[發明專利]一種離子交換樹脂改性乳化瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 202210855007.6
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115353746B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 高陽;張翛;魏雅春;郝忠卿;王永寶;孫斌;張彥飛;石利強;武宏濤;李帆;劉芳
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L25/08;C08L29/04
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 楊斌華

本發明的目的在于提供一種離子交換樹脂改性乳化瀝青及其制備方法，屬于道路鋪裝材料技術領域，由離子交換樹脂及乳化瀝青制備而成，其中離子交換樹脂改性乳化瀝青由離子交換樹脂、乳化瀝青及添加劑組成，離子交換樹脂為堿性陰離子交換樹脂，乳化瀝青為陽離子乳化瀝青，添加劑選用聚乙烯醇。本發明制備的離子交換樹脂改性乳化瀝青具有制備工藝簡單、儲存穩定性強、抗高溫穩定性強等優點，適用于夏季高溫地區，同時本發明以環境友好的方式利用離子交換樹脂固體廢棄物，并獲得性能優異的改性乳化瀝青，對于環境保護具有重意義。

技術領域

本發明屬于道路鋪裝材料技術領域，具體涉及一種離子交換樹脂改性乳化瀝青及其制備方法，特別涉及一種特別適用于冷再生瀝青路面的離子交換樹脂改性乳化瀝青及其制備方法。

背景技術

近年來，路面施工行業能源和資源消耗量問題、環境污染問題越來越引起人們的關注。與熱拌瀝青（HMA）技術相比，采用乳化瀝青的冷拌瀝青（CMA）技術具有顯著優點。研究指出，相比于HMA?技術，CMA技術在整個路面施工過程中減少了瀝青和骨料加熱過程，可以節約50%以上的能源，在生產過程中只產生33%的二氧化碳和17%的揮發性有機化合物排放。然而，由于水及乳化劑的加入，乳化瀝青及其混合料的力學性能有所下降，乳化瀝青（EA）中的水分對乳化瀝青蒸發殘留物（EREA）的車轍系數、恢復率、復模量和疲勞壽命具有直接的影響。

目前提高乳化瀝青性能仍是道路建設領域廣泛關注的一個問題。對乳化瀝青的改性主要集中于采用彈性體、塑性體、聚合材料等物理改性方式，而從乳化瀝青的離子和反應基團角度進行的改性研究相對較少。作為一種典型的雙電層結構物質，乳化瀝青由于其特殊的離子特性而與熱拌瀝青存在差異。研究表明只有當乳化瀝青的離子與反應物離子相反才會發生化學反應，乳化劑離子類型對乳化瀝青粘合劑的穩定性有明顯的影響，添加鹽或小固體顆?？梢约铀贋r青乳液的聚結。而乳化瀝青的粘結性和穩定性還與瀝青滴與礦物之間的固體潤濕性和電相互作用有關，潤濕性取決于疏水化固體團簇與瀝青分子之間的相互作用。必須設置表面活性劑濃度，以便在瀝青乳液特性和瀝青與骨料之間的附著力之間建立平衡。同時乳化瀝青pH對其穩定性也有很大影響，根據懸浮流變學理論得知合理的pH可以控制瀝青液滴內的水量，使其粘結性和穩定性能更加良好。

離子交換樹脂在溶液中會解離出親油基團與親水基團，其中親油基團可與呈油性的瀝青液滴相互吸附，親水基團與乳化瀝青本身的離子電性相反，具備發生化學反應的條件，可以表現出界面性質。因此，本發明采用堿性陰離子交換樹脂對乳化瀝青進行改性，為冷再生瀝青路面提供一種性能優異的改性材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種離子交換樹脂改性乳化瀝青及其制備方法，采用乳化瀝青、離子交換樹脂、添加劑組成，最終在常溫條件下形成一種性能優異的乳化瀝青。本發明可提供一種制備簡單、成本低廉、儲存穩定性強、粘度高、抗高溫穩定性強的改性乳化瀝青。

本發明采用如下技術方案：

一種離子交換樹脂改性乳化瀝青，包括如下重量份數的組分：乳化瀝青100份，離子交換樹脂10-40份，添加劑0.2-1份。

進一步地，所述乳化瀝青為慢裂性陽離子乳化瀝青，呈黑褐色乳液，其蒸發殘留物技術指標不低于以下特征。

進一步地，所述離子交換樹脂為強堿性陰離子交換樹脂，常溫下是固態棕黃色至金黃色球狀顆粒，帶有季銨基[-N(CH₃)₃OH]、交聯度不低于7%的苯乙烯-二乙烯苯共聚體，在溶液中會發生解離形成陰離子和親油基團。

進一步地，所述添加劑為間苯型不飽和聚酯長余輝骨料的添加劑，為聚乙烯醇，外觀是白色片狀、絮狀或粉末狀固體，微溶于二甲基亞砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等，黏度為3～70，pH值4.5～6.5，干燥失重≤5.0，酸值≤3.0%，醇解度85～89。