专利名称：一种节能环保沥青改性剂的制作方法
技术领域：
本发明属于浙青改性领域,涉及一种浙青改性剂，一种节能环保型浙青改性剂。
背景技术：
我国高速公路行业发展迅速，特别是“十一五”期间，高速公路网已基本形成，在“十二五”期间，我国高速公路网将进一步扩大。由于浙青路面的诸多优点，从路面结构上看，高速公路绝大部分采用的是浙青路面。目前，对于浙青路面的铺筑方法，国内常采用的热拌热铺(HMA)的方法，这种方法通常是将浙青加热到150 160°C，矿料加热到165 175°C，然后在150 160°C的温度下拌和，如果采用改性浙青，温度还需提高20°C 30°C左右。如此高的温度会导致浙青路面在施工中排放大量的C02、CO、SO2和NOx等气体和粉尘，以及在浙青混合料生产中消耗更多的能量，这样就加剧了对环境的破坏和对不可再生资源的消耗，这样的情况必然不符合可持续发展的理念。此外，城市道路由于白天交通量大，一般都在晚上施工，再比如在寒冷地区和高原地区，其环境温度也比较低，在低环境温度的条件下要求高的施工温度必然要付出更大的代价。所以，采用一种浙青改性剂，降低浙青路面施工温度可以有效的缓解上面的不足，同时改善浙青混合料的某些使用性能。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种节能环保浙青改性剂，它能有效的降低浙青混合料的施工温度，减少污染气体的排放和能源的消耗，并且改善了浙青混合料的使用性能。为了实现上述任务，本发明采用如下技术方案予以实现:一种节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成冰100份，硬脂酸钠8 18份,油酸钠8 18份 ,十六酸2 4份或10 15份,十二烧基硫酸钠2 8份,十六烷基三甲基溴化铵4 10份，脂肪醇硫酸钠0份或2 8份。优选的适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠10 15份，油酸钠10 15份，十六酸10 15份，十二烷基硫酸钠4 8份，十六烷基三甲基溴化铵8 10份。优选的适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠8 10份，油酸钠8 10份，十六酸10 15份，十二烷基硫酸钠4 8份，十六烷基三甲基溴化铵4 8份，脂肪醇硫酸钠4 8份。优选的适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠15 18份，油酸钠15 18份，十六酸2 4份，十二烷基硫酸钠2 4份，十六烷基三甲基溴化铵8 10份，脂肪醇硫酸钠2 4份。适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为基质浙青重量的4% 5%。适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为SBS改性浙青重量的3% 5% o
适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为橡胶浙青重量的4% 5%。本发明与现有技术相比，有益的技术效果是:(I)本发明的节能环保型浙青改性剂可以降低浙青的高温粘度，提高浙青的流动性，在相同的流动性下可以降低浙青的施工温度，节约能源，较低的施工温度，施工过程中污染气体排放量少，环保性能好。本发明的节能环保型浙青改性剂使用于基质浙青时，降低施工温度10°C ;使用于SBS改性浙青时，降低施工温度20°C ;使用于橡胶浙青时，降低施工温度25 °C ；(2)本发明的节能环保型浙青改性剂可以改善浙青混合料的使用性能,在高温抗车辙性能与未使用前基本相同，满足工况条件，低温抗开裂性能和水稳定性能有显著提高。基质浙青加入该改性剂后，其低温抗开裂性能提高15% 20%，水稳定性能提高3% 5% ；SBS改性浙青加入该改性剂后，其低温抗开裂性能提高8% 10%，水稳定性能提高4% 5% ；橡胶浙青混合料加入改 性剂后，其低温抗开裂性能提高10% 12%，水稳定性能提高3% 4% ο
具体实施例方式遵从上述技术方案，下述实施例给出一种节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成冰100份，硬脂酸钠8 18份，油酸钠8 18份，十六酸2 4份或10 15份，十二烷基硫酸钠2 8份，十六烷基三甲基溴化铵4 10份，脂肪醇硫酸钠O份或2 8份。优选的适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠10 15份，油酸钠10 15份，十六酸10 15份，十二烷基硫酸钠4 8份，十六烷基三甲基溴化铵8 10份。优选的适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠8 10份，油酸钠8 10份，十六酸10 15份，十二烷基硫酸钠4 8份，十六烷基三甲基溴化铵4 8份，脂肪醇硫酸钠4 8份。优选的适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠15 18份，油酸钠15 18份，十六酸2 4份，十二烷基硫酸钠2 4份，十六烷基三甲基溴化铵8 10份，脂肪醇硫酸钠2 4份。适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为基质浙青重量的4% 5%。适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为SBS改性浙青重量的3% 5% ο适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为橡胶浙青重量的4% 5%。以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。实施例1:一种适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成冰100份，硬脂酸钠10份，油酸钠，10份，十六酸10份，十二烷基硫酸钠4份，十六烷基三甲苯溴化铵8份。本实施例的浙青改性剂按照以下步骤制备:
