一種溫拌瀝青添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種溫拌瀝青添加劑及其制備方法。溫拌瀝青添加劑以重量份計(jì)包括：椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉0.2~10份，脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉0.5~10份，無(wú)機(jī)微粉5~20份，酸0.1~3份，水57~94.2份。制備方法包括如下內(nèi)容：按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、無(wú)機(jī)微粉和去離子水加入反應(yīng)器，攪拌升溫至70～90℃，加入酸催化劑，調(diào)整pH為5.5~6.5，恒溫75℃～90℃反應(yīng)0.5~2小時(shí)，得到溫拌瀝青添加劑。本發(fā)明的溫拌瀝青添加劑能夠有效降低瀝青混合料的拌合溫度，并且具有性能穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，環(huán)境友好，制備方法簡(jiǎn)便以及應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種溫拌瀝青添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種浙青添加劑及其制備方法，尤其涉及一種溫拌浙青添加劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前道路工程中使用的浙青混合料根據(jù)拌合施工溫度一般分為兩種類型:冷拌浙青混合料CMA (Cold Mix Asphalt)和熱拌浙青混合料HMA (Hot Mix Asphalt)。冷拌浙青混合料一般采用乳化浙青或者液體浙青與集料在常溫狀態(tài)下拌合、鋪筑，無(wú)需對(duì)集料和結(jié)合料進(jìn)行加熱，這樣可節(jié)約大量能源。但是冷拌浙青混合料初期路用性能差，難以滿足高速公路、重載交通道路等重要工程的要求。熱拌浙青混合料是應(yīng)用最為廣泛、路用性能最為良好的一種混合料。但是在熱拌浙青混合料生產(chǎn)過(guò)程中，浙青與石料需要在15(Tl80°C高溫條件下拌合。將石料、浙青加熱到如此高的溫度，消耗了大量能源。另外在熱拌浙青混合料生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的CO2、煙塵和有害氣體(CO、SO2, NOx等)，不僅污染了環(huán)境，而且也影響了工作人員的身體健康。同時(shí)，高溫條件下的拌合也造成了浙青的老化，降低了浙青混合料的路用性能。
[0003]為保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源，在20世紀(jì)90年代中后期歐洲及美國(guó)等國(guó)家開(kāi)展了溫拌浙青混合料WMA (Warm Mix Asphalt)的研究,其目的是通過(guò)降低浙青混合料的拌合與攤鋪溫度，達(dá)到降低浙青混合料生產(chǎn)過(guò)程中的能耗，減少CO2等氣體及粉塵排放量，同時(shí)保證溫拌浙青混合料具有與熱拌浙青混合料基本相同的路用性能和施工和易性。
[0004]目前，溫拌浙青混合料技術(shù)主要有三種方式:一是預(yù)先在浙青中添加一種能夠降低浙青135°C粘度的某種添加劑，從化學(xué)角度來(lái)改變浙青的粘溫曲線，從而降低浙青與石料的拌合溫度，但此方法通常也會(huì)降低浙青的60°C粘度即降低了混合料的高溫穩(wěn)定性；二是采用固含量較高的乳化浙青，在80~120°C溫度下與石料拌合，該方式較熱拌浙青的溫度低約30~50°C ;三是在拌制混合料時(shí)把水和浙青同時(shí)加入拌合罐中，由于水的存在使浙青發(fā)泡，達(dá)到降粘效果。但該方法若加水量過(guò)大，則會(huì)產(chǎn)生大量的水蒸氣或引起暴沸，若水量過(guò)少，則發(fā)泡效果不好。
[0005]CN101602862A公開(kāi)了一種溫拌浙青添加劑及其制備方法，該添加劑是通過(guò)將去離子水加入到事先配成的聚乙烯醇水溶液中，然后依次加入松香季銨鹽、芳香烴季銨鹽乳化劑、脂肪烴季銨鹽乳化劑、非離子型表面活性劑，攪拌溶解，再將事先配成的聚丙烯酰胺水溶液和三乙醇胺加入，混合攪拌至溶解均勻后即為成品。該添加劑能夠明顯降低浙青拌合溫度，浙青混合料各項(xiàng)路用性能指標(biāo)也符合要求，但是該添加劑成分復(fù)雜，增加了制備的難度和成本，不利于實(shí)際應(yīng)用。CN102268189A公開(kāi)了一種溫拌浙青添加劑及其制備方法，它是在溶劑體系中采用一種聚醚 改性有機(jī)硅聚合物組成的添加劑。可以有效降低拌合溫度40°C左右，且溫拌浙青各項(xiàng)性能指標(biāo)不低于熱拌浙青，但缺乏相關(guān)的測(cè)試方法和實(shí)例數(shù)據(jù)支持，此外應(yīng)用于聚醚酯化過(guò)程中的該添的濃硫酸等酸催化劑刺激性和毒性較大，易造成人體危害和環(huán)境污染。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種溫拌浙青添加劑及其制備方法。本發(fā)明的溫拌浙青添加劑能夠有效降低浙青混合料的拌合溫度，并且具有性能穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，環(huán)境友好，制備方法簡(jiǎn)便以及應(yīng)用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明溫拌浙青添加劑，以重量份計(jì)包括:
(1)椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉:0.2^10份
(2)脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉:0.5^10份
(3)無(wú)機(jī)微粉:5~20份
(4)酸:0.1~3份
(5)水:57~94.2 份。
[0008]本發(fā)明所述的椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉(DMSS)的結(jié)構(gòu)式為RC0NHCH2CH20C0CHCH(SO3Na) COONa，其中 R 為 C12 ~C15 的烷基。
[0009]本發(fā)明所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉(MES)的結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH20)3C0CH2CH(SO3Na) COONa，其中 R 為 C12 ~C14 的烷基。
[0010]本發(fā)明所述的無(wú)機(jī)微粉為活性礬土、沸石粉、蛭石、陶粒砂、碳酸鈣砂、硅鋁酸鈉、膨潤(rùn)土、消石灰和活性炭中的一種或幾種，優(yōu)選為石英砂，無(wú)機(jī)微粉粒度為20-200目。
[0011]本發(fā)明所述的酸為C1-C6的有機(jī)弱酸，如甲酸、乙酸、丙酸、草酸、酒石酸等有機(jī)弱酸中的一種或多種，也可以是硅酸、碳酸、硼酸等無(wú)機(jī)弱酸中的一種或多種。
[0012]本發(fā)明溫拌浙青添加劑中，也可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要加入其它的添加劑，如抗剝落劑、抗老化劑、聚合物改性劑以及氧化鎂、氧化鈣和五氧化二磷等氧化物。
[0013]本發(fā)明溫拌浙青添加劑的制備方法，包括如下內(nèi)容:
按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、無(wú)機(jī)微粉和水加入容器，攪拌升溫，加入酸，調(diào)整ΡΗ，恒溫?cái)嚢?，即得本發(fā)明的溫拌浙青添加劑。
[0014]其中，攪拌升溫至7(T90°C，調(diào)整pH值為5.5-6.5，恒溫?cái)嚢钑r(shí)間為0.5^2小時(shí)。
[0015]本發(fā)明溫拌浙青添加劑在浙青混合料拌合中的應(yīng)用，包括如下步驟:當(dāng)石料達(dá)到設(shè)定溫度，加入浙青，并將溫拌浙青添加劑加入到浙青混合料中然后拌合，加入礦粉，拌合均勻即可。
[0016]本發(fā)明溫拌浙青添加劑按照浙青用量的2wt°/Tl0wt%加入。
[0017]本發(fā)明的溫拌浙青添加劑DMSS和MES的復(fù)配性能好，和浙青形成微乳型乳液，極大地降低浙青的高溫粘度，降低了浙青混合料的拌合、攤鋪及壓實(shí)溫度，大量減少煙霧及有害物質(zhì)的排放，減小對(duì)人體危害及環(huán)境污染；本發(fā)明的溫拌浙青添加劑DMSS和MES易生物降解，對(duì)環(huán)境和人體的刺激性小，環(huán)境友好，原料簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，穩(wěn)定性好，適用范圍廣，易于工業(yè)應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不因此限制本發(fā)明。
[0019]實(shí)施例1椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C12的烷基):0.5份 脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C12的烷基):9份 粒度為250目的石英砂:18份 草酸:0.4份 水:72.1份。
[0020]按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、石英砂和去離子水加入容器，加熱、攪拌至80°C ;加入草酸，調(diào)整pH為6.0，恒溫80°C攪拌I小時(shí)，即得本發(fā)明的溫拌浙青添加劑。
[0021]實(shí)施例2
椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C14的烷基):6份 脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C12的烷基):1份 粒度為200目的蛭石:7份 甲酸:0.5份 水:85.5份。
[0022]按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、蛭石和去離子水加入容器，加熱、攪拌至80°C ;加入甲酸，調(diào)整pH為6.2，恒溫80°C攪拌I小時(shí)，即得本發(fā)明的溫拌浙青添加劑。
[0023]實(shí)施例3
椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C12的烷基):8份 脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉(R為C14的烷基):10份 粒度為150目的石英砂:10份 硼酸:2.5份 水:69.5份。
[0024]按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、石英砂和去離子水加入容器，加熱、攪拌至85°C ;加入乙酸，調(diào)整pH為5.8，恒溫80°C攪拌1.5小時(shí)，即得本發(fā)明的溫拌浙青添加劑。
