一种低碳温拌沥青改性剂及其应用方法技术

本发明专利技术涉及一种低碳温拌沥青改性剂及其应用方法，它是N-乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯-马来酸酐共聚物的酰化物，其制备包括以下步骤：按重量份计，将111～200份N-乙烯基吡咯烷酮、208～416份苯乙烯和196～392马来酸酐单体溶于有机溶剂，然后加入到反应容器中，在搅拌状态下，通氮除氧，后升温至60～65℃；同时滴加引发剂质量分数为5～15wt％的甲苯溶液和链转移剂质量分数1～5wt％的甲苯溶液，2h内滴完，保温2～4h；继续升温至80～110℃，加入烷基伯胺258～1078份，催化剂3～10份，反应6～8小时，停止反应，冷却室温，后处理得目标产物。将其按照沥青质量的0.3～0.6wt％的掺量加入到沥青中，搅拌均匀制备成为温拌沥青，应用温拌沥青制备成的沥青混合料，出料温度与摊铺成型温度可降低40-65℃，但其路用性能优于热拌沥青混合料的性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及，它是N-乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯-马来酸酐共聚物的酰化物，其制备包括以下步骤：按重量份计，将111～200份N-乙烯基吡咯烷酮、208～416份苯乙烯和196～392马来酸酐单体溶于有机溶剂，然后加入到反应容器中，在搅拌状态下，通氮除氧，后升温至60～65℃；同时滴加引发剂质量分数为5～15wt％的甲苯溶液和链转移剂质量分数1～5wt％的甲苯溶液，2h内滴完，保温2～4h；继续升温至80～110℃，加入烷基伯胺258～1078份，催化剂3～10份，反应6～8小时，停止反应，冷却室温，后处理得目标产物。将其按照沥青质量的0.3～0.6wt％的掺量加入到沥青中，搅拌均匀制备成为温拌沥青，应用温拌沥青制备成的沥青混合料，出料温度与摊铺成型温度可降低40-65℃，但其路用性能优于热拌沥青混合料的性能。【专利说明】
本专利技术属于公路建设材料领域，尤其涉及一种用于浙青路面施工的低碳温拌浙青 改性剂及其应用方法。 技术背景 浙青路面具有性能优良、行车舒适、易于维护等优点，在我国公路、市政道路中广 泛采用。热拌浙青混合料是最常用的浙青路面铺筑材料，其综合路用性能优良，但拌和温度 高达170?180°C，存在能耗高、浙青易老化、环境污染严重、施工季节短等缺点，不符合我 国"资源节约型、环境友好型"的发展理念。冷拌浙青混合料可在常温施工，无有害气体排 放，但其路用性能远远不及热拌浙青混合料，铺筑的浙青路面具有耐久性差、使用寿命短， 难以满足浙青路面使用要求。因此，开发合理技术既能降低浙青路面施工温度，又能保证浙 青混合料路用性能，对保证浙青路面施工质量和节能环保具有重要意义。 随着我国基础交通设施的大规模的建设，环境污染越来越严重，各地的雾霾天气 频发，严重影响了人们的正常生活。环境污染治理已到了刻不容缓的地步，从事公路建设的 相关人员也立志把我国的公路建设成绿色低碳循环公路。2011年交通运输部印发了《建设 低碳交通运输体系指导意见》，将温拌浙青列为重要低碳技术。 专利CN988103362公开了一种添加费-托合成蜡（FT蜡）的施工路面用的浙青或 柏油、路面和生产浙青或柏油的方法。FT蜡的加入可有效降低浙青的粘度从而降低混合料 的拌和温度，并因此降低了有害物质的排放。但由于FT蜡属于石蜡的范畴，单独加入浙青 中虽然有降低浙青高温粘度的效果，但必然会增加浙青中的蜡含量。而且浙青中含蜡量高 会导致浙青温度敏感性强，高温下容易永久变形，低温下容易脆裂，导致浙青混合料热稳定 性和低温抗裂性不好，以致浙青混凝土路面面层出现车辙和开裂而加速损坏。 专利CN101899218A提出了一种以烷基胺类阳离子表面活性剂、酰胺类阳离子表 面活性剂、季铵盐类阳离子表面活性剂、氯化钙及水为原料的水剂型温拌剂，直接在浙青混 合料拌和过程中加入该种温拌剂。这种直接喷进拌和楼的温拌剂存在一些不足：一、水剂 喷进拌和锅时会受热骤然气化，水蒸气会带走部分矿粉，使级配发生变化，导致混合料的性 能会有所变化，水蒸气携带矿粉粘结在进料处，堵塞进料处导致集料计量不准确，要经常清 理，影响拌和楼生产效率；二、水及水蒸气影响浙青与石料的粘附性能，使浙青混合料的水 稳定性受到损伤。 专利CN101861360A公开了一种用于道路表面的路面的温拌浙青配制剂的添加剂 包，所述添加剂包包含表面活性剂组分和浙青流变改进组分，其中所述浙青流变改进组分 包含蜡组分和树脂组分中的至少一种。该种温拌添加剂包不故意将水引入混合料中，且对 浙青的低温性能不具有任何不利影响。但是该温拌添加包显著增加温拌浙青混合料的生产 成本，不利于温拌技术的大规模的使用推广。 温拌技术在节能减排方面优势明显。目前，我国每年浙青使用量约为1800万吨， 如果60%采用温拌技术代替热拌技术，则可节省约54万吨标准煤，可以减少二氧化碳排放 量约162万吨，数量相当可观。因此，温拌技术是一种节能环保的新技术，是建设绿色低碳 循环公路的必然选择。
