一种不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油及其制备方法与流程

本发明属于道路材料，具体属于一种不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油及其制备方法。

背景技术：

1、粘层油作为沥青层之间的粘结层，对沥青路面的使用性能和使用寿命都有很重要的影响。然而由于普通粘层油在洒布后，常常被施工车辆的车轮碾压后带走，降低粘结层材料有效成分，削弱粘结效果，且被粘起的粘层油污染周边环境。因此，具有不粘轮性能的粘层油备受研究者关注。目前不粘轮粘层油主要以油性(有机溶剂作为稀释剂)体系和改性乳化沥青体系为主。油性体系稀释剂挥发慢、危险易燃、环境影响大，而乳化沥青体系具有常温施工、节约能源、污染低等优势，现已作为低碳环保、优质高效的粘层油材料被道路行业认可。

2、目前市场售卖的不粘轮改性乳化沥青用改性沥青以硬质沥青、硬质沥青/sbs复合改性沥青、硬质沥青/树脂复合改性沥青为主，利用这些改性沥青制备的改性乳化沥青虽能有效提升蒸发残留物的软化点，但若软化点提升至大于65℃(针对夏季施工旺季路面温度可能超过60℃的使用环境，蒸发残留物软化点为65℃仍易出现粘轮现象，这表明此类产品在65℃的不粘轮性能弱)，改性剂掺量提升，乳化难度攀升，对胶体磨要求苛刻，导致不粘轮改性乳化沥青粘层油成本过高，难以被实体工程项目接受。同时，这些产品普遍存在储存稳定性差及粘结性能欠佳等缺陷，且对旧路面沥青的还原性也欠佳，旧路面沥青性能也得不到提升，这严重削弱了乳化沥青体系粘层油在不同场景的应用前景。

3、综上所述，积极研制不粘轮、强粘结、还原性优、施工温域宽、稳定性佳、强渗透等特点的改性乳化沥青，将进一步提升乳化沥青体系在粘层油市场的应用，大力推进粘层油环保化应用。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明的发明目的是提供一种不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油及其制备方法，旨在克服目前市场上不粘轮改性乳化沥青产品粘结性能不足、还原性能弱、施工温域窄、渗透性差、储存稳定性差等问题。

2、本发明的发明构思：

3、首先，向高标号70#或者90#基质沥青中加入热塑性弹性体、生物油、硫磺、降粘剂及再生剂制备母体沥青。其中，生物油作为相容剂，对热塑性弹性体起溶胀作用，以提高热塑性弹性体与基质沥青的相容性；硫磺作为稳定剂，保证制备的母体沥青储存稳定性良好；加入降粘剂，降低改性沥青粘度，一方面，降低后续改性沥青制备温度，另一方面，降低改性沥青乳化难度，从而提升乳化效率；加入再生剂，还原再生旧路面老化沥青，促进新旧沥青融合，对旧路面老化沥青起到还原作用。

4、其次，制备的母体沥青中加入特种沥青和层状双羟基复合金属氢氧化物(ldhs)制备改性沥青。其中，加入特种沥青，一方面调节改性沥青的高低温性能及粘结性能，另一方面赋予改性沥青不粘轮性能；加入层状双羟基复合金属氢氧化物(ldhs)增强改性沥青的抗老化性能，维持改性沥青中四组分(饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质)的平衡，提升改性乳化沥青粘结性能，同时，提高软化点指标。

5、最后，配制皂液，将皂液和改性沥青经胶体磨混合、乳化，即制得不粘轮高粘结还原型改性乳化沥青粘层油。

6、为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

7、一种不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油，按质量份计，由50～60份改性沥青与40～50份皂液制备而成；所述改性沥青由70～80份母体沥青、20～30份特种沥青和1～3份ldhs制成；所述母体沥青由100份基质沥青、2～5份热塑性弹性体、1～3份生物油、0.10～0.15份硫磺、1～3份降粘剂和1～3份再生剂制成；所述皂液由0.4～1份乳化剂、0.1份稳定剂和100份水制成。

8、一种不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油的制备方法，包括以下步骤：

9、(1)母体沥青制备：称量基质沥青100份、热塑性弹性体2～5份、生物油1～3份、硫磺0.10～0.15份、降粘剂1～3份、再生剂1～3份；将100份基质沥青加热至170℃，然后向基质沥青中加入2～5份热塑性弹性体和1～3份生物油，立即升温至180～185℃，以3000r/min剪切30min，再利用搅拌机以300r/min的速率搅拌1h，加入0.10～0.15份硫磺，再次搅拌1h，最后加入1～3份降粘剂和1～3份再生剂，搅拌1h，即制得母体沥青。