[0025]實(shí)施例4
按照《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)規(guī)定的方法分別采用傳統(tǒng)的熱拌方式和應(yīng)用本發(fā)明添加劑的溫拌方式進(jìn)行浙青混合料的拌合，并進(jìn)行浙青混合料性能測(cè)試。其中，將實(shí)施例1、2、3中制備的溫拌浙青添加劑按照浙青用量的3wt% ^8wt%,以噴灑的方式加入浙青混合料中，制備成混合料試件A、B、C0本試驗(yàn)采用90#A級(jí)浙青，油石比為
5.5%，石料的級(jí)配見(jiàn)表1，浙青混合料性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。具體拌合過(guò)程如下:
溫拌:
1、按設(shè)定量稱取石料在120°C的烘箱中加熱4小時(shí)，浙青在120°C烘箱中加熱2小時(shí)，拌合機(jī)溫度設(shè)定為120°C。
[0026]2、將粗石料在設(shè)定溫度下先加入拌合機(jī)，均勻攪拌3分鐘。
[0027]3、將浙青加入拌合機(jī)，并將溫拌劑按設(shè)定量噴灑至浙青混合料中，拌合2分鐘，再加入礦粉，于設(shè)定溫度下繼 續(xù)拌合4分鐘。
[0028]4、成型溫度控制在110°C。[0029]熱拌:
1、按設(shè)定量稱取石料在150°C的烘箱中加熱4小時(shí)，浙青在150°C烘箱中加熱2小時(shí)，拌合機(jī)溫度設(shè)定為150°C。
[0030]2、將粗石料在設(shè)定溫度下先加入拌合機(jī)，均勻攪拌3分鐘。
[0031]3、將浙青加入拌合機(jī)，拌合2分鐘，再加入礦粉，于設(shè)定溫度下繼續(xù)拌合4分鐘。
[0032]4、成型溫度控制在130°C。
[0033]表1石料級(jí)配。
【權(quán)利要求】
1.一種溫拌浙青添加劑，其特征在于:以重量份計(jì)包括: 椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉:0.2^10份 脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉:0.5^10份 無(wú)機(jī)微粉:5~20份 酸:0.1-3份 水:57、4.2 份。
2.按照權(quán)利要I所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉的結(jié)構(gòu)式為RCONHCH2CH2OCOCHCH(SO3Na)COONa,其中R為C12~C15的烷基。
3.按照權(quán)利要I所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉的結(jié)構(gòu)式為RO(CH2CH2O)3C0CH2CH(SO3Na)COONa，其中R為C12~C14的烷基。
4.按照權(quán)利要I所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)微粉為活性氧化鋁、沸石粉、石英砂、蛭石、陶粒砂、膨潤(rùn)土、碳酸鈣砂、硅鋁酸鈉、消石灰、和活性炭中的一種或幾種。
5.按照權(quán)利要I所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)微粉的粒度為20~200目。
6.按照權(quán)利要4或5所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的無(wú)機(jī)微粉為石英砂。
7.按照權(quán)利要I所述的溫拌浙青添加劑，其特征在于:所述的酸為C1~C6的有機(jī)弱酸或無(wú)機(jī)弱酸，有機(jī)弱酸選自甲酸、乙酸、丙酸、草酸和酒石酸中的一種或多種，無(wú)機(jī)弱酸選自硅酸、碳酸和硼酸中的一種或多種。
8.—種權(quán)利要求1所述的溫拌浙青添加劑的制備方法，其特征在于包括如下內(nèi)容:按配比將椰油酸單乙醇酰胺磺基琥珀酸單酯二鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸單酯二鈉、無(wú)機(jī)微粉和去離子水加入容器，攪拌升溫，加入酸，調(diào)整PH，恒溫?cái)嚢瑁玫綔匕枵闱嗵砑觿?br> 9.按照權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:攪拌升溫至7(T90°C，調(diào)整pH值為5.5飛.5，恒溫?cái)嚢钑r(shí)間為0.5^2小時(shí)。
10.一種權(quán)利要求1所述的溫拌浙青添加劑在浙青混合料拌合中的應(yīng)用，其特征在于包括如下步驟:當(dāng)石料達(dá)到設(shè)定溫度，加入浙青，并將溫拌浙青添加劑加入到浙青混合料中然后拌合，加入礦粉，拌合均勻即可。
11.按照權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于:溫拌浙青添加劑按照浙青用量的2wt%~10wt% 加入。
【文檔編號(hào)】C08K3/24GK103773010SQ201210411159
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月25日
【發(fā)明者】陳闖, 陳保蓮, 范思遠(yuǎn), 寧愛(ài)民, 李志軍 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院