[发明专利]一种微表处用沥青乳化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青乳化剂及其制备方法，更具体的说涉及一种微表处用沥青乳化剂及其制备方法。

背景技术

从20世纪30年代开始，乳化沥青逐渐在道路工程中得到应用，最初主要是阴离子型沥青乳液。至20世纪50年代又研制出了阳离子沥青乳液，至此乳化沥青技术迅速发展起来。乳化沥青的推广和应用在一定程度上改变了传统的道路建设工艺，在环境保护、能源利用和路面服务性能等方面都发挥了十分积极的作用。

微表处是采用专用设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配比拌和并摊铺到原路面上，并能够在摊铺后1～2h内迅速开放交通的薄层结构。微表处技术作为乳化沥青技术的一个重要分支，可广泛应用于各等级公路的罩面和车辙填充，具有防水、防滑、耐磨、耐久等作用，被认为是修复道路车辙及其他多种路面病害的最有效、最经济的手段之一，在欧美和澳大利亚已得到普及，并且正向世界其他地区推广、发展。

微表处用乳化沥青既要求与集料有足够的可拌和时间，还要在摊铺后能迅速破乳成型，快速开放交通，因此对沥青乳化剂提出了很高的技术要求，其性能优劣将直接影响施工质量和进度。微表处用乳化沥青所用的乳化剂要求为阳离子乳化剂，实践证明，由阳离子型沥青乳化剂制备的乳化沥青与石料表面吸附力强，抗剥落性能好，成型速度快，早期强度高，但是由于其亲水基团具有较强的极性，因此破乳速度快，导致可拌和时间短，而微表处混合料为冷拌冷铺型混合料，施工过程中呈稀浆状态，考虑到施工和易性及快速开放交通的要求，因此微表处用沥青乳化剂要求为慢裂快凝型，否则难以满足施工要求。

目前广泛使用的阳离子型沥青乳化剂，主要有以下几种类型：烷基胺类、季铵盐类、咪唑啉类、酰胺类和木质胺类。烷基胺类乳化能力较好，通过调节pH值后带有很强的正电荷，其制备的乳化沥青一般破乳速度快，为快裂型；季铵盐类乳化剂本身为带电状态，其无法通过pH值调节拌和性能，与集料反应较快，一般为中、快裂型；咪唑啉结构中有一碳氮五元杂环，氮上的孤电子由于共轭效应部分转向环状结构，因此与质子结合能力降低，由此制备的乳化沥青破乳速度一般较慢；酰胺类乳化剂，特别是烷基酰胺多胺类乳化剂由于含有多个亲水基，因此可以通过调节pH值得到性能各异的乳化沥青，但是酰胺类乳化剂在水中有水解现象；木质胺类是慢裂乳化剂的重要一类，常用作稀浆封层用，但是其一般为慢凝类乳化剂，对于微表处快速开放交通的要求难以满足。

关于慢裂快凝型的沥青乳化剂的有关文献报道有：中国专利CN201210207852公开了一种多胺类慢裂快凝沥青乳化剂及其制备方法和应用，该乳化剂由以下方法制得：以一定摩尔比向多乙烯多胺中滴加甲醛，在室温下反应0.5～2小时，然后升温到110℃，反应2小时，再升温到160～200℃，反应1～3.5小时后，降温到100～110℃，减压脱水得到中间体；再按一定摩尔比加入有机酸和携水剂，将体系升温到160～200℃，反应5小时后，降温到70～80℃，减压蒸馏，得到多胺类慢裂快凝沥青乳化剂。该发明所述的沥青乳化剂为慢裂快凝型，但是其制备过程相对复杂。

发明专利CN103923325A公开了一种慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂，由以下组分组成：含16-22个碳的脂肪酸；三乙烯四胺；有机溶剂；抗氧化剂；催化剂和非离子型表面活性剂。本发明所述慢裂快凝型阳离子型沥青乳化剂制成的乳化沥青用于稀浆封层，可以保证路面迅速凝结，开放交通时间可以缩短至30-40min，实现快速通车。本发明所述沥青乳化剂分四步反应完成，在制备过程中采用微波加热技术，使合成时间缩短，但是存在不易于工业化生产的问题。

CN103030983A公开了一种高弹改性乳化沥青，它主要由普通沥青、乳化剂、改性剂和水为原料制得的；所述的普通沥青采用SK70#基质沥青，所述乳化剂为阳离子沥青乳化剂，所述改性剂由SBR胶乳、SBS胶乳及高弹1号改性剂组成。同时，专利权人在CN103073232A中公开了利用上述高弹改性沥青为原料的微表处混合料。上述两发明所用的沥青乳化剂为慢裂快凝型阳离子沥青乳化剂，但是未公开其具体结构。

申请号为201210114643.X名称为“用于微表处的咪唑啉类阳离子沥青乳化剂的制备方法“的发明专利，公开了一种用于微表处的咪唑啉类阳离子沥青乳化剂的制备方法，其使用羧酸和多乙烯多胺在携水剂回流条件反应制得咪唑啉。上述专利的最终产物为羧酸与多乙烯多胺生成的咪唑啉，慢裂快凝效果一般，且制备过程中需使用金属离子化合物作为催化剂。