技术实现思路
针对现有技术的不足的问题，本专利技术公开了一种低碳温拌浙青改性剂--N-乙烯 基吡咯烷酮-苯乙烯-马来酸酐共聚物与脂肪胺的酰化物及应用方法。将该低碳温拌浙青 改性剂按照0. 3?0. 6wt%的掺量加入到浙青中制备出温拌浙青。其在不改变浙青关键技 术指标和流变性能条件下，可降低浙青与集料之间的界面张力，使浙青混合料在较低的温 度下更容易拌和和碾压，从而使得浙青混合料出料温度与摊铺成型温度降低40-65°C。 提供一种低碳温拌浙青改性剂，它是N-乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯-马来酸酐共聚 物的酰化物，其制备方法包括以下步骤： 按重量份计，将111?200份N-乙烯基吡咯烷酮、208?416份苯乙烯和196? 392马来酸酐单体溶于有机溶剂，然后加入到反应容器中，在搅拌状态下，通氮除氧，后升温 至60?65 °C;同时滴加引发剂质量分数为5?15wt %的甲苯溶液和链转移剂质量分数1? 5wt%的甲苯溶液，2h内滴完，保温2?4h ;继续升温至80?110°C，加入烷基伯胺258? 1078份，催化剂3?10份，反应6?8小时，停止反应，冷却室温，后处理得目标产物。 按上述方案，所述的N-乙烯基吡咯烷酮（NVP)，纯度为98wt %，使用前加入8-羟 基喹啉减压蒸馏纯化；苯乙烯（St)，纯度为99wt %，使用前减压蒸馏纯化；马来酸酐（MA)， 纯度为99. 5wt %，使用前用氯仿重结晶。 按上述方案，所述的有机溶剂的用量为150-280份，可为苯、甲苯和二甲苯等。 按上述方案，所述的引发剂可为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲 酯和偶氮异丁氰基甲酰胺等，用量为2. 5-7. 5份。 按上述方案，所述的链转移剂可为巯基乙酸、脂肪族硫醇等，优选十二烷基硫醇， 用量为0.5-2. 5份。 按上述方案，所述的烷基伯胺为C8?C18的饱和长链或支链的取代的烷基伯胺，优 选辛胺、葵胺、月桂胺、十四烷基伯胺。 按上述方案，所述的催化剂为4-二甲氨基吡啶或1-羟基苯并三唑。 按上述方案，所述的后处理为：加入氯仿于反应产物中沉淀，过滤分离得到固体产 物，然后用乙醚洗涤多次，离心即得目标产物"GHWM-H9"。 低碳温拌浙青改性剂的应用方法：将浙青加热到150?170°C，按照浙青质量的 0. 3?0. 6wt%的掺量，加入低碳温拌浙青改性剂，控制温度在150?170°C条件下，高速剪 切机以2000?2600rpm的转速剪切10?15min，即得温拌浙青。 按上述方案，所述的温拌浙青作胶结料制备浙青混合料，出料温度和摊铺成型温 度均能下降40?65 °C。 本专利技术的有益效果： 本专利技术的低碳温拌浙青改性剂"GHWM-H9"添加到浙青中制备出的温拌浙青，与未 添加低碳温拌浙青改性剂的浙青相比，基本不改变浙青关键技术指标和流变性能。 将本专利技术低碳温拌浙青改性剂产品"GHWM-H9"添加到浙青中制备出的温拌浙青用 于浙青混合料，相比于热拌浙青混合料，应用本专利技术产品的温拌浙青混合料的拌和温度和 成型温度均可下降40?65°C，但其各项性能指标都可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳温拌沥青改性剂，其特征在于：它是N‑乙烯基吡咯烷酮‑苯乙烯‑马来酸酐共聚物的酰化物，其制备方法包括以下步骤：按重量份计，将111～200份N‑乙烯基吡咯烷酮、208～416份苯乙烯和196～392马来酸酐单体溶于有机溶剂，然后加入到反应容器中，在搅拌状态下，通氮除氧，后升温至60～65℃；同时滴加引发剂质量分数为5～15wt％的甲苯溶液和链转移剂质量分数1～5wt％的甲苯溶液，2h内滴完，保温2～4h；继续升温至80～110℃，加入烷基伯胺258～1078份，催化剂3～10份，反应6～8小时，停止反应，冷却室温，后处理得目标产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵帆，王友奎，段冲，刘松，熊巍，雷宗建，杨灿，
申请(专利权)人：华烁科技股份有限公司，湖北省高速公路实业开发有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42