一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用，由以下各组分按质量百分比制备而成：有机酸盐5～30％，分散剂5～15％，稳定剂0.01％～0.5％，有机溶剂20％～80％。本发明所述的阳离子乳化沥青快速破乳剂，原材料价格低廉易得，生产工艺简单，使用时直接加入到沥青中搅拌均匀即可，制得的阳离子乳化沥青能够大幅提高破乳速率，增加乳化沥青稠度，提高乳化沥青储存稳定性，缩短乳化沥青碎石封层、超表处工艺养护封闭交通时间，增强粘附效果。

说明书

技术领域

本发明涉及道路材料领域，具体为一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用。

背景技术

我国已经进入到现有大规模道路的养护阶段，碎石封层、超表处等预防性养护技术，在国内被广泛应用。

碎石封层，就是用专用设备即碎石封层车将粘结材料(改性沥青或乳化沥青)和石料先后铺洒在路面上，通过自然行车碾压或轮胎压路机碾压形成单层沥青碎石磨耗层，主要作为路面表处层使用，也可用于低等级公路的面层施工。其中乳化沥青作为碎石封层、超表处工艺的胶结料，具有施工便利(不需要加热)、环保、绿色、性价比高等优点，但是现有的阳离子乳化沥青作为胶结料的工艺，严重依赖施工地区天气、气温和施工地点环境的好坏，例如在山区背阴面施工，或者在阴天、气温较低、湿度较大的天气里施工，乳化沥青的破乳速度相比晴好天气急剧下降，导致封闭交通的时间明显延长，或者开放交通后出现骨料脱落，甚至大面积被车辆带走的情况出现，一方面会导致工程失败，造成经济损失，同时飞散的石料还可能导致交通事故的发生，影响行车安全。专利申请号：201310692077.5报道了一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用快速获取乳化沥青残留物的方法，但其只能用于实验室内快速获取乳化沥青的残留物，其中所用的氢氧化钠水溶液和浓盐酸属于强碱和强酸，使用不便并且会对环境产生极大的破坏，不能用于大规模的工程施工。专利申请号：201610113766.X报道了一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用乳化沥青冷再生用水性的早强剂，只能用于冷再生的拌和施工，在碎石封层的喷洒应用中不适用。为此，我们提出一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳离子乳化沥青快速破乳剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阳离子乳化沥青快速破乳剂，由以下各组分按照质量百分比组成：

优选的，由按下述质量比的原料制备而成：

进一步地，所述的有机酸盐为C10-C16烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、油酸钠、亚油酸钠、亚麻酸钠、蓖麻油酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠、油酸钾、亚油酸钾、亚麻酸钾、蓖麻油酸钾、软脂酸钾和硬脂酸钾中的一种或几种。

进一步地，所述的分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、碱性木质素中的一种或几种。

进一步地，所述的稳定剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、明胶中的一种或几种。

进一步地，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、苯甲醇中的一种或几种

进一步地，将分散剂加入到有机溶剂中搅拌均匀，之后加入稳定剂并分散均匀，升高温度，将有机酸盐充分溶解并分散均匀。

进一步地，一种阳离子乳化沥青快速破乳剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：向有机溶剂中加入分散剂并搅拌均匀；

步骤(2)：加入稳定剂并充分分散均匀；

步骤(3)：适当升温到30-50℃，将有机酸盐充分溶解并分散均匀。

进一步地，按照沥青的质量比为0.1～3.0％加入沥青中分散均匀，优选的，按照沥青的质量比为0.3～1.0％。

进一步地，所述阳离子乳化沥青快速破乳剂在碎石封层和超表处等阳离子乳化沥青养护路面工艺中的应用。

本发明的目的之三是提供一种阳离子乳化沥青快速破乳剂的应用方法，快速破乳剂加入到热的(120～145℃)70#(或90#)道路石油沥青中搅拌均匀，添加量与沥青质量比0.1～2.0：100，优选的质量比为0.3～1.0：100，之后同热的 (40-70℃)阳离子快裂乳化剂水溶液过胶体磨(或剪切机)做乳化沥青，所得乳化沥青进行碎石封层、超表处施工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的阳离子乳化沥青快速破乳剂，原材料价格低廉易得，生产工艺简单，使用时直接加入到沥青中搅拌均匀即可，制得的阳离子乳化沥青能够大幅提高破乳速率，增加乳化沥青稠度，提高乳化沥青储存稳定性，缩短乳化沥青碎石封层、超表处工艺养护封闭交通时间，增强粘附效果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种阳离子乳化沥青快速破乳剂，由以下各组分按照质量百分比组成：