(I)在干净的容器中加入IOOg水，加热到50°C左右；(2)在上述热水中按照上面的份量依次加入各组成物质；(3)保持温度50°C左右，用玻璃棒搅拌使其溶解，混合均匀；( 4 )室温冷却，制得改性剂。往SK90#基质浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂,拌合均匀后,参考我国《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)，浙青加入改性剂后，采用美国Brookfield-RVDV-1I +型布氏旋转粘度计测试浙青粘度,测试结果见表I,从表I的测试结果看到，加入重量份数4%的改性剂有效的降低了 SK90#基质浙青的粘度，加入改性剂后140 0C的粘度与未加改性剂时150°C的粘度接近。制备浙青混合料:原料:浙青:SK90#基质浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SK90#基质浙青重量)矿料级配:AC_13型油石比:4.4% (即SK90#基质浙青重量:矿料重量)制备浙青混合料的步骤如下:(1)SK90#基质浙青加热到140°C左右，矿料加热到140°C 150°C ；(2)取4%改性剂加入到步骤(I)的浙青中搅拌熔化；(3)在拌和锅中加入步骤(I)的矿料搅拌60s，搅拌完毕加入步骤(2)的浙青搅拌90s,最后加入填料搅拌60s制成浙青混合料。参考我国《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》(JTJ052-2000)，浙青加入改性剂后，采用YLDCZ-8S全自动车辙试验仪测试浙青混合料高温抗车辙性能，采用LETRY电液伺服疲劳机测试浙青混合料低温抗开裂性能，采用AMS-C型全自动马歇尔试验仪测试浙青混合料水稳定性能。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入4%的改性剂后，SK90#浙青混合料的高温抗车辙性能与未加改性剂时接近，满足工况需求，而低温最大弯拉应变能提高了 19%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 3.5%。实施例2:一种适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠12份，油酸钠12份，十六酸12份，十二烷基硫酸钠6份，十六烷基三甲苯溴化铵10份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往SK90#基质浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了 SK90#浙青的粘度，加入改性剂后140°C的粘度低于未加改性剂时150°C的粘度约20cp。制备浙青混合料:
原料:浙青:SK90#基质浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉
改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SK90#基质浙青重量)矿料级配:AC_13型油石比:4.4% (即SK90#基质浙青重量:矿料重量)本实施例的浙青混合料的制备方法与实施例1相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，SK90#浙青混合料的高温抗车辙性能与未加改性剂时接近，满足工况需求，而低温最大弯拉应变提高了 20.5%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 4.1%。实施例3:一种适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠15份，油酸钠15份，十六酸15份，十二烷基硫酸钠8份，十六烷基三甲苯溴化铵10份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往SK90#基质浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了 SK90#浙青的粘度，加入改性剂后140°C的粘度略高于未加改性剂时150°C的粘度约7.5cp。制备浙青混合 料:原料:浙青:SK90#基质浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SK90#基质浙青重量)矿料级配:AC_13型油石比:4.4% (即SK90#基质浙青重量:矿料重量)本实施例的浙青混合料的制备方法与实施例1相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，SK90#浙青混合料的高温抗车辙性能与未加改性剂时接近，满足工况需求，而低温最大弯拉应变提高了 16.6%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 5.3%。 实施例1、实施例2和实施例3中的改性剂的掺量为基质浙青重量的4% 5%，鉴于篇幅太长，不再一一给出具体的实施例，仅以改性剂的掺量为基质浙青重量的4%为例加以说明。实施例4:—种适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成冰100份，硬脂酸钠8份，油酸钠8份，十六酸10份，十二烷基硫酸钠4份，十六烷基三甲苯溴化铵4份，脂肪醇硫酸钠4份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往SBS改性浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了 SBS改性浙青的粘度。制备浙青混合料:
原料:浙青:SBS改性浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SBS改性浙青重量)矿料级配:AC-13型油石比:4.6%卿SBS改性浙青重量:矿料重量)制备浙青混合料的步骤如下:(I)SBS改性浙青加热到160°C左右，矿料加热到160°C 170°C ；(2)取4%的改性剂加入到步骤(I)的浙青中搅拌熔化；(3)在拌和锅中加入步骤(I)的矿料搅拌60s，搅拌完毕加入步骤(2)的浙青搅拌90s,最后加入填料搅拌60s制成SBS改性浙青混合料。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，SBS改性浙青混合料的高温抗车辙性能略低于加改性剂时接近，满足工况要求，而低温最大弯拉应变提高了 8.9%，`真空饱水马歇尔稳定度提高了 4.3%。实施例5:一种适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠10份，油酸钠10份，十六酸12份，十二烷基硫酸钠6份，十六烷基三甲苯溴化铵6份，脂肪醇硫酸钠6份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往SBS改性浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了 SBS改性浙青的粘度。制备浙青混合料:原料:浙青:SBS改性浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SBS改性浙青重量)矿料级配:AC_13型油石比:4.6%卿SBS改性浙青重量:矿料重量)本实施例制备浙青混合料的步骤与实施例4相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，SBS改性浙青混合料的高温抗车辙性能略低于加改性剂时接近，而低温最大弯拉应变提高了 9.9%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 5.1%。实施例6:一种适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠10份，油酸钠10份，十六酸15份，十二烷基硫酸钠8份，十六烷基三甲苯溴化铵8份，脂肪醇硫酸钠8份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。
往SBS改性浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了 SBS改性浙青的粘度。制备浙青混合料:原料:浙青:SBS改性浙青矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:SBS改性浙青重量)矿料级配:AC -13型油石比:4.6% (即SBS改性浙青重量:矿料重量)本实施例制备浙青混合料的步骤与实施例4相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，SBS改性浙青混合料的高温抗车辙性能略低于加改性剂时接近，而低温最大弯拉应变提高了 9.1%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 5.2%。实施例4、实施例5和实施例6中的改性剂的掺量为SBS改性浙青重量的3% 5%，鉴于篇幅太长，不再一一给出具体的实施例，仅以改性剂的掺量为SBS改性浙青重量的4%为例加以说明。实施例7:一种适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠15份，油酸钠15份，十六酸2份，十二烷基硫酸钠2份，十六烷基三甲苯溴化铵8份，脂肪醇硫酸钠2份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往橡胶浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了橡胶浙青的粘度。制备浙青混合料:原料:浙青:SK90#基质浙青橡胶粉:40目，惨量22% (即橡胶粉重量:SK90#浙青重量)矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:橡胶浙青重量)矿料级配:AR-SMA-13型油石比:7.2% (即橡胶浙青重量:矿料重量)制备浙青混合料的步骤如下:(1)SK90#基质浙青加热到180°C 200°C，矿料加热到160°C 170°C ；(2)称取22%的40目橡胶粉分批加入到步骤(I)的浙青中，保持温度180°C 200°C高速剪切I 1.5小时，制成橡胶浙青；(3)取4%改性剂加入到步骤(2)的橡胶浙青中搅拌熔化；(4)在拌锅中加入步骤(I)的矿料搅拌60s，搅拌完毕加入步骤(2)的橡胶浙青搅拌90s,最后加入填料搅拌60s制成橡胶浙青混合料。