10、(2)改性沥青制备：称取步骤(1)制得的母体沥青70～80份、特种沥青20～30份、层状双羟基复合金属氢氧化物(ldhs)1～3份，将70～80份步骤(1)制得的母体沥青加热至180～185℃，加入20～30份特种沥青以400r/min搅拌1h，然后加入1～3份ldhs，继续搅拌1h，即制得改性沥青。(若特种沥青选用硬质沥青，则先在70～80份母体沥青中加入20～30份硬质沥青，将其加热至180～185℃，以400r/min搅拌1h，然后加入1～3份ldhs，继续搅拌1h，即制得改性沥青。)

11、(3)皂液制备：称取水100份、乳化剂0.4～1份、稳定剂0.1份，分别将0.4～1份乳化剂和0.1份稳定剂加入50～60℃的100份水中，搅拌均匀后，用浓盐酸调节ph至1.9～2.1，即制得皂液。

12、(4)改性乳化沥青粘层油制备：将50～60份步骤(2)制得的改性沥青加热至150～165℃，将40～50份步骤(3)制得的皂液加热至50～60℃，将达到加热温度的改性沥青和皂液一起经胶体磨高速(2800r/min)剪切乳化1～1.5min，即制得改性乳化沥青粘层油。

13、进一步，所述步骤(1)中基质沥青为70#或90#基质沥青。

14、进一步，所述步骤(1)中热塑性弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(sbs)、聚苯乙烯丁二烯共聚物(sbr)、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(sebs)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯型嵌段共聚物(seps)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(sis)和氢化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(氢化sis)中的任一种或两种以上的组合。

15、进一步，所述步骤(1)中生物油为菜籽油、玉米秸秆生物质重油、猪粪生物质重油和大豆油脂肪酸中的任一种或两种以上的组合，优选为大豆油脂肪酸。

16、进一步，所述步骤(1)中硫磺为硫磺片或硫磺粉末，其中硫磺片或硫磺粉中单质硫的含量＞99.9％。

17、进一步，所述步骤(1)中降粘剂为有机硅树脂乳液，所述有机硅树脂乳液的粘度为100-300mpa·s。

18、进一步，所述步骤(1)中再生剂的运动粘度(40℃)范围是40～60mm2/s，芳香分含量＞30％，优选的，该再生剂为石蜡油、芳香提取物、环烷油、甘油三酯、脂肪酸和塔尔油中的任一种或两种以上的组合。

19、进一步，所述步骤(2)中特种沥青为10#硬质沥青、30#硬质沥青、岩沥青、湖沥青和磺化沥青中的任一种或两种以上的组合。

20、进一步，所述步骤(2)中层状双羟基复合金属氢氧化物(ldhs)中镁铝比(物质的量之比)为n(镁)：n(铝)＝2:1或3:1。

21、进一步，所述步骤(3)中乳化剂为快裂型乳化剂，包括烷基胺类乳化剂(如烷基丙烯二胺、duomeen t、牛脂四胺等)、烷基季铵盐类乳化剂(如lt-ck1、十八烷基三甲基氯化铵、1，3-丙撑二胺-n,n,n,n’,n’-五甲基-n’-十八烷基二氯化物等)和酰胺基多胺类乳化剂(如aa-63d、n-氨乙基酰胺、烷基酰胺基多胺等)。

22、进一步，所述步骤(3)中稳定剂为无机稳定剂和/或有机稳定剂，无机稳定剂为氯化钙、氯化钾、氯化钠、氯化镁、碳酸钠、碳酸氢钠、盐酸和醋酸中的任一种或两种以上的组合，有机稳定剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和聚乙烯醇中的任一种或两种以上的组合。

23、上述制备方法所得不粘轮强粘结还原型改性乳化沥青粘层油具体应用时可直接喷洒，也可用1.1～1.3倍水稀释后喷洒到路面上。

24、与现有技术相比，本发明具有的优点及有益效果如下：

25、(1)粘结性强。本发明由于加入了降粘剂，降低了改性沥青的乳化难度，为改性沥青中加入粘结性优异的改性剂(特种沥青)提供了空间，有效提升了改性乳化沥青粘层油的粘结强度及不粘轮性能。

26、(2)还原性强。本发明中生物油和再生剂产生高效的协同作用，即生物油可有效促进热塑性弹性体溶胀、发育，为再生剂的分散、“游走”提供了条件，均匀分布的再生剂可充分还原再生旧路面老化沥青，促进新旧沥青融合。

27、(3)不粘轮效果显著。本发明利用层状结构的双羟基复合金属氢氧化物(ldhs)有效抑制了沥青中的轻质组分挥发，充分保证粘结强度和不粘轮效果。