一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂及其制备方法。其按质量份计算，包括100份的乳化沥青和10～20份的水性环氧复合物；所述水性环氧复合物包括A组分和B组分；所述A组分另按质量份计，包括100份的水性环氧乳液、10～25份的封端型水性聚氨酯、0.5～2份的缔合型增稠剂、0.5～2份的偶联剂；所述B组分另按质量份计，包括100份的胺类水性环氧固化剂与10～20份的促进剂。与现有技术相比，本发明专利技术所述含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂呈均相体系，在提高了强度的同时，具有良好的低温柔韧性和高温稳定性，水稳定性优良，耐磨性好，早期强度高，混合料的各项路用性能优异，可直接应用于路面上面层。

【技术实现步骤摘要】
一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂及其制备方法
本专利技术属于沥青冷再生剂
，具体来说，涉及到一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国公路建设的飞速发展，每年需要翻修的沥青路面随之增长迅速。如果大量经翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，会污染环境、浪费资源，而且开采新石料会破坏生态环境。冷再生技术不仅可以节约能源和资源，100％利用旧沥青混合料，而且可以延长施工季节，改善施工人员的工作条件，减少环境污染。但目前冷再生混合料质量不能达到作为路面面层沥青的质量标准，只能用于基层，如果可以扩展其应用范围，不止局限于基层，那么带来的经济效益无疑是十分巨大的。因此，若能开发一种冷再生剂及再生混合料可满足路面上面层要求，将具有重要意义。国内常用再生剂为油溶性和水溶性两种。油溶性再生剂多用于热再生，其主要成分一般为轻质油分、焦油提取物或石油树脂提取物，用于冷再生时对旧沥青溶解、分散、渗透作用有限，且含有较高的芳香分，易挥发，对环境污染大。而水溶性再生剂不使用有机溶剂，环保无毒，更符合环境友好型材料的要求，因此水溶性再生剂是未来的发展趋势。目前水溶性再生剂多为乳化沥青中加入胶乳(SBS胶乳、SBR胶乳、环氧乳液、丙烯酸乳液等)组成改性乳化沥青，但其中沥青和胶乳只是简单的混合，胶乳在连续相的乳化沥青中属浮游状态，储存中会产生不同程度的离析，很难达到均相体系，改性乳化沥青效果不佳。中国专利CN102617968A公布了一种丙烯酸树脂乳化沥青类环保冷再生剂的制备方法，其采用丙烯酸先改性沥青后乳化的方法，使共聚单体在沥青中聚合反应，与沥青形成均相体系，但采用此法对乳化设备要求较高；乳化后的成品温度高，易破乳，沥青颗粒粒度较大，储存稳定性差；且使用丙烯酸改性，制备出的混合料高温稳定性不佳，无法应用于路面上面层。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种呈均相体系且稳定性好的含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂及其制备方法。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述乳化沥青冷再生剂按质量份计算，包括100份的乳化沥青和10～20份的水性环氧复合物；所述水性环氧复合物包括质量比100:(10～20)的A组分和B组分；所述A组分另按质量份计，包括100份的水性环氧乳液、10～25份的封端型水性聚氨酯、0.5～2份的缔合型增稠剂、0.5～2份的偶联剂；所述B组分另按质量份计，包括100份的胺类水性环氧固化剂与10～20份的促进剂。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述乳化沥青为阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述水性环氧乳液为GEM02或GEM03；所述缔合型增稠剂为RM2020或RM-8W。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述胺类水性环氧固化剂为GCA01或GCA02；所述促进剂为DMP-30或EMI-2,4。