一種改性乳化瀝青的方法

2023-04-24 23:33:31

專利名稱：一種改性乳化瀝青的方法
技術領域：
本發明屬於浙青技術領域，尤其涉及一種改性乳化浙青的方法。
背景技術：
乳化浙青的研究開始於上個世紀，最早在歐洲地區使用，其商品化生產至今已有60多年。隨後日本和美國也開始研究和開發乳化浙青並且還鋪築了試驗路，到20世紀20年代末期，乳化浙青已大規模用於鋪路。隨後國際乳化浙青委員會對乳化浙青試驗方法的制定，極大的促進了乳化浙青的發展。陰離子乳化浙青是最早生產的乳化浙青，但是這種陰離子乳化浙青的微粒帶有陰離子電荷，與溼潤的骨料表面的電荷相同，根據同性相斥的原理，當乳液與骨料表面接觸時，浙青的微粒不能儘快的粘在骨料的表面上，除非等待乳液水分的蒸發。隨著近代界面與膠體化學的進展20世紀50年代初期，法國研製出陽離子乳化浙青，並發現了許多陽離子乳化浙青的優越性能，其凝聚速度快，並且浙青微粒帶有陽離子電荷，當與骨料表面接觸時，異性相吸，使得浙青微粒吸附在骨料表面上。I960年日本乳化浙青協會制定了 「陽離子乳化浙青的規格標準」，並隨後又對此陽離子乳化浙青標準進行了修訂，從而促進了陽離子乳化浙青的發展。目前，世界上各個國家對乳化浙青的使用在逐年的增加，乳化浙青被大量的應用在公路的鋪築與養護上。儘管熱拌浙青廠在這些國家很常見，但是仍然使用大量的陽離子乳化浙青來修路和養路，提高公路項目的質量。美國戰略公路研究計劃在對乳化浙青進行相關研究，但是尚未見到相關成果的報導。查閱相關資料，乳化浙青正在向著以下幾個方向發展:(1)質量越來越高。隨著乳化技術、膠體磨技術、配方技術的不斷發展，乳化浙青將會更加趨於專業化，使用起來也越來越方便。(2)使用量也越來越大。乳化浙青的使用量會隨著路網的形成與完善、臨時路面以及道路的升級而越來越大。乳化浙青消耗量佔浙青總消耗量的比例也會隨環保意識的增強而越來越大。(3)使用範圍將越來越廣，除了新建道路外，乳化浙青更重要的使用領域是預防性養護和矯正性養護。雖然乳化浙青已有近百年的歷史，但是我國的乳化浙青發展相對較慢。我國1935年才開始用乳化浙青鋪路，而且使用的多數不是國內生產的產品，乳化浙青的批量成產和應用起步於70年代，主要生產的是陰離子慢裂慢凝乳化浙青，應用於貫入式、表處、冷拌浙青碎石。1977年我國成功研製除陽離子乳化浙青，1978年由交通部組織「陽離子乳化浙青及其路用性能研究」課題協作組。為發展我國的陽離子乳化浙青做了大量工作。1985年由交通部進行了技術鑑定並且制定了乳化浙青的技術要求，乳化浙青的應用到了粘層、透層以及稀漿封層，並決定」七五」期間在全國範圍推廣使用。2003年我國對乳化浙青的技術要求進行了進一步的修訂，這極大的推進了乳化浙青的使用。目前我國使用的乳化浙青約為60萬噸/年，其中:75%應用於粘層、透層油，10%用於表處、貫入式、冷拌浙青混合料，15 %應用於稀漿封層及微表處。乳化浙青的性能主要取決於基質浙青的性能，隨著公路事業的飛速發展，普通的乳化浙青性能已經不能滿足市場的需求了，道路浙青技術的飛速發展，也推動了聚合物改性乳化浙青的發展。近年來聚合物改性乳化浙青在我國有了一定的研究應用，但是由於生產與應用技術的限制，我國各大廠家主要只生產SBR膠乳改性乳化浙青。SBR膠乳改性浙青的生產工藝簡單，可以直接的採用普通的乳化設備將基質浙青乳化後加入SBR膠乳攪拌均勻即可，對於SBS改性乳化浙青的技術研究比較少。基質浙青通過SBS改性後韌性、粘度和各項指標大大的提高，因此對於生產設備、儲存條件、生產材料以及生產過程的控制要求更加的嚴格，SBS改性乳化浙青技術還處於研製的階段，未能大規模的生產。乳化劑品種單一。乳化劑是乳化浙青性能優劣的決定性因素之一，但是，目前還沒有一種乳化劑能對各種浙青都具有良好的乳化效果。乳化劑和乳化浙青的研究應用發展不平衡。雖然西部地區在乳化浙青及其應用研究方面起步較早，但是因為其八十年代研製的乳化產品多為陰離子型或者是性能落後的陽離子型，造成西部地區至今在乳化浙青應用方面發展緩慢。單就氣候條件和養護資金方面來說西部地區應該更多的使用乳化浙青。乳化浙青的應用和管理不規範。乳化浙青和熱浙青相比，施工技術和施工管理差距還較大，至於長期的路用性能很少有人問津。SBR改性乳化浙青技術是目前市場上比較成熟的技術，廣泛應用於道路粘結層及微表處混合料，而該技術的主要缺點是SBR改性乳化浙青破乳後粘結能力不夠強，使微表處混合料在使用過程中出現鬆散或層間剝離。

發明內容
