一种粘层乳化沥青及其制备方法与流程

本发明属于沥青领域，尤其涉及一种粘层乳化沥青及其制备方法。
背景技术：
：粘层，是路面结构之间起黏结作用的结构层，是为了加强路面沥青层与沥青层之间，或沥青层与水泥混凝土面板、沥青稳定碎石基层之间的粘结而洒布的薄沥青层。粘层的作用是使各面层之间、面层与构造物粘结成一个整体，减小路面病害和提高路面耐久性。然而，实际施工时面临的难题是粘层材料洒布施工后粘轮现象严重，造成粘结材料的损失，降低了粘结的效果，影响了路面的耐久性。针对此问题，学者们不断研究新的不粘轮乳化沥青及其制备方法，进而能够达到快凝，不粘轮的效果，但大多都是使用乳化硬质沥青的方法或添加增强剂的方法，而此在沥青乳化方面会出现困难，并且当路面温度达到60℃以上时很难达到不粘轮的效果。因此，现亟需一种新型的粘层乳化沥青，从而能够达到即使当路面温度达到60℃以上，依然保持不粘轮的效果。技术实现要素：发明目的：本发明的第一目的是提供一种破乳速度快、破乳后不粘轮，且粘结强度高、高温性能优异的粘层乳化沥青；本发明的第二目的是提供该粘层乳化沥青的制备方法。技术方案：本发明的粘层乳化沥青，按质量分数包括如下组分：基质沥青30～40％、改性剂10～20％、软化剂1～5％、隔离剂0.1～5％、乳化剂0.1～3％、稳定剂0.1～1％、界面增强剂2～5％、ph调节剂0.1～1.5％及余量水。本发明通过将基质沥青、改性剂、软化剂、隔离剂、乳化剂、稳定剂及界面增强剂进行复配，从而制备的粘层乳化沥青不仅破乳速度快、破乳后不粘轮，且粘结强度高、高温性能好。其中，通过添加改性剂、基质沥青及软化剂进行复配，三者的协同作用，从而在增强沥青的高温性能、耐久性、稳定性的同时提高了乳化性能，且添加易成膜的隔离剂以及高度交联网状结构的界面增强剂，进一步锁住了沥青中的轻质成分，进而降低沥青对轮胎的粘附性。进一步说，本发明采用的基质沥青可为50#、70#或90#石油沥青。改性剂可为湖沥青、岩沥青、煤沥青、氧化沥青或硬质沥青颗粒。软化剂可为芳烃油、抽出油或生物质重油。隔离剂可为硅丙乳液、纯丙乳液或苯丙乳液。乳化剂为快裂快凝型沥青乳化剂。稳定剂可为甲基纤维素、羟甲基纤维素醚、羟乙基纤维素醚、聚乙烯醇或改性淀粉。界面增强剂可为有机硅树脂或水性环氧树脂。本发明制备粘层乳化沥青的方法，包括如下步骤：(1)按质量分数将乳化剂、稳定剂和隔离剂溶于50～60℃水中，加入ph调节剂调节ph值，制成皂液；(2)将基质沥青加热至160～170℃，加入改性剂和软化剂搅拌剪切后，再加入界面增强剂，继续搅拌120～150min，制得增强改性沥青；(3)将上述增强改性沥青和皂液混合、剪切，制得粘层乳化沥青。有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该粘层乳化沥青不仅具有优异的不粘轮、免吸附特性，进而避免了施工设备、运输车辆对粘层的破坏，提高了粘结效率、粘结强度及路面的耐久性，且具有优异的耐高温性能；同时其制备工艺简单实用，有利于推广应用。附图说明图1为运输装置通过本发明制备的粘层乳化沥青时的效果图；图2为运输装置通过现有的普通乳化沥青时的效果图。具体实施方式下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。本发明采用的原料均可从市场上购买得到。实施例1粘层乳化沥青组分及其含量如下表1所示。表1实施例1的粘层乳化沥青的组分及其含量其中，上述原料中，基质沥青选用70#sk石油沥青；改性剂选用特立尼达湖沥青；软化剂选用衡水奥达化工橡胶有限责任公司生产的芳烃油；隔离剂选用南通生达化工有限公司生产的sd-528硅丙乳液；乳化剂选用meadwestvac公司生产的脂肪族胺盐乳化剂aa-63；稳定剂选用成都科龙化工试剂厂生产的羟乙基纤维素醚；界面增强剂选用深圳吉鹏硅氟材料有限公司生产的sh-9501型有机硅树脂；ph调节剂选用浓度为36％的盐酸。