一种微表处用乳化沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种乳化沥青及其制备方法，更具体地涉及一种微表处用乳化沥青及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 从20世纪30年代开始，乳化沥青逐渐在道路工程中得到应用，最初主要是阴离子 型沥青乳液。至20世纪50年代又研制出了阳离子沥青乳液，至此乳化沥青技术迅速发展 起来。乳化沥青的推广和应用在一定程度上改变了传统的道路建设工艺，在环境保护、能源 利用和路面服务性能等方面都发挥了十分积极的作用。
[0003] 微表处是采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理 配比拌和并摊铺到原路面上，并能够在摊铺后1?2h内迅速开放交通的薄层结构。微表处 技术作为乳化沥青技术的一个重要分支，可广泛应用于各等级公路的罩面和车辙填充，具 有防水、防滑、耐磨、耐久等作用，被认为是修复道路车辙及其他多种路面病害的最有效、最 经济的手段之一，在欧美和澳大利亚已得到普及，并且正向世界其他地区推广、发展。
[0004] 微表处用乳化沥青既要求与集料有足够的可拌和时间，还要在摊铺后能迅速破乳 成型，快速开放交通，因此对乳化沥青提出了很高的技术要求，其性能优劣将直接影响施工 质量和进度。微表处用乳化沥青所用的乳化剂要求为阳离子乳化剂，实践证明，由阳离子 型沥青乳化剂制备的乳化沥青与石料表面吸附力强，抗剥落性能好，成型速度快，早期强度 高，但是由于其亲水基团具有较强的极性，因此破乳速度快，导致可拌和时间短，而微表处 混合料为冷拌冷铺型混合料，施工过程中呈稀浆状态，考虑到施工和易性及快速开放交通 的要求，因此微表处用沥青乳化剂要求为慢裂快凝型，否则难以满足施工要求。
[0005] 发明专利CN103030983A公开了一种高弹改性乳化沥青，它主要由普通沥青、乳化 剂、改性剂和水为原料制得的；所述的普通沥青采用SK70#基质沥青，所述乳化剂为阳离子 沥青乳化剂，所述改性剂由SBR胶乳、SBS胶乳及高弹1号改性剂组成。同时，专利权人在 CN103073232A中公开了利用上述高弹改性沥青为原料的微表处混合料。上述两发明所用的 沥青乳化剂为慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂，但是未公开其具体结构。
[0006] 授权号为CN102675890B的发明提供了一种微波加热破乳慢裂快凝型改性乳化沥 青及其制备方法，采用一定比例的沥青、阳离子-阴离子-非离子三元复合乳化剂及助剂在 高剪切力作用下乳化而成的沥青乳液。本发明所用的乳化剂为阳离子-阴离子-非离子三 元复合乳化剂，由烷基酰胺基多胺或胺化木质素阳离子表面活性剂、烷基磺酸钠或木质素 磺酸盐阴离子表面活性剂、聚氧乙烯型或多元醇型非离子表面活性剂组成，配方复杂，存在 配伍性问题。
[0007] 发明专利为CN104046047A公开了一种适用于冷拌冷铺沥青混合料的改性乳化沥 青及其制备方法，它主要由SBS改性沥青、五甲基烷基三亚甲基二季铵盐类乳化剂、聚乙二 醇类乳化剂、烷基酚聚氧乙稀烷类乳化剂、流变改性剂、增塑剂制得。本文主要讲述了 SBS 改性沥青和SBS改性乳化沥青的制备方法，并未详细指出所用乳化剂的结构及类型且所述 的乳化剂配方较为复杂。
[0008] 发明专利为CN104018411A提供一种沥青路面车辙修补用MS-7型改性乳化沥青稀 浆混合料，主要由集料、改性乳化沥青和水制得。主要讲述了制备改性乳化沥青稀浆混合料 所用的集料及制备方法，并未介绍改性乳化沥青的生产方法，也未指出乳化剂的种类及结 构。
[0009] 经上述分析，微表处用乳化沥青，要求与集料有足够的可拌和时间，还要在摊铺后 能迅速破乳成型，快速开放交通，目前微表处用乳化沥青普遍存在慢裂快凝效果不好，与集 料适应性差，价格昂贵，原料来源受限制及环境友好性不佳等缺点。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种微表处用乳化沥青及其制 备方法。