本發明實施例提出了一種SBS改性乳化浙青技術，根據實驗室的設備情況，考慮到操作的可行性，確定採取先改性後乳化的工藝製備改性乳化浙青。本發明實施例是這樣實現的，一種改性乳化浙青的方法，該方法包括以下步驟:先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑；採用高速剪切機製備SBS改性浙青；準備皂液；進行改性浙青的乳化。進一步，先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑進一步包括:浙青原材料是AH70#基質浙青；乳化劑是陽離子慢裂快凝浙青乳化劑；改性劑是嶽陽巴陵石化公司生產的YH-792線型SBS ;選取的是要求在酸性條件下使用的陽離子慢裂快凝乳化劑，酸性PH值調節劑較常用的有鹽酸和乙酸。進一步，採用高速剪切機製備SBS改性浙青包括以下步驟:先將基質浙青加熱到160°C使其完全熔化，然後加入計算好的SBS，人工攪拌5-10min,然後在170_180°C溫度範圍內，在8000r/min轉速下剪切不少於lh，即製成改性浙青。 進一步，準備皂液包括以下步驟:
米用第一穩定劑和第二穩定劑；對於第一穩定劑，應該先於乳化劑加入；首先將計量好的水置於調溫電爐上，加熱至70°C -80°C，將第一穩定劑溶解於熱水中，充分攪拌，待水溶液由渾濁變至透明後，稍作靜置，水溶液溫度降至60°C _65°C，再加入乳化劑和第二穩定劑，稍作攪拌，加入PH調節劑，調節PH值。進一步，進行改性浙青的乳化包括以下步驟:將已經製備好的皂液倒入到乳化容器中，置於剪切機的剪切頭的下方，調節剪切頭的高度，為了減少乳化過程中空氣的引入，讓剪切頭完全的淹沒於皂液中，根據乳化容器的高度調節剪切頭的高度，使得剪切頭的下端面與乳化容器的底部保持儘可能多的距離；先開動高速剪切機，勻加速的增加剪切機的轉速，當速度達到3500r/min-4000r/min,恆定數秒，再向皂液中加入熱的浙青，浙青加入的速度要控制好，緩慢勻速的加入，而且邊加入浙青邊提高剪切機的轉速，同時注意乳液的情況，如果有爆沸，產生大量的氣泡，則放慢轉速，等到液面平靜之後，慢慢增加轉速，轉速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止;剪切機繼續保持恆定的轉速攪拌，乳化的過程中，適當的左右移動乳化溶液，使乳化更加的均勻、充分； 最終浙青形成均勻、細小的顆粒，穩定而均勻的分散在皂液中，得到了水包油的浙青乳化液。本方案發明的SBS改性乳化浙青技術，先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值 調節劑；採用高速剪切機製備SBS改性浙青；再準備皂液；進行改性浙青的乳化。此方案提高了改性乳化浙青的粘結能力，從而改善了微表處混合料路用性能，延長了微表處混合料使用壽命。


圖1是本發明實施例提供的改性乳化浙青的方法的流程圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。圖1提出了本發明實施案例提供的SBS改性乳化浙青技術方法，該方法包括:在步驟SlOl中，先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑；浙青原材料是AH70#基質浙青；乳化劑是陽離子慢裂快凝浙青乳化劑；改性劑是嶽陽巴陵石化公司生產的YH-792線型SBS ;本文選取的是要求在酸性條件下使用的陽離子慢裂快凝乳化劑，酸性PH值調節劑較常用的有鹽酸和乙酸。。在步驟S102中，採用高速剪切機製備SBS改性浙青；先將基質浙青加熱到160°C使其完全熔化，然後加入計算好的SBS，人工攪拌5-10min,然後在170_180°C溫度範圍內，在8000r/min轉速下剪切不少於lh，即製成改性浙青。在步驟S103中，準備皂液；本方案米用第一穩定劑和第二穩定劑。對於第一穩定劑,應該先於乳化劑加入。首先將計量好的水置於調溫電爐上，加熱至70°C -80°C，將第一穩定劑溶解於熱水中，充分攪拌，待水溶液由渾濁變至透明後，稍作靜置，水溶液溫度降至60°C _65°C，再加入乳化劑和第二穩定劑，稍作攪拌，加入PH調節劑，調節PH值。在步驟S104中，進行改性浙青的乳化。