基)烷基二胺，羟烷基多胺的无机盐，十八烷基丙烯三 胺中的任一种；
3.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的烷基酚聚氧乙 烯醚乳化剂选自聚氧乙烯辛基苯酚醚_2 (0P-2)，辛基苯酚聚氧乙烯醚_4 (0P-4)，聚氧乙烯 烷基苯酚醚_7 (0P-7)，辛基苯酚聚氧乙烯醚-10 (0P-10)中的任一种；
4.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂1选自甲 酸、乙酸中的任一种；
5.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂2选自氯 化钠、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂，其特征在于所述的助剂3选自乙 醇、异丙醇、正丁醇、正戊醇和异戊醇中的一种或多种；
7.根据权利要求1所述的高铁乳化浙青用乳化剂制备方法，其特征在于包括以下步骤(1)按配方比例称取各中原料；(2)向反应釜内依次加入步骤(1)称取的烷基胺类乳化剂、聚氧乙烯烷基酚醚类乳化 剂，恒温搅拌均勻，温度为100°C -150°C ；(3)将上述物料冷却至100°C以下，加入助剂1、助剂2，继续搅拌，直至完全溶解。(4)将上述产品冷却至室温，加入助剂3，搅拌至物料完全混合，即得乳化剂成品。
全文摘要
本发明涉及一种高铁乳化沥青用乳化剂及其制备方法，其组成原料的重量份为烷基胺类乳化剂35.6-63.0份、聚氧乙烯烷基酚醚类乳化剂20.2-38.3份、助剂1为0.3-1.1份、助剂2为0-1.0份、助剂3为5.0-8.0份。用该乳化剂制备的乳化沥青可在较宽温度范围内使用，并可以迅速降温不破乳。其突出特点在于可通过调节乳化剂组分比例，复配出适用于不同温度环境的乳化剂，解决了高铁用乳化沥青热稳定性差、易破乳的难题；其热稳定高、用量少、适应范围广，使用时操作简便，可制备出高稳定性的高铁用乳化沥青，并能降低乳化外加剂成本20％左右。
文档编号C08K5/13GK102002244SQ20101051532
公开日2011年4月6日 申请日期2010年10月21日 优先权日2010年10月21日
发明者李龙, 汪志勇, 王青杰, 陈娟, 黄海, 黄玉华 申请人:安徽中铁工程材料科技有限公司