该粘层乳化沥青的制备方法包括如下步骤：(1)首先将水加热至50～60℃，再将乳化剂、稳定剂和隔离剂溶于水中，加入ph调节剂调节ph值至2.0～2.5，配制成皂液；(2)将基质沥青加热至160～170℃，加入改性剂和软化剂，搅拌后保持5000rpm的剪切速率进行剪切30min，再加入界面增强剂，继续搅拌150min，制得增强改性沥青；(3)将上述制备的增强改性沥青和皂液一起经胶体磨在转速为5000rpm下进行高速剪切，制得粘层乳化沥青。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表2及图1所示。表2粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表2和图1观察可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点，且通过图2可知，运输装置通过普通乳化沥青时粘轮严重，。由此可知，本发明的乳化沥青能够达到并超越普通乳化沥青的性能的同时具有不粘轮特性，此外普通不粘轮沥青的上述性能较普通乳化沥青差，虽然不粘轮，但综合性能差。实施例2粘层乳化沥青组分及其含量如下表3所示。表3实施例2的粘层乳化沥青的组分及其含量组分具体物质质量(kg)基质沥青90#sk道路石油沥青35改性剂北美岩沥青15软化剂抽出油3隔离剂纯丙乳液2.5乳化剂hr-s1型乳化剂1.5稳定剂甲基纤维素0.5界面增强剂水性环氧树脂3.5ph调节剂氢氧化钠0.1水水38.9其中，上述原料中，基质沥青选用90#sk道路石油沥青；改性剂选用购自北京中交远东沥青技术有限公司的北美岩沥青；软化剂选用购自山东泰畅石化科技有限公司的抽出油；隔离剂选用购自南通生达化工有限公司的纯丙乳液；乳化剂选用广州诗茗化工有限公司生产的hr-s1型阴离子乳化剂；稳定剂选用成都科龙化工试剂厂生产的甲基纤维素；界面增强剂选用购自河南汇能树脂有限公司的水性环氧树脂；ph调节剂选用氢氧化钠。该粘层乳化沥青的制备方法与实施例1相同。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表4所示。表4粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表4可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点。实施例3粘层乳化沥青组分及其含量如下表5所示。表5实施例3的粘层乳化沥青的组分及其含量组分具体物质质量(kg)基质沥青70#sk道路石油沥青30改性剂煤沥青20软化剂生物质重油1隔离剂苯丙乳液5乳化剂sm-lf型乳化剂0.1稳定剂羟甲基纤维素醚1界面增强剂有机硅树脂2ph调节剂盐酸1.2水水39.7其中，上述原料中，基质沥青选用70#sk石油沥青；改性剂选用购自郑州市亨通化工有限公司的煤沥青；软化剂选用购自武汉华腾世纪化工有限公司的生物质重油；隔离剂选用购自南通生达化工有限公司的苯丙乳液；乳化剂选用绍兴上虞斯莫有机化学研究所研发的sm-lf型乳化剂；稳定剂选用成都科龙化工试剂厂生产的羟甲基纤维素醚；界面增强剂选用深圳吉鹏硅氟材料有限公司生产的sh-9501型有机硅树脂；ph调节剂选用浓度为36％的盐酸。该粘层乳化沥青的制备方法与实施例1基本相同。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表6所示。表6粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表6可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点。对比例1基本步骤与实施例1相同，不同之处在于原料中不添加改性剂。具体组分及含量如下表7所示。