一種硬質乳化瀝青的制備方法
【專利摘要】本發明提供了一種硬質乳化瀝青的制備方法，包括以下步驟：一、稱取一定質量百分比的各種原料：50號硬質瀝青，湖瀝青，青川巖瀝青，可分散乳膠粉，多聚磷酸，乳化劑，無機穩定劑，有機穩定劑，水；二、將50號硬質瀝青、湖瀝青、青川巖瀝青、可分散乳膠粉和多聚磷酸攪拌均勻，得到混合物；三、將水加熱至80℃，然后依次將有機穩定劑、無機穩定劑和乳化劑加入熱水中攪拌均勻，得到皂液，然后采用無機酸調節皂液的pH值；四、置于膠體磨中研磨，得到硬質乳化瀝青。本發明制備的硬質乳化瀝青的柔韌性好，粘結性能強，耐老化，而且儲存穩定性好，且具有良好的低溫抗裂性能及耐久性能，能夠極大地提高路面使用性能，延長使用壽命。
【專利說明】
一種硬質乳化瀝青的制備方法
技術領域
[0001] 本發明屬于道路工程用乳化瀝青加工技術領域，具體涉及一種硬質乳化瀝青的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，軟化點高、針入度低、高溫穩定性好的硬質瀝青開始受到道路工作者廣泛 的關注。硬質瀝青針入度小因而相對與普通瀝青來說具有較大的粘度，與石料接觸之后的 粘附性強不易脫落，所形成的混合料的勁度模量也高。基于此，國外也對其開展了深入的研 究。關于硬質瀝青的研究最早出現在法國的20世紀80年代，并將硬質瀝青定義成針入度小 于25mm/10(溫度為25°C下）的瀝青，并被分成15/25、10/20和5/10三個等級。并隨后在歐洲 國家得到了廣泛的應用。同時法國的一項調查研究中也發現使用硬質瀝青混凝土能夠較大 的減少路面厚度從而降低道路建設成本。相比之下，我國在這方面的研究起步較晚但近幾 年發展較快，目前針入度為50的瀝青已實現了在高等級路面上的應用。硬質瀝青在瀝青混 凝土路面的應用得到進展之后，采用硬質瀝青制備硬質乳化瀝青也吸引了各國道路建設部 門的興趣。在法國南部地區的夏季，使用針入度為40-60甚至35-50mm/10的瀝青所制備的硬 質乳化瀝青已應用于高荷載的區域。在美國，已有硬質乳化瀝青應用于路面封層和防水層 處理方面的報道和相關的專利。
[0003] 瀝青材料在這種混合體系中容易產生沉降的特點使得采用針入度較小的瀝青制 備的硬質乳化瀝青在性能上存在不穩定的特征。同時這種不穩定性帶來硬質乳化瀝青生產 過程中的難題，即乳化瀝青不穩定的特性導致其在實際生產過程中可供處理的時間較短 (幾小時或者幾天），這可以通過加入更高的乳化劑含量來解決，但是過高的乳化劑含量勢 必會大大延長乳化瀝青的破乳時間，這對于需要快速開放交通的要求并不符合。為了克服 這些技術上的難題，荷蘭LAREXFALT公司開發了一種新型乳化系統，它不僅能使用針入度較 小的硬質瀝青(20mm~30mm、10mm)生產出具有不粘性質的粘層用乳化瀝青和其他路面涂層 使用的硬質乳化瀝青，并且能夠保證生產過程中產品性能的連續穩定。同時公司開發的一 種新型的乳液穩定劑使得這種硬質乳化瀝青的工業化生產成為可能，然而目前并沒有這種 硬質乳化瀝青材料在實例中的報導。國內對硬質乳化瀝青的制備也尚未進行研究。
【發明內容】
[0004] 本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種硬質乳化瀝 青的制備方法。利用該方法制備的高性能硬質乳化瀝青的優點如下：柔韌性好，粘結性能 強，耐老化，而且儲存穩定性好，不僅能適用于瀝青路面粘結層，也可以適用于超薄磨耗層 罩面，可以有效地抵抗車輪剪切作用，且具有良好的低溫抗裂性能及耐久性能，能夠極大地 提高路面使用性能，延長使用壽命。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種硬質乳化瀝青的制備方法， 其特征在于，該方法包括以下步驟：
[0006]步驟一、稱取以下質量百分比的各種原料:50號硬質瀝青50%，湖瀝青5%，青川巖 瀝青1 %，可分散乳膠粉0.5 %，多聚磷酸0.25 %，乳化劑0.6 %，無機穩定劑0.1 %，有機穩定 劑0.05%，余量為水；
[0007] 步驟二、將步驟一中所稱取的50號硬質瀝青加熱至140°C~150°C，然后依次將湖 瀝青、青川巖瀝青、可分散乳膠粉和多聚磷酸加入到加熱后的50號硬質瀝青中攪拌均勻，得 到混合物；