[0011] 本发明采用如下技术方案：
[0012] 一种微表处用乳化沥青，它主要由普通沥青、乳化剂、改性剂为原料制得，各原料 按重量百分比由以下组分构成：
[0013]
【主权项】
1. 一种微表处用乳化沥青，其特征在于：它主要由普通沥青、乳化剂、改性剂为原料制 得，各原料按重量百分比由以下组分构成： 组份 重量百分比 沏青 50-70% 乳化剂 1.0-3.0% 改性剂 3.0-5.0%。 余量为水。
2. 根据权利要求1所述的微表处用乳化沥青，其特征在于：所述的普通沥青为普通 AH-70、AH-90基质沥青；所述的乳化剂为阳离子型乳化剂；所述的改性剂为SBR胶乳。
3. 根据权利要求2所述的微表处用乳化沥青，其特征在于：所述阳离子型乳化剂为咪 唑啉型沥青乳化剂；具体的制备方法为：以摩尔比为I : 1?2的有机酸与有机多胺为反 应原料，加入占反应原料总重量为20?50wt%的溶剂，搅拌升温至140?180°C，恒定温度 反应2?4小时，然后在真空条件下升高反应体系温度至220?260°C，继续反应2?6小 时，脱除溶剂和生成的水，得到咪唑啉中间体，将温度降至70?90°C后，加入与咪唑啉中间 体摩尔比为I : 1?1. 5 : 1?1. 5的有机酮和有机醛，将体系pH值调至2?6,在90? 130°C条件下搅拌反应2?4小时，即得到沥青乳化剂产品。
4. 根据权利要求3所述的微表处用乳化沥青，其特征在于：所述有机酸为癸酸、月桂 酸、十四酸、棕榈酸、硬脂酸、油酸、环烷酸、妥尔油酸、松香酸中的一种或几种；所述的有机 多胺为乙二胺、羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种；所述的有机 酮为丙酮、丁酮、戊酮、环己酮中的一种；所述的有机醛为甲醛、甲醛水溶液或可解离出甲醛 的聚甲醛中的一种；所述的溶剂为甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、混二甲苯、石油醚 中的一种；所述的调节pH值所用的酸为盐酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一种。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的微表处用乳化沥青的制备方法，其特征在于，具体 步骤如下： (1)将所述的普通沥青加热至110-140°C ; ⑵将乳化剂加入水中配制成水溶液，之后加入改性剂，制得皂液，酸将皂液pH值调为 2?5,然后加热至45?70°C ; (3)将皂液迅速倒入乳化机胶体磨中剪切，然后将步骤（1)的热熔的沥青缓慢均匀地 倒入剪切中的皂液中，并同时进行人工搅拌，剪切Imin后即得到乳化沥青。
6. 根据权利要求5所述的微表处用乳化沥青制备方法，其特征在于：所述的调节pH值 所用的酸为盐酸、甲酸、乙酸、磷酸中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种微表处用乳化沥青，它主要由普通沥青、乳化剂、改性剂为原料制得，各原料按重量百分比由以下组分构成：组份重量百分比沥青50-70％、乳化剂1.0-3.0％、改性剂3.0-5.0％。余量为水。本发明的有益效果是：本发明的创新点在于生产乳化沥青所用的阳离子沥青乳化剂，乳化剂结构的设计，以咪唑啉结构为基体，通过对其进行接枝改性，调节亲水基团与集料表面的吸附作用，控制乳化沥青的破乳速率。本发明以有机酸、有机多胺制备咪唑啉中间体，再将咪唑啉中间体与有机醛和有机酮经曼尼希反应进行改性，调节亲水端的电荷强度和空间位阻，改善慢裂性能和乳化性能，以使制备的乳化沥青具有良好的慢裂快凝效果，达到微表处快速开放交通的要求。
【IPC分类】C08J3-03, C08L95-00, C08L9-06
【公开号】CN104530726
【申请号】CN201410778535
【发明人】范维玉, 孔祥军, 姚艳, 刘娜娜, 翟哲, 罗辉, 徐振, 梁明, 南国枝, 钱成多, 孙华东
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月9日