一種乳化瀝青改性劑、製備方法及其在製備改性乳化瀝青中的應用與流程
2023-09-12 22:31:30 2
本發明屬於道路建築材料
技術領域：
，具體涉及一種乳化瀝青改性劑、製備方法及其在製備改性乳化瀝青中的應用。
背景技術：
：乳化瀝青是常用的非熱拌瀝青混合料粘結材料，該材料在使用過程中不需要加熱，因此用於瀝青路面施工和養護過程中具有獨特的優越性。改性乳化瀝青是將改性劑加入到乳化瀝青中，使乳化瀝青蒸發殘留物具有改性瀝青的性質，從而使得乳化瀝青能夠更好地滿足路用性能的要求。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物sbs具有良好的力學性質，對瀝青具有很好的改性效果，目前已成為世界上最為普遍使用的道路瀝青改性劑，從sbs的結構上分為線型和星型兩種，一般來說，星型sbs改性瀝青的效果優於線型sbs。然而，目前將sbs材料用於改性乳化瀝青的方法並不多，這主要由於sbs改性瀝青粘度高，具有難乳化的特點，不容易得到穩定的sbs改性乳化瀝青。而將sbs材料直接加入到乳化瀝青中的方法也不容易實現，儘管有報導利用甲苯將sbs溶脹，然後使用乳化劑將其做成水包油乳液，最後減壓蒸餾將甲苯蒸出而製成了sbs膠乳，但這種工藝存在操作複雜、溶劑殘留、能源浪費、綜合成本高等缺陷，限制了sbs材料用於改性乳化瀝青的應用。技術實現要素：本發明解決的技術問題是提供了一種乳化瀝青改性劑及其製備方法，該製備方法工藝簡單易行，用該乳化瀝青改性劑製備的改性乳化瀝青具有良好的路用性能。本發明為解決上述技術問題採用如下技術方案，一種乳化瀝青改性劑，其特徵在於是由以下重量份的原料製備而成的：多聚磷酸3-6份、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物12-24份、非離子瀝青乳化劑10-15份和去離子水30-40份。進一步優選，所述多聚磷酸與苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的質量比為1:4。進一步優選，所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為星型聚合結構，相對分子質量為15萬-20萬。本發明所述的乳化瀝青改性劑的製備方法，其特徵在於具體步驟為：（1）將3-6重量份的多聚磷酸加熱至105℃並保溫；（2）將12-24重量份的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加熱至60℃，然後將其加入到步驟（1）保溫的多聚磷酸中，升溫至120℃並保溫3h；（3）降至室溫後加入10-15重量份的非離子瀝青乳化劑，再以300r/min的轉速攪拌30min，然後邊攪拌邊加入30-40重量份的去離子水，持續攪拌直至均勻乳液形成即製得乳化瀝青改性劑。本發明所述的乳化瀝青改性劑在製備改性乳化瀝青中的應用，其特徵在於具體過程為：將乳化瀝青改性劑直接加入到固含量為60%的乳化瀝青中攪拌均勻製得改性乳化瀝青，其中乳化瀝青改性劑與乳化瀝青的質量比為1:50。在上述乳化瀝青改性劑組分中，星型sbs作為高聚物改性材料可以賦予乳化瀝青蒸發殘留物良好的力學性質；多聚磷酸對sbs進行化學接枝改性，使得sbs具有親水性質，從而提高其被乳化的能力，並使其在乳化瀝青中具有良好的相容性，並且多聚磷酸作為無機聚合物，可有效提高乳化瀝青蒸發殘留物的高溫性能；非離子瀝青乳化劑不會在水裡電解，製備的改性劑乳液不帶有正負電荷，所以既用於陽離子乳化瀝青的改性，也可以用於陰離子乳化瀝青的改性，並且非離子性乳化劑與離子型乳化劑配伍性良好，可以有效提高改性乳化瀝青的穩定性。這些組分的組合是通過大量試驗確定的，可以使改性乳化瀝青具有高溫性能和低溫性能的優良平衡。本發明具有以下有以下有益效果：1、本發明的乳化瀝青改性劑生產工藝中不使用溶劑，不僅避免了環境汙染，而且避免了溶劑殘留對乳化瀝青蒸發物性能的負面影響，並具有簡單便捷的技術優勢；2、本發明的乳化瀝青改性劑採用常規的方法對乳化瀝青進行改性，即直接將乳化瀝青改性劑加入乳化瀝青中，攪拌均勻即可完成改性。具體實施方式以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本發明上述內容實現的技術均屬於本發明的範圍。在以下實施例和對比例中，通過改性乳化瀝青的性能指標來反映乳化瀝青改性劑的改性效果。按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》（jtge20-2011）中t0605-2011「瀝青延度試驗」、t0606-2011「瀝青軟化點試驗（環球法）」分別獲得改性乳化瀝青以下指標：5℃延度和軟化點。5℃延度反映改性乳化瀝青的低溫性能，數值越大則說明低溫性能越好；軟化點是指在一定條件下，瀝青達到某一稠度時的溫度，數值越高則表明高溫性能越好。實施例本發明實施例1-3乳化瀝青改性劑的原料組成配比（kg）見表1：表1乳化瀝青改性劑的原料組成配比（kg）實施例多聚磷酸sbs非離子瀝青乳化劑去離子水131210302416133536241540本發明實施例1-3乳化瀝青改性劑的製備方法為：（1）按照表1所述乳化瀝青改性劑的原料組成配比分別準備各種原料；（2）將多聚磷酸加熱至105℃並保溫；（3）將苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物sbs加熱至60℃，然後將其加入到步驟（2）保溫的多聚磷酸中，升溫至120℃保溫3h；（4）降至室溫，然後加入非離子瀝青乳化劑，再以300r/min的轉速攪拌30min；（5）邊攪拌邊加入去離子水，然後持續攪拌直至均勻乳液形成即製得乳化瀝青改性劑。將製得的乳化瀝青改性劑40g直接加入到2000g固含量為60%的乳化瀝青中攪拌均勻製得改性乳化瀝青，測試改性乳化瀝青的性能指標，測試結果見表2。對比例選用sbr膠乳作為乳化瀝青改性劑。取sbr膠乳40g直接加入到2000g固含量為60%的乳化瀝青攪拌均勻製得改性乳化瀝青，測試改性乳化瀝青的性能指標，測試結果見表2：表2改性乳化瀝青性能檢測結果例樣5℃延度軟化點實施例13256.5實施例23559.5實施例33963.0對比例2853.2上述表2中各實施例和對比例的5℃延度和軟化點測試數據說明，無論是在單一性能上，還是在綜合性能上，本發明的乳化瀝青改性劑所改性的乳化瀝青性能都明顯優於對比例的改性乳化瀝青性能。以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特徵及優點，本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明原理的範圍下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進均落入本發明保護的範圍內。當前第1頁12