[0008]步驟三、將水加熱至80°C，然后依次將有機穩定劑、無機穩定劑和乳化劑加入熱水 中攪拌均勻，得到皂液，然后在皂液溫度為60~70°C的條件下，采用無機酸將皂液的pH值調 至 1.8;
[0009] 步驟四、將步驟三中調節pH值后的阜液加入膠體磨中研磨2min~3min，得到硬質 乳化瀝青。
[0010] 上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述多聚磷酸的濃 度以H3P〇4的質量百分比計大于100%。
[0011] 上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述多聚磷酸的濃 度以H3P〇4的質量百分比計為110%~115%。
[0012] 上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述乳化劑為克陽 離子型乳化劑。
[0013]上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述無機穩定劑為 CaCh〇
[0014] 上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述有機穩定劑為 PVA〇
[0015] 上述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟三中所述無機酸為鹽酸。
[0016] 本發明所采用的硬質瀝青主要原料為經過比選、柔韌性好、粘度低、儲存穩定性更 佳的50號硬質瀝青;湖瀝青為凝膠體結構類型，具有較高的硬度及軟化點，結構穩定且與瀝 青具有極好的混溶性，可以提高耐老化性能;青川巖瀝青富含大分子瀝青質，且其灰分含量 較低，與巖石具有極強吸附力，可以提高粘結力；可分散乳膠粉能夠提高低溫延展性;多聚 磷酸能夠提高硬質乳化瀝青的穩定性。
[0017] 在下式計算得到的瀝青溫度和皂液溫度的基礎上，經過多次試驗研究，反復對比， 最終確定乳化硬質瀝青時瀝青的溫度控制在140°C~150 °C，皂液溫度控制在60°C~65°C， 能制備出高質量的硬質乳化瀝青。
[0019] 式中，A--瀝青用量，％ ; W--皂液的用量，％ ; Ca--瀝青的比熱；Cw--水的 比熱;Te--乳液的溫度;Ta--瀝青的穩定;Tw--阜液的穩定。
[0020] pH值對乳化效果有很大影響，直接影響到瀝青能不能被乳化。經過多次試驗對比 研究，最終確定制備硬質乳化瀝青的PH值為1.8。
[0021 ]本發明與現有技術相比具有以下優點：
[0022]本發明經過比選，確定用50號硬質瀝青來制備硬質乳化瀝青，其柔韌性好，粘度 小，而且儲存穩定性好;確定出了改性添加劑湖瀝青、青川巖瀝青、可分散乳膠粉、多聚磷酸 的種類及摻量，有效提高了硬質乳化瀝青的粘結性及耐久性;確定出了穩定劑和乳化劑的 最佳摻量，既沒有使所得瀝青延度降低又保證了儲存穩定性良好;將無機穩定劑和有機穩 定劑復配使用不但可以大大提高乳化瀝青儲存穩定性，而且還能減少乳化劑的用量，產生 良好的經濟效應。改性添加劑湖瀝青、青川巖瀝青、可分散乳膠粉、多聚磷酸的種類及摻量 均為經過比選后確定的，能夠制備出具有更好粘結性及耐久性的硬質乳化瀝青；
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。
【具體實施方式】 [0024] 實施例1
[0025] 本實施例硬質乳化瀝青的制備方法包括以下步驟：
[0026] 步驟一、稱取如表1所示的質量百分比的各種原料；
[0027] 表1實施例1硬質乳化瀝青原材料配方
[0030] 步驟二、將50號硬質瀝青加熱至145°C，然后依次將湖瀝青、青川巖瀝青、可分散乳 膠粉和多聚磷酸加入到加熱后的50號硬質瀝青中攪拌均勻，得到混合物；
[0031] 步驟三、將水加熱至80°C，然后依次將有機穩定劑、無機穩定劑和乳化劑加入熱水 中攪拌均勻，得到皂液，然后在皂液溫度為65°C的條件下，采用鹽酸將皂液的pH值調至1.8; [0032] 步驟四、將步驟三中調節pH值后的皂液加入膠體磨中研磨2.5min，得到硬質乳化 瀝青。
