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CN110878193A - 乳化沥青黏层油及其制备方法 - Google Patents

乳化沥青黏层油及其制备方法 Download PDF

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CN110878193A
CN110878193A CN201811049550.7A CN201811049550A CN110878193A CN 110878193 A CN110878193 A CN 110878193A CN 201811049550 A CN201811049550 A CN 201811049550A CN 110878193 A CN110878193 A CN 110878193A
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asphalt
emulsifier
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CN201811049550.7A
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高淑美
贾丽凤
马鹏程
许金山
刘爱华
毛冬梅
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China Petroleum and Chemical Corp
Qilu Petrochemical Co of Sinopec
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China Petroleum and Chemical Corp
Qilu Petrochemical Co of Sinopec
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Abstract

本发明涉及一种乳化沥青黏层油及其制备方法,属于乳化沥青改性技术领域。本发明所述的乳化沥青黏层油,包括以下重量份数的原料:石油沥青50~65份,硫磺5~15份,阳离子乳化剂0.8~3份,稳定剂0.5~3份,pH调节剂0.5~3份,水35~45份。本发明所述的乳化沥青黏层油,提高了路面层间黏结力和抗剪切强度,提高路面的耐久性,还能降低乳化沥青的生产成本及乳化沥青的生产温度,节省能源;本发明同时提供了简单易行的制备方法。

Description

乳化沥青黏层油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种乳化沥青黏层油及其制备方法,属于乳化沥青改性技术领域。
背景技术
乳化沥青做黏层油的作用是使路面的各面层之间、面层与构造物之间黏结成一个牢固的整体,形成完整的受力结构,减少由交通荷载引起的路面层间结构滑动推移或壅包、车辙等病害,提高路面的使用寿命。
目前路面修建中用做黏层油的乳化沥青有两种,一种是普通乳化沥青,一种是聚合物改姓乳化沥青,聚合物改性乳化沥青的黏结性比普通乳化沥青要好,但仍存在黏结抗拉强度、剪切强度相对较小的问题,与未使用黏层的路面结构相比,虽然一定程度提高了沥青路面耐久性,但由于目前行车量大、超载等原因,路面损坏现象还是比较严重,因此开发一种高抗剪切强度的乳化沥青做黏层油,提高层间黏结力,提高道路的耐久性,十分必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种乳化沥青黏层油,其提高路面层间黏结力和抗剪切强度,提高路面的耐久性,还能降低乳化沥青的生产成本及乳化沥青的生产温度,节省能源;本发明同时提供了简单易行的制备方法。
本发明所述的乳化沥青黏层油,包括以下重量份数的原料:石油沥青50~65份,硫磺5~15份,阳离子乳化剂0.8~3份,稳定剂0.5~3份,pH调节剂0.5~3份,水35~45份。所述石油沥青为50#、70#、90#或110#,优选为50#、70#重交沥青。
所述硫磺为天然硫磺或工业硫磺,为颗粒状或粉末状,优选为粉末状。
所述阳离子乳化剂为阳离子中裂乳化剂或快裂乳化剂中的一种或者多种。包括烷基胺类乳化剂,如C14-20脂肪族饱和或不饱和烷基丙二胺、C11-19合成脂肪族饱和烷基丙二胺;烷基季铵盐类乳化剂,如C12-20烷基三甲基氯化铵或溴化铵;酰胺基多胺类乳化剂,如C15-21饱和或不饱和脂肪酰胺基多胺。优选为牛脂酰胺基多胺、十六烷基二甲基羟乙基氯化铵。
所述稳定剂包括增稠剂和无机盐。增稠剂可以为甲基纤维素、聚乙烯醇、明胶、淀粉、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠或羟丙基纤维素中的一种或多种。无机盐可以为氯化钙、氯化钾、氯化铵、氯化镁中的一种或多种,优选为氯化钙和聚丙烯酰胺。
所述pH值调节剂为无机酸或有机酸。无机酸为盐酸、硝酸、磷酸等,有机酸为甲酸、醋酸、丙烯酸、丁二酸、已二酸等。优选为盐酸。
所述的乳化沥青黏层油配方中,重交沥青是黏层油中的重要组分,本身具有优良的综合性能,加入硫磺后,硫磺与沥青相互混合,部分发生交联反应,呈化学结合,溶解在沥青中,使粘稠的沥青变的稀释;同时硫磺与沥青化学结合形成的结晶,使结构增强,稳定度提高,因此提高了粘层油的抗剪切强度。
硫磺的加入,既能与沥青发生一定的交联反应,进一步提高沥青的软化点,又能降低沥青的黏度,从而降低乳化温度且易于乳化。
所述的乳化沥青黏层油的制备方法,包括以下步骤:
(1)称取石油沥青至反应釜,加热至120-130℃,然后加入硫磺,恒温搅拌制得硫磺改性沥青,并将硫磺改性沥青恒温至125-130℃;
(2)称取阳离子乳化剂、稳定剂、pH调节剂和水至皂液灌,并加热至50~55℃,搅拌溶解后即为乳化液,然后恒温至55-60℃;
(3)在胶体磨作用下,向所述步骤(2)的乳化液中加入步骤(1)制得的硫磺改性沥青,乳化2~3min;
(4)降温至室温,即制得不粘轮乳化沥青。
步骤(1)中,恒温搅拌20~30min。搅拌时间很重要,因为在120~130℃下,搅拌时间过短,硫磺无法熔解并融入沥青中发生交联;搅拌时间过长,会浪费能源。
本发明具有以下有益效果:
本发明制备的乳化沥青黏层油,在保证性能指标达到规定要求的条件下,既能节约生产成本,又能提高路面的抗剪切强度,改善路面的扛车辙和抗疲劳性能,延长路面使用寿命,具有很大的经济效益和社会效益;该发明的乳化沥青黏层油制备方法简单实用,方便操作。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,但其并不限制本发明的实施。
实施例1
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:70#重交沥青65份,硫磺粉15份,阳离子乳化剂牛脂酰胺基多胺3份,聚乙烯醇0.5份,氯化钙2.5份,盐酸3份,水45份。
实施例2
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:70#重交沥青58份,硫磺粉8份,阳离子乳化剂十六烷基二甲基羟乙基氯化铵0.8份,氯化钙0.5份,聚乙烯醇2.5份,盐酸0.5份,水40份。
实施例3
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:50#重交沥青50份,硫磺粉5份,阳离子乳化剂牛脂酰胺基多胺1.5份,氯化钙0.5份,聚乙烯醇2份,盐酸2份,水35份。
实施例4
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:50#重交沥青60份,硫磺粉5份,阳离子乳化剂十六烷基二甲基羟乙基氯化铵1.5份,氯化钙0.5份,聚乙烯醇1.5份,盐酸1份,水40份。
按照实施例1-4中的配方,制备乳化沥青黏层油,包括以下步骤:
(1)称取石油沥青至反应釜,加热至120-130℃,然后加入硫磺,恒温搅拌制得硫磺改性沥青,并将硫磺改性沥青恒温至130℃;
(2)称取阳离子乳化剂、稳定剂、pH调节剂和水至皂液灌,并加热至50~55℃,搅拌溶解后即为乳化液,然后恒温至55℃;
(3)在胶体磨作用下,向所述步骤(2)的乳化液中加入步骤(1)制得的硫磺改性沥青,乳化2~3min;
(4)降温至室温,即制得不粘轮乳化沥青。
对比例1
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:70#重交沥青65份,阳离子乳化剂牛脂酰胺基多胺3份,聚乙烯醇0.5份,氯化钙2.5份,盐酸3份,水45份。
按照对比例1中的配方,制备乳化沥青黏层油,包括以下步骤:
(1)称取石油沥青至反应釜,加热至120-130℃,并将沥青恒温至130℃;
(2)称取阳离子乳化剂、稳定剂、pH调节剂和水至皂液灌,并加热至50~55℃,搅拌溶解后即为乳化液,然后恒温至55℃;
(3)在胶体磨作用下,向所述步骤(2)的乳化液中加入步骤(1)中的沥青,乳化2~3min;
(4)降温至室温,即制得黏层油乳化沥青。
对比例2
一种乳化沥青黏层油,按重量份数计由以下原料制成:50#重交沥青60份,阳离子乳化剂十六烷基二甲基羟乙基氯化铵1.5份,聚乙烯醇2.5份,氯化钙0.5份,盐酸1份,水40份。
按照对比例2中的配方,制备乳化沥青黏层油,包括以下步骤:
(1)称取石油沥青至反应釜,加热至120-130℃,并将硫磺改性沥青恒温至130℃;
(2)称取阳离子乳化剂、稳定剂、pH调节剂和水至皂液灌,并加热至50~55℃,搅拌溶解后即为乳化液,然后恒温至55℃;
(3)在胶体磨作用下,向所述步骤(2)的乳化液中加入步骤(1)制得的硫磺改性沥青,乳化2~3min;
(4)降温至室温,即制得不粘轮乳化沥青。
将制备的黏层油进行分析,检测主要性能指标,结果见表1。
表1硫磺改性乳化沥青主要性能指标
Figure BDA0001791541790000041
表中的标准为交通部颁布的JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中的道路用乳化沥青技术要求。
从表1可以看出,本发明制备的黏层油,因加入了硫磺,改善了沥青的性能,提高了抗剪切强度。同时因硫磺的价格较低,还可以节省沥青,降低筑路成本。