將已經製備好的皂液倒入到乳化容器中，置於剪切機的剪切頭的下方，調節剪切頭的高度，為了減少乳化過程中空氣的引入，應該注意讓剪切頭完全的淹沒於皂液中，根據乳化容器的高度調節剪切頭的高度，使得剪切頭的下端面與乳化容器的底部保持儘可能多的距離；先開動高速剪切機，勻加速的增加剪切機的轉速，當速度達到3500r/min-4000r/min,恆定數秒，再向皂液中加入熱的浙青，浙青加入的速度要控制好，緩慢勻速的加入，而且邊加入浙青邊提高剪切機的轉速，同時注意乳液的情況，如果有爆沸，產生大量的氣泡，則放慢轉速，等到液面平靜之後，慢慢增加轉速，轉速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止。不宜一次就把轉速調節的很高，否則很容易引起溶液的飛濺，不僅造成環境的汙染而且容易損壞儀器；剪切機繼續保持恆定的轉速攪拌，乳化的過程中，適當的左右移動乳化溶液，使乳化更加的均勻、充分；最終浙青形成均勻、細小的顆粒，穩定而均勻的分散在皂液中，得到了水包油的浙青乳化液，正常的改性 浙青乳液應當是棕褐色，顆粒細膩均勻。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種改性乳化浙青的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟: 先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑； 採用高速剪切機製備SBS改性浙青； 準備皂液； 進行改性浙青的乳化。
2.如權利要求1所述的改性乳化浙青的方法，其特徵在於，先選取改性乳化浙青製備的原材料:浙青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑進一步包括: 浙青原材料是AH70#基質浙青；乳化劑是陽離子慢裂快凝浙青乳化劑；改性劑是嶽陽巴陵石化公司生產的YH-792線型SBS ;選取的是要求在酸性條件下使用的陽離子慢裂快凝乳化劑，酸性PH值調節劑較常用的有鹽酸和乙酸。
3.如權利要求1所述的改性乳化浙青的方法，其特徵在於，採用高速剪切機製備SBS改性浙青包括以下步驟: 先將基質浙青加熱到160°C使其完全熔化，然後加入計算好的SBS，人工攪拌5-10min，然後在170-180°C溫度範圍內，在8000r/min轉速下剪切不少於lh，即製成改性浙青。
4.如權利要求1所述的改性乳化浙青的方法，其特徵在於，準備皂液包括以下步驟: 採用第一穩定劑和第二穩定劑；對於第一穩定劑，應該先於乳化劑加入；首先將計量好的水置於調溫電爐上，加熱至70°C -80°C，將第一穩定劑溶解於熱水中，充分攪拌，待水溶液由渾濁變至透明後，稍作靜置，水溶液溫度降至60°C _65°C，再加入乳化劑和第二穩定劑，稍作攪拌，加入PH調節劑，調節PH值。
5.如權利要求1所述的改性乳化浙青的方法，其特徵在於，進行改性浙青的乳化包括以下步驟: 將已經製備好的皂液倒入到乳化容器中，置於剪切機的剪切頭的下方，調節剪切頭的高度，為了減少乳化過程中空氣的引入，讓剪切頭完全的淹沒於皂液中，根據乳化容器的高度調節剪切頭的高度，使得剪切頭的下端面與乳化容器的底部保持儘可能多的距離； 先開動高速剪切機，勻加速的增加剪切機的轉速，當速度達到3500r/min-4000r/min，恆定數秒，再向皂液中加入熱的浙青，浙青加入的速度要控制好，緩慢勻速的加入，而且邊加入浙青邊提高剪切機的轉速，同時注意乳液的情況，如果有爆沸，產生大量的氣泡，則放慢轉速，等到液面平靜之後，慢慢增加轉速，轉速增加到7500r/min-8000r/min就可以停止; 剪切機繼續保持恆定的轉速攪拌，乳化的過程中，適當的左右移動乳化溶液，使乳化更加的均勻、充分； 最終浙青形成均勻、細小的顆粒，穩定而均勻的分散在皂液中，得到了水包油的浙青乳化液。
全文摘要
本發明公開了一種改性乳化瀝青的方法，該方法包括以下步驟先選取改性乳化瀝青製備的原材料瀝青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑；採用高速剪切機製備SBS改性瀝青；準備皂液；進行改性瀝青的乳化。本方案發明的SBS改性乳化瀝青技術，先選取改性乳化瀝青製備的原材料瀝青、水、乳化劑、改性劑和PH值調節劑；採用高速剪切機製備SBS改性瀝青；再準備皂液；進行改性瀝青的乳化。此方案提高了改性乳化瀝青的粘結能力，從而改善了微表處混合料路用性能，延長了微表處混合料使用壽命。
文檔編號C08L53/02GK103214859SQ20131013305
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月17日 優先權日2013年4月17日
發明者黃雲湧 申請人:黃雲湧, 羅根傳, 戴松