优选的，由按下述质量比的原料制备而成：

所述的有机酸盐为C10-C16烷基苯磺酸钠、十六烷基磺酸钠、油酸钠、亚油酸钠、亚麻酸钠、蓖麻油酸钠、软脂酸钠、硬脂酸钠、油酸钾、亚油酸钾、亚麻酸钾、蓖麻油酸钾、软脂酸钾和硬脂酸钾中的一种或几种。

所述的分散剂为木质素磺酸钠、木质素磺酸钾、木质素磺酸钙、碱性木质素中的一种或几种。

所述的稳定剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚乙烯醇、明胶中的一种或几种。

所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、苯甲醇中的一种或几种

将分散剂加入到有机溶剂中搅拌均匀，之后加入稳定剂并分散均匀，升高温度，将有机酸盐充分溶解并分散均匀。

一种阳离子乳化沥青快速破乳剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：向有机溶剂中加入分散剂并搅拌均匀；

步骤(2)：加入稳定剂并充分分散均匀；

步骤(3)：适当升温到30-50℃，将有机酸盐充分溶解并分散均匀。

按照沥青的质量比为0.1～3.0％加入沥青中分散均匀，优选的，按照沥青的质量比为0.3～1.0％。

所述阳离子乳化沥青快速破乳剂在碎石封层和超表处等阳离子乳化沥青养护路面工艺中的应用。

应用实施例和对比实施例中乳化沥青指标测试方法参照《JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》，碎石封层技术指标参照国际稀浆罩面协会 (ISSA)A165中对碎石封层乳化沥青技术要求，乳化沥青破乳率定量试验参照美国ASTM D6936中的方法。

实施例1

快速破乳剂的制备如下所示：

称取6份木质素磺酸钠充分混合于60份乙二醇中，加入7份羟甲基纤维素，并充分混合均匀，升温到45℃，加入25份的亚油酸钠并充分混合均匀，混合均匀后冷却至室温即得到阳离子乳化沥青快速破乳剂。

应用实施例1

取3份EM-630乳化剂(上海龙孚材料技术有限公司)，36％浓盐酸2份，溶于350份60℃热水中；取镇海-70#道路石油沥青650份控制温度135℃，取0.5 份实施例1制备的快速破乳剂加入镇海-70#沥青中并搅拌均匀，将沥青和乳化剂水溶液过胶体磨剪切30s-1min，制得乳化沥青，测试乳化沥青指标见下表1。取40份冷却至室温的乳化沥青，均匀的撒布在0.03平方米的圆形油毛毡上，之后快速均匀的撒上500份粒径为5-8mm玄武岩碎石，用碾压机往复碾压5次后放置在25℃恒温箱中，恒温2h后取出，用磨耗仪磨耗5min，测试石料脱落率，见下表2。

对比实施例1

除不加0.5份快速破乳剂外，其余步骤均与应用实施例1相同。

实施例2

快速破乳剂的制备如下所示：

称取8份木质素磺酸钾充分混合于75份苯甲醇中，加入10份羟丙基甲基纤维素，并充分混合均匀，升温到50℃，加入40份的蓖麻油酸钾并充分混合均匀，混合均匀后冷却至室温即得到阳离子乳化沥青快速破乳剂。

应用实施例2

取4份4819乳化剂(诺利昂化学品有限公司)，36％浓盐酸3.5份，溶于350 份60℃热水中；取中海-90#道路石油沥青650份控制温度135℃，取0.8份制成的快速破乳剂加入中海-90#沥青中并搅拌均匀，将沥青和乳化剂水溶液过胶体磨剪切30s-1min，制得乳化沥青，测试乳化沥青指标见下表1。取35份冷却至室温的乳化沥青，均匀的撒布在0.03平方米的圆形油毛毡上，之后快速均匀的撒上380份粒径为3-5mm辉绿岩碎石，用碾压机往复碾压6次后放置在30℃恒温箱中，恒温1.5h后取出，用磨耗仪磨耗5min，测试石料脱落率，见下表2。

对比实施例2

除不加0.8份快速破乳剂外，其余步骤均与应用实施例2相同。

表1乳化沥青性能指标

表2混合料耐磨耗粘附性能指标

通过上表1分析可知，添加了阳离子乳化沥青破乳剂的实施例，与对比实施例相比，破乳率明显提高，乳化沥青的赛博特粘度提升明显，储存稳定性也得到改善。

通过上表2分析可知，添加了阳离子乳化沥青破乳剂的实施例，与对比实施例相比，在低温烘箱中养生较短的时间，石料脱落率下降明显，基本不脱落。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。