表7对比例1的粘层乳化沥青的组分及其含量组分具体物质质量(kg)基质沥青70#sk道路石油沥青50软化剂芳烃油3.2隔离剂sd-528硅丙乳液2.8乳化剂脂肪族胺盐乳化剂aa-630.3稳定剂羟乙基纤维素醚3.1界面增强剂sh-9501型有机硅树脂5ph调节剂盐酸0.15水水35.45该粘层乳化沥青的制备方法包括如下步骤：(1)首先将称取的水加热至55℃，再将乳化剂、稳定剂和隔离剂溶于水中，加入ph调节剂调节ph值至2.0～2.5，配制成皂液；(2)将基质沥青加热至160～170℃，加入软化剂，搅拌后保持5000rpm的剪切速率进行剪切30min，再加入界面增强剂，继续搅拌150min，制得增强改性沥青；(3)将上述制备的增强改性沥青和皂液一起经胶体磨在转速为5000rpm条件下进行高速剪切，制得粘层乳化沥青。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表8所示。表8粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表8可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点；而在原料中不添加改性剂对基质沥青进行改性从而制备的乳化沥青针入度过大，破乳硬化后偏软，且不粘轮效果大大降低，高温下粘轮现象严重。对比例2基本步骤与实施例1相同，不同之处在于原料中不添加隔离剂。具体组分及含量如下表9所示。表9对比例2的粘层乳化沥青的组分及其含量该粘层乳化沥青的制备方法包括如下步骤：(1)首先将称取的水加热至55℃，再将乳化剂、稳定剂溶于水中，加入ph调节剂调节ph值至2.0～2.5，配制成皂液；(2)将基质沥青加热至160～170℃，加入改性剂和软化剂，搅拌后保持5000rpm的剪切速率进行剪切30min，再加入界面增强剂，继续搅拌150min，制得增强改性沥青；(3)将上述制备的增强改性沥青和皂液一起经胶体磨在转速为5000rpm条件下进行高速剪切，制得粘层乳化沥青。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表10所示。表10粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表10可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点；而在原料中不添加隔离剂，虽然从蒸发残留物性能指标来看没有多大不同，但实际不粘轮效果却达不到同等条件下添加了隔离剂的效果，在高温下还是会出现少数粘轮的现象。实施例4粘层乳化沥青组分及其含量如下表11所示。表11实施例4的粘层乳化沥青的组分及其含量组分具体物质质量(kg)基质沥青50#道路石油沥青35改性剂氧化沥青10软化剂芳烃油5隔离剂sd-528硅丙乳液0.1乳化剂脂肪族胺盐乳化剂aa-633稳定剂聚乙烯醇0.1界面增强剂sh-9501型有机硅树脂5ph调节剂盐酸1.5水水40.3其中，上述原料中，氧化沥青购自青州天一化工有限公司，聚乙烯醇购自成都科龙化工试剂厂。该粘层乳化沥青的制备方法包括如下步骤：(1)首先将水加热至50～60℃，再将乳化剂、稳定剂和隔离剂溶于水中，加入ph调节剂调节ph值至2.0～2.5，配制成皂液；(2)将基质沥青加热至160～170℃，加入改性剂和软化剂，搅拌后保持5000rpm的剪切速率进行剪切30min，再加入界面增强剂，继续搅拌120min，制得增强改性沥青；(3)将上述制备的增强改性沥青和皂液一起经胶体磨在转速为5000rpm下进行高速剪切，制得粘层乳化沥青。将该实施例制备的粘层乳化沥青进行性能检测，获得的结果如下表12所示。表12粘层乳化沥青主要性能检测与对比通过表12可知，本发明所述免吸附乳化沥青与普通乳化沥青和普通不粘轮乳化沥青相比，具有破乳速度快、方便施工、低温抗开裂以及破乳硬化后路面温度达60℃以上不粘车轮的优点。上述实施例中，改性剂可为硬质沥青颗粒，稳定剂可为改性淀粉。乳化剂除了上述实施例中的脂肪族胺盐乳化剂aa-63、hr-s1型乳化剂或sm-lf型乳化剂之外，还可采用ls-852型沥青乳化剂、lt-ck1型沥青乳化剂或xt-r1g型沥青乳化剂等快裂快凝型沥青乳化剂。当前第1页12