[發明專利]一種用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710543853.3
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107189464A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 劉廷國;張慶;李忠玉;閆玉奎;劉延雷;職統超;劉玉恒;史紀村;周宇;李敏;苗逢浩;段偉強
• 申請（專利權）人: 河南省高遠公路養護技術有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L19/00;C08K3/32
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙)41139
• 代理人: 路寬

技術領域

本發明屬于道路建筑材料技術領域，具體涉及一種用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑及其制備方法和應用。

背景技術

根據《國家公路網規劃（2013年-2030年）》的長期規劃，到2030年末，國家公路網新增高速公路約3.3萬公里，高原寒冷西部地區占其中的80%-90%；國網普通公路新增11萬公里，高原寒冷西部地區占其中的60%-70%，高寒地區海拔高、低溫時間長且溫差大，瀝青路面容易由于溫度應力的作用而產生低溫縮裂，這種低溫縮裂是高寒地區瀝青路面的主要破壞形式，嚴重危害道路的使用壽命和質量，這給我國的公路建設與養護帶來極大挑戰。

瀝青路面的低溫抗裂性能主要是由瀝青來提供，所以在高寒地區瀝青路面建設和養護工程中的瀝青材料要具有良好的低溫性能，以適應高寒地區的氣候條件。研究人員嘗試采用各種方法來改善瀝青的低溫性能，采用高分子聚合物對瀝青進行改性則是近年來比較常用的一種方法。輪胎橡膠具有優異的力學性能，將它作為瀝青的改性材料，可以大幅度改善瀝青材料對自然環境溫度的適應能力，提高低溫抗開裂性能。因此橡膠瀝青技術得到了廣泛關注，橡膠瀝青是利用廢舊橡膠輪胎磨細制得橡膠粉進行改性的瀝青，不僅具有非常突出的低溫柔性和抗裂性能，而且可以大量回收利用廢舊輪胎，有效緩解廢棄輪胎導致的“黑色污染”問題。

在高寒地區瀝青路面建設和養護工程中，熱拌瀝青混合料在運輸、攤鋪、壓實過程中受到高寒氣候的影響，極易發生溫度離析以及壓實度不均勻，施工質量難以保證。而乳化瀝青混合料可以在常溫條件下拌制，并且相比熱拌瀝青混合料施工可大量節約能源，減少環境污染，良好的常溫和易性和節能減排特點使得乳化瀝青材料在高寒地區瀝青路面工程中凸顯出技術優勢。然而，橡膠瀝青粘度高難以乳化，并且橡膠粉自身表面呈憎水特性，難以在乳化瀝青中直接分散，這就限制了橡膠粉在高寒地區道路工程乳化瀝青材料中的應用。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑及其制備方法，該制備方法工藝簡單易行，用該乳化瀝青改性劑制備的改性乳化瀝青具有良好的低溫抗裂性能。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑，其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的：多聚磷酸3-6份、橡膠粉18-36份、非離子瀝青乳化劑20-25份和去離子水35-45份，其中橡膠粉為子午線廢舊輪胎生產的80目橡膠粉。

進一步優選，所述多聚磷酸與橡膠粉的質量比為1:6。

本發明所述的用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑的制備方法，其特征在于具體步驟為：（1）將3-6重量份的多聚磷酸加熱至105℃并保溫；（2）將18-36重量份的橡膠粉加熱至70℃，然后將其加入到步驟（1）保溫的多聚磷酸中，升溫至130℃并保溫5h；（3）降至室溫，然后加入20-25重量份的非離子瀝青乳化劑，再以300r/min的轉速攪拌30min；（4）邊攪拌邊加入35-45重量份的去離子水，持續攪拌直至均勻乳液形成即制得用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑。

本發明所述的用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑在制備改性乳化瀝青中的應用，其特征在于具體過程為：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制得改性乳化瀝青，其中乳化瀝青改性劑與乳化瀝青的質量比為1:50。

在上述用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑組分中，橡膠粉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低溫抗裂性質；多聚磷酸對橡膠粉進行化學接枝改性，使得橡膠粉具有親水性質，并使其脫硫液化，從而提高其被乳化的能力，并使其在乳化瀝青中具有良好的相容性，并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里電解，制備的改性劑乳液不帶有正負電荷，所以既能用于陽離子乳化瀝青的改性，又能用于陰離子乳化瀝青的改性，并且非離子瀝青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。

本發明具有以下有益效果：

1、本發明的用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑生產工藝中不使用溶劑，不僅避免了環境污染，而且避免了溶劑殘留對乳化瀝青蒸發物性能的負面影響，并具有簡單便捷的技術優勢；

2、本發明的用于高寒地區道路工程的乳化瀝青改性劑采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到乳化瀝青中，攪拌均勻即可完成乳化瀝青的改性。

具體實施方式