一種冷再生用瀝青乳化劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于瀝青路面冷再生技術領域，具體來說，涉及到一種冷再生用瀝青乳化 劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國公路建設發展迅速，按照瀝青的設計壽命15~20年測算，從現在起，每年約 有12%的瀝青路面需要翻修，可再生的瀝青混合料預計達到每年1900萬噸，并還將以每年 15%的速度增長。如果大量經翻挖、銑刨的瀝青混合料被廢棄，一方面污染環境，另一方面 浪費資源，而且大量使用新石料、開采礦石會破壞生態環境，這與我國發展綠色的可持續道 路是背道而馳的。冷再生技術不僅可以節約能源和資源，100 %利用舊瀝青混合料，而且可 以延長施工季節，改善施工人員的工作條件，減少環境污染。經過估算，與其他傳統的施工 方法相比，冷再生一般可以節省總投資40%~50%。
[0003] 乳化瀝青的性能是乳化瀝青冷再生技術的基礎，而乳化劑的性能則是乳化瀝青冷 再生混合料性能及工程應用效果的保證。目前市售冷再生用乳化劑多數為木質素胺類乳化 劑，例如專利CN 103073731 A公開了一種在木質素溶液中加入胺、醛制備冷再生瀝青乳化 劑的方法。該發明制備方法簡單，所得乳化劑配置的冷再生瀝青混合料路用性能可滿足公 路瀝青路面再生技術規范（JTG F41-2008)的要求。但冷再生乳化劑目前仍存在以下兩個問 題：（1)木質素胺類乳化劑的制備原料木質素主要由造紙黑液中粗提取而來，性能不穩定， 導致用它生產出來的乳化劑質量極其不穩定；（2)目前市售冷再生乳化劑制備的乳化瀝青 雖可滿足乳化瀝青性能指標，但與瀝青舊料，尤其是大塊舊料裹附性不好，黏附性不佳，導 致冷再生混合料耐久性差，這是當前實際工程中較突出的問題。

【發明內容】

[0004] 為解決上述技術問題，本發明提供了一種原料易得、效果良好的冷再生用瀝青乳 化劑及其制備方法。
[0005] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述制備方法的具體步驟 為：將妥爾油脂肪酸緩慢滴加到聚乙二醇及催化劑中，140-160°C下反應4_6h，得到聚乙二 醇妥爾油酸酯；降溫，加入環氧氯丙烷及胺，120-140°C反應3-6h，即得到冷再生用瀝青乳 化劑。
[0006] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述妥爾油脂肪酸分子量為 280-300 ;所述聚乙二醇分子量為600-1500。
[0007] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述聚乙二醇與妥爾油脂肪 酸的摩爾比為1:0. 8-1. 1。
[0008] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述催化劑為對甲苯磺酸、 二月桂酸二丁基錫、氧化亞錫中的一種或幾種。
[0009] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述催化劑用量為聚乙二醇 及妥爾油脂肪酸總質量的0.5% -3%。
[0010] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述聚乙二醇妥爾油酸酯分 子量為880-1800。
[0011] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述胺為三乙胺、三乙烯四 胺、四乙烯五胺中的一種或幾種。
[0012] 本發明所述的一種冷再生用瀝青乳化劑的制備方法，所述聚乙二醇妥爾油酸酯與 環氧氯丙烷、胺的摩爾比為1:0. 8-1. 1:0. 8-1. 1。