[0033] 根據本實施例所述方法制備的硬質乳化瀝青并檢測其性能指標，其結果如表2所 不。
[0034] 表2本實施例硬質乳化瀝青的性能指標
[0035]
[0036] 由表2可知，本實施例所制備的硬質乳化瀝青的各項指標均滿足《瀝青路面施工技 術規范》(JTG F40-2004)的要求。
[0037] 實施例2
[0038] 本實施例硬質乳化瀝青的制備方法與實施例1所述方法的不同之處僅在于:步驟 二中所述50號硬質瀝青的加熱溫度為140°C，步驟三中所述皂液的溫度為60°C，步驟四中所 述研磨的時間為3m i η。
[0039] 經檢測，本實施例所制備的硬質乳化瀝青的各項指標均滿足《瀝青路面施工技術 規范》(JTG F40-2004)的要求。
[0040] 實施例3
[0041] 本實施例硬質乳化瀝青的制備方法與實施例1所述方法的不同之處僅在于:步驟 二中所述50號硬質瀝青的加熱溫度為150Γ，步驟三中所述皂液的溫度為70°C，步驟四中所 述研磨的時間為2m i η。
[0042] 經檢測，本實施例所制備的硬質乳化瀝青的各項指標均滿足《瀝青路面施工技術 規范》(JTG F40-2004)的要求。
[0043]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制。凡是根據發明技 術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發明技術方案 的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟一、稱取以下質量百分比的各種原料:50號硬質瀝青50%，湖瀝青5%，青川巖瀝青 1 %，可分散乳膠粉〇 . 5 %，多聚磷酸0.25 %，乳化劑0.6 %，無機穩定劑0.1 %，有機穩定劑 0.05%，余量為水； 步驟二、將步驟一中所稱取的50號硬質瀝青加熱至140°C~150°C，然后依次將湖瀝青、 青川巖瀝青、可分散乳膠粉和多聚磷酸加入到加熱后的50號硬質瀝青中攪拌均勻，得到混 合物； 步驟三、將水加熱至80°C，然后依次將有機穩定劑、無機穩定劑和乳化劑加入到熱水中 攪拌均勻，得到皂液，然后在皂液溫度為60°C~70°C的條件下，采用無機酸將皂液的pH值調 至 1.8; 步驟四、將步驟三中調節pH值后的阜液加入膠體磨中研磨2min~3min，得到硬質乳化 瀝青。2. 根據權利要求1所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述多 聚磷酸的濃度以H3P〇4的質量百分比計大于100%。3. 根據權利要求1或2所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所 述多聚磷酸的濃度以H3P〇4的質量百分比計為110%~115%。4. 根據權利要求1所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述乳 化劑為陽離子型乳化劑。5. 根據權利要求1所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述無 機穩定劑為CaC 12。6. 根據權利要求1所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟一中所述有 機穩定劑為PVA。7. 根據權利要求1所述的一種硬質乳化瀝青的制備方法，其特征在于，步驟三中所述無 機酸為鹽酸。
【文檔編號】C08L21/00GK106046820SQ201610665261
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月12日 公開號201610665261.4, CN 106046820 A, CN 106046820A, CN 201610665261, CN-A-106046820, CN106046820 A, CN106046820A, CN201610665261, CN201610665261.4
【發明人】郝培文, 劉紅瑛, 王春, 張文超, 賀玲娟
【申請人】長安大學