本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，橡胶浙青混合料的高温抗车辙性能与水稳定性能与未加改性剂时接近，满足工况需求，而低温最大弯拉应变提高了 12.5%。实施例8:一种适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠16份，油酸钠16份，十六酸3份，十二烷基硫酸钠3份，十六烷基三甲苯溴化铵9份，脂肪醇硫酸钠3份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往橡胶浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了橡胶浙青的粘度。制备浙青混合料:原料:浙青:SK90#基质浙青橡胶粉:40目，惨量22% (即橡胶粉重量:SK90#浙青重量)矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:橡胶浙青重量)矿料级配:AR-SMA-13型油石比:7.2% (即橡胶浙青重量:矿料重量)本实施例制备浙青混合料的步骤与实施例7相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，加入改性剂后，橡胶浙青混合料的高温抗车辙性能与未加改性剂时接近，而低温最大弯拉应变提高了 15.2%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 0.7%。实施例9:一种适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠18份，油酸钠18份，十六酸4份，十二烷基硫酸钠4份，十六烷基三甲苯溴化铵10份，脂肪醇硫酸钠4份。本实施例的浙青改性剂的制备方法与实施例1相同。往橡胶浙青中加入重量份数为4%的上述浙青改性剂，测试粘度如表I所示，从表I的测试结果看到，加入4%的改性剂有效的降低了橡胶浙青的粘度。制备浙青混合料:原料:浙青:SK90#基质浙青橡胶粉:40目，惨量22% (即橡胶粉重量:SK90#浙青重量)矿料:玄武岩、石灰岩矿粉改性剂掺量:4% (即改性剂重量:橡胶浙青重量)矿料级配:AR-SMA-13型油石比:7.2% (即橡胶浙青重量:矿料重量)
本实施例制备浙青混合料的步骤与实施例7相同。本实施例的各项性能的测试方法均与实施例1相同。浙青混合料的使用性能测试结果如表2、表3和表4所示，从表中的检测结果得出，橡胶浙青混合料的高温抗车辙性能与未加改性剂时接近，满足工况需求，而低温最大弯拉应变提高了 8.6%，真空饱水马歇尔稳定度提高了 1.4%。实施例7、实施例8和实施例9中的改性剂的掺量为橡胶浙青重量的4% 5%，鉴于篇幅太长，不再一一给出具体的实施例，仅以改性剂的掺量为橡胶浙青重量的4%为例加以说明。上述实施例子证明本发明涉及的浙青改性剂可以降低浙青的高温粘度，从而达到降低施工温度，节能环保的目的。添加改性剂以后的浙青混合料的使用性能与传统的热拌浙青混合料接近，并且有些性能可以得到改善。表I添加改性剂和未添加改性剂的粘度测试结果
权利要求
1.一种节能环保浙青改性剂，其特征在于，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠8 18份，油酸钠8 18份，十六酸2 4份或10 15份，十二烷基硫酸钠2 8份，十六烷基三甲基溴化铵4 10份，脂肪醇硫酸钠O份或2 8份。
2.如权利要求1所述的节能环保浙青改性剂，其特征在于，适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠10 15份，油酸钠10 15份,十六酸10 15份,十二烧基硫酸钠4 8份,十六烧基三甲基溴化铵8 10份。
3.如权利要求1所述的节能环保浙青改性剂，其特征在于，适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠8 10份，油酸钠8 10份,十六酸10 15份,十二烧基硫酸钠4 8份,十六烧基三甲基溴化铵4 8份，脂肪醇硫酸钠4 8份。
4.如权利要求1所述的节能环保浙青改性剂，其特征在于，适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成:水100份，硬脂酸钠15 18份，油酸钠15 18份，十六酸2 4份,十二烧基硫酸钠2 4份,十六烧基三甲基溴化铵8 10份，脂肪醇硫酸钠2 4份，
5.如权利要求2所述的节能环保浙青改性剂,其特征在于,适用于基质浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为基质浙青重量的4% 5%。
6.如权利要求3所述的节能环保浙青改性剂,其特征在于,适用于SBS改性浙青的节能环保浙青改性剂的使用掺量为SBS改性浙青重量的3% 5%。
7.如权利要求4所述的节能环保浙青改性剂,其特征在于,适用于橡胶浙青的节能环保浙青改性剂的 使用掺量为橡胶浙青重量的4% 5%。
全文摘要
本发明属于沥青改性领域，提供了一种节能环保沥青改性剂，以重量份数计，由以下原料组成水100份，硬脂酸钠8～18份，油酸钠8～18份，十六酸2～4份或10～15份，十二烷基硫酸钠2～8份，十六烷基三甲基溴化铵4～10份，脂肪醇硫酸钠0份或2～8份。针对基质沥青、SBS改性沥青和橡胶沥青三种沥青都有具体优选的配方和使用掺量。该沥青改性剂可以提高沥青的流动性，在相同的流动性下可以降低沥青的施工温度，节约能源，施工过程中污染气体排放量少，环保性能好。还可以改善沥青混合料的使用性能，在高温抗车辙性能与未使用前基本相同，满足工况条件，低温抗开裂性能和水稳定性能有显著提高。
文档编号C08L95/00GK103205130SQ20131012837
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月12日 优先权日2013年4月12日
发明者张争奇, 陈飞, 陶晶, 栗培龙, 张苛, 罗要飞, 李志宏, 吴瑞环, 王佳蓉 申请人:长安大学