[发明专利]一种粘层用阳离子改性乳化沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路用粘层阳离子改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）规定：双层式或三层式热拌热铺沥青混合料路面的沥青层间，水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面层上加铺沥青层都应洒布粘层油，并且对粘层油的指标提出了具体规定。如果粘层油不能提供良好的粘结力，将会使沥青路面层间出现滑移、拥包等病害，严重破坏路面的整体性和结构受力，尤其是在高温季节纵坡、弯道等处，这种现象尤为明显。

国外对于改性乳化沥青的研究大多集中在稀浆封层和微表处等方面，近年来稀浆封层的最新发展便是利用聚合物改性乳化沥青铺筑稀浆封层，国际稀浆封层协会颁布修订的“ISSAA143－1996－改性乳化沥青稀浆封层作业指导书”、美国交通部联邦公路局颁布的“改性乳化沥青稀浆封层操作规程”等文献，都推动了改性乳化沥青在道路上的应用。报告调查分析国外粘层油应用及施工情况，关于改性乳化沥青应用于粘层涉及较少。

我国现在粘层材料使用较多的主要是普通乳化沥青和SBR改性乳化沥青，而这两种乳化沥青的蒸发残留物软化点和弹性恢复较低，高温性能不甚理想，难以满足特种环境条件下的粘结强度的要求。一些道路工作者为此开发出一种粘结性相对较好的改性乳化沥青。其关键工艺为在沥青中掺入一定比例的（约4%～12%）胶乳改性剂，如SBR胶乳、液体SBS改性剂等，采用边改性边乳化的工艺制备乳化沥青，一般配比为沥青:水：胶乳=60:35:6。还有一种工艺就是将基质沥青先制成改性沥青然后再乳化，但是一般当SBS掺量大于4%时，沥青很难乳化。以上两种工艺制备的乳化沥青性能较普通乳化沥青要好，但还达不到高性能乳化沥青的要求，尤其是软化点和弹性恢复达到70以上很难，并且固含量较高，对施工有一定的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能粘层用阳离子改性乳化沥青及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种粘层用阳离子改性乳化沥青，该乳化沥青按质量百分数包括以下成分，各成分的质量百分数之和等于100%：

基质沥青：45～55%

SBS改性剂：1.5～4%

阳离子乳化剂：1.2～2.0%

水：45～50%

有机稳定剂：0.1～0.3%

无机稳定剂：0.1～0.3%

PH调节剂：1.0～2%

交联剂：0.1～0.125%

，所述SBS改性剂为线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（壳牌公司生产），SBS改性剂的嵌段比为10/90～20/80，分子量为8万～9万。

所述基质沥青为道路石油沥青。

所述阳离子乳化剂为十八烷基三甲基铵盐、十六烷基三甲基铵盐与十六烷基乙撑二胺的混合物，例如美德维实伟克生产的阳离子乳化剂DF-62。

所述有机稳定剂为聚乙烯醇或甲基纤维素中的一种或两种。

所述无机稳定剂为氯化钙或氯化铵中的一种或两种。

所述PH调节剂为浓盐酸或浓硫酸中的一种或两种。

所述交联剂为多硫类或过氧类。

上述粘层用阳离子改性乳化沥青的制备方法，包括以下步骤：

1）将基质沥青在140～150℃下加热至融溶，然后向基质沥青中加入SBS改性剂，加入SBS改性剂后搅拌40～50分钟，搅拌后加热至160～180℃，然后用高速剪切机剪切30～40分钟，剪切机转速为3000～5000r/min，然后降温至140～150℃，降温后再加入交联剂，然后继续剪切10～15分钟，得到改性沥青，保温备用；

2）经过步骤1）后，将阳离子乳化剂、有机稳定剂、无机稳定剂、水以及PH调节剂按比例混合后配制成皂液，pH控制在2～3之间，将皂液加热至50～70℃后将保温备用的改性沥青缓缓倒入皂液中，边倒边搅拌，防止产生泡沫，然后用胶体磨混合乳化，得到粘层用阳离子改性乳化沥青产品。

本发明的有益效果在于：

1、本发明采用的SBS改性剂为线性结构，分子量小，较一般的星型和线型SBS改性剂易于乳化，并且改性后对沥青性能有较好的提升作用。

本发明采用的乳化剂乳化效果好，尤其是乳化改性沥青，制备的乳化沥青均匀、存储稳定性好，并且乳化沥青残留物指标较原样沥青有一定程度的提高，优势明显。