Claims (10)

1.一种乳化沥青黏层油,其特征在于包括以下重量份数的原料:石油沥青50~65份,硫磺5~15份,阳离子乳化剂0.8~3份,稳定剂0.5~3份,pH调节剂0.5~3份,水35~45份。
2.根据权利要求1所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:石油沥青为50#、70#、90#或110#。
3.根据权利要求1所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:硫磺为天然硫磺或工业硫磺,为颗粒状或粉末状。
4.根据权利要求1所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:阳离子乳化剂为阳离子中裂乳化剂或快裂乳化剂中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:阳离子乳化剂包括烷基胺类乳化剂、烷基季铵盐类乳化剂或酰胺基多胺类乳化剂。
6.根据权利要求1所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:稳定剂包括增稠剂和无机盐。
7.根据权利要求6所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:稳定剂为氯化钙和聚乙烯醇的混合物。
8.根据权利要求1所述的乳化沥青黏层油,其特征在于:pH值调节剂为无机酸或有机酸。
9.一种权利要求1-8任一所述的乳化沥青黏层油的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)称取石油沥青至反应釜,加热至120-130℃,然后加入硫磺,恒温搅拌制得硫磺改性沥青,并将硫磺改性沥青恒温至125-130℃;
(2)称取阳离子乳化剂、稳定剂、pH调节剂和水至皂液灌,并加热至50~55℃,搅拌溶解后即为乳化液,然后恒温至55-60℃;
(3)在胶体磨作用下,向所述步骤(2)的乳化液中加入步骤(1)制得的硫磺改性沥青,乳化2~3min;
(4)降温至室温,即制得不粘轮乳化沥青。
10.根据权利要求9所述的乳化沥青黏层油的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,恒温搅拌20~30min。
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