[0013] 本發明所的述冷再生用瀝青乳化劑及其制備方法具有以下特點：1)制備的乳化 劑是一種陽離子-非離子混合型表面活性劑，它既含有陽離子基團，又含有醚鍵等非離子 基團，使用時二者可產生協同效應，使臨界膠束濃度顯著降低，從而提高乳化劑的表面活 性，能有效防止瀝青沉降，提高瀝青乳液的儲存穩定性；2)使用妥兒油脂肪酸為原料，其經 造紙工業廢液多步精餾而得，簡單易得，性能相對穩定，替換原料木質素的同時，不僅保證 了制備出的乳化劑性能穩定、乳化瀝青混合料性能優異，還充分利用了妥爾油脂肪酸潤滑 性好的優點，增強了乳化瀝青與舊料的裹附性；3)陽離子乳化劑使用時，若復配非離子乳 化劑可降低成本，但影響快凝效果，在乳化劑分子鏈上直接引入非離子基團，降低成本的同 時保證了乳化瀝青的快凝效果；4)制備過程中未使用有機溶劑，減少了制備、使用過程的 污染排放，是一種環境友好型乳化劑。
[0014] 與現有技術相比，本發明所述的冷再生用瀝青乳化劑，其原材料性能穩定，簡單易 得，且制備工藝簡單，對設備要求低，適合大規模生產；由其制備的乳化瀝青不僅穩定性優 異，且與不同粒徑舊料裹附性均好，黏附性佳，冷再生瀝青混合料耐久性好，路用性能優異， 可滿足實際工程的要求。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合具體的實施例對本發明所述的冷再生用瀝青乳化劑及其制備方法做進 一步說明，但是本發明的保護范圍并不限于此。
[0016] 實施例1
[0017] 乳化劑的制備：（1)將0· 8mol妥爾油脂肪酸緩慢滴加到Imol PEG-600及占總質 量1%的二月桂酸二丁基錫中，140°C下反應6h，得到聚乙二醇妥爾油酸酯；（2)降溫，加入 0· 8mol環氧氯丙烷及Imol三乙胺，120°C反應6h，得到瀝青乳化劑。
[0018] 乳化瀝青的制備：先稱取20g上述乳化劑加入55°C溫水200g使其溶解，然后加水 至350g，滴加稀鹽酸至pH = 2左右，最后加水至400g，得到皂液；再取SK90#瀝青600g加 熱到140°C，將上述400g皂液加熱到60°C，將瀝青和皂液混合后通過膠體磨制備瀝青乳液， 得到均勻、細膩的陽離子乳化瀝青。
[0019] 瀝青混合料的配方：以骨料為基準，RAP(9. 5-26. 5)占50%，RAP(4. 75-9. 5)占 20 %，RAP (0-4. 75)占30 %，水泥占2 %，油石比4. 0 %的情況下，進行了冷再生混合料的性 能驗證。冷再生乳化瀝青及其混合料性能如表1、2所示。
[0020] 實施例2
[0021] 乳化劑的制備：（1)將Imol妥爾油脂肪酸緩慢滴加到Imol PEG-1000及占總質 量2%的二月桂酸二丁基錫中，160°C下反應4h，得到聚乙二醇妥爾油酸酯；（2)降溫，加入 I. Imol環氧氯丙烷及Imol四乙稀五胺，140°C反應3h，得到瀝青乳化劑。
[0022] 乳化瀝青的制備：先稱取20g上述乳化劑加入55°C溫水200g使其溶解，然后加水 至350g，滴加稀鹽酸至pH = 2左右，最后加水至400g，得到皂液；再取SK90#瀝青600g加 熱到140°C，將上述400g皂液加熱到60°C，將瀝青和皂液混合后通過膠體磨制備瀝青乳液， 得到均勻、細膩的陽離子乳化瀝青。
[0023] 瀝青混合料的配方：以骨料為基準，RAP(9. 5-26. 5)占50%，RAP(4. 75-9. 5)占 20 %，RAP (0-4. 75)占30 %，水泥占2 %，油石比4. 0 %的情況下，進行了冷再生混合料的性 能驗證。冷再生乳化瀝青及其混合料性能如表1、2所示。
[0024] 實施例3
[0025] 乳化劑的制備：（1)將I. Imol妥爾油脂肪酸緩慢滴加到Imol PEG-1500及占總質 量3%的對甲苯磺酸中，150°C下反應5h，得到聚乙二醇妥爾油酸酯；（2)降溫，加入Imol環 氧氯丙烷及I. Imol三乙烯四胺，120°C反應5h，得到瀝青乳化劑。
[0026] 乳化瀝青的制備：先稱取20g上述乳化劑加入55°C溫水200g使其溶解，然后加水 至350g，滴加稀鹽