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述封端型水性聚氨酯通过以下步骤制得：第一步，制备聚酯多元醇；取摩尔比为1:(2～2.2):(2～3)的二元羧酸、聚乙二醇及二异氰酸酯；将聚乙二醇抽真空除水后加入二元羧酸及占总质量的1％的对甲苯磺酸，80～90℃下反应3～4h，得到端羟基聚酯多元醇；第二步，制备端异氰酸酯基预聚体；在N2保护下，将上述聚酯多元醇与二异氰酸酯在占总质量的1％的有机锡催化剂存在下，70～80℃反应2～3h；第三步，封端型水性聚氨酯的制备；N2保护下，将上述端异氰酸酯基预聚体中加入封端剂甲乙酮肟，在70～80℃下反应1～2h，得到封端型水性聚氨酯。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，所述聚乙二醇为PEG-1000、PEG-1500、PEG-2000中的一种；所述二元羧酸为己二酸、丁二酸、邻苯二甲酸酐中的一种；所述二异氰酸酯为TDI、MDI、液化MDI中的一种；所述有机锡催化剂为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡中的一种。本专利技术所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂的制备方法，所述制备方法具体为：1)水性环氧复合物的制备：利用剪切混合设备将水性环氧乳液，封端型水性聚氨酯，缔合型增稠剂，偶联剂按配比混合，以1000～1200转/分钟的速度剪切10～20min，得到A组分；将胺类水性环氧固化剂与促进剂在500～600转/分钟搅拌作用下混合均匀，得到B组分；使用时将A组分与B组分按质量比混合均匀；2)乳化沥青冷再生剂的制备：在容器中，边搅拌乳化沥青边缓慢加入水性环氧复合物，以100～200转/分钟的速度持续搅拌至混合液均匀，得到含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂。一种包括本专利技术所述冷再生剂的混合料，所述混合料按质量份计，包括100份的沥青旧料、10～20份的含水性环氧复合物的乳化沥青再生剂、4～8份的水泥。一种包括本专利技术所述冷再生剂的混合料，所述沥青旧料为粗粒式、中粒式或细粒式中的一种；所述水泥为强度等级32.5R的普通硅酸盐水泥。一种包括本专利技术所述冷再生剂的混合料的制备方法，所述制备方法具体为：向沥青旧料中加水搅拌30～60s，添加含水性环氧复合物的乳化沥青再生剂后再搅拌60～90s，最后加入水泥搅拌30～60s，得到混合料。与现有技术相比，本专利技术所述的含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂具有以下有益效果：1)本专利技术中水性环氧复合物虽采用机械共混法制备而成，但在胺类固化剂及促进剂的作用下，封端型水性聚氨酯室温下会逐步解封，活泼的异氰酸酯基会与环氧树脂中的羟基等基团发生交联反应，形成环氧/聚氨酯网状结构，该复合物的综合性能与化学共聚法合成的相当，且工艺简单，产率高，适合大规模工业化使用；2)本专利技术通过在复合物中引入封端型水性聚氨酯，不仅增加了体系的韧性，避免了单一使用水性环氧树脂而易脆裂的现象，而且其耐磨性也显著提高，混合料湿轮磨耗值(1h)均小于400g/m2(远低于标准的540g/m2)；更重要的是，封端型水性聚氨酯本身也是一种交联剂，在胺类固化剂及促进剂的作用下，封端型水性聚氨酯可在室温下逐步解封，进而与环氧树脂进一步交联，可在短期内形成较大强度，有利于快速开放交通；3)本专利技术冷再生剂中缔合型增稠剂上的疏水端与水性环氧树脂、封端型水性聚氨酯、乳化剂中的疏水结构产生缔合，形成立体网状结构，使冷再生剂呈均相体系、稳定性好，且该制备方法对设备要求低，能避免现有技术中的不足；4)本专利技术所使用的水性树脂及助剂均为非离子型，对不同PH溶液的适用性好，而且添加后不会对阳离子乳化沥青的稳定性产生影响。偶联剂的使用则能进一步增强有机树脂与石料、沥青的相互作用，增强使用效果；5)本专利技术中混合料的胶结料为固化的环氧/聚氨酯、沥青、水泥水化物形成的互穿网络结构，各组分间可形成协同作用，实现性能互补，不仅保证了混合料的强度，其高温稳定性、低温柔韧性、水稳定性等路用性能也更加优异；6)本专利技术制备出的混合料，兼顾了强度和韧性，整体路用性能优异；在达到路面上面层要求的同时，并未使用任何有机溶剂，且工艺简单，施工环境好，这在国内鲜有报道；该方法还避免了废旧沥青混合料的废弃，减少了施工费用，带来的经济、社会效益十分显著。附图说明图1：本专利技术所述含水性环氧复合物的乳化本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述乳化沥青冷再生剂按质量份计算，包括100份的乳化沥青和10～20份的水性环氧复合物；所述水性环氧复合物为质量比100:(10～20)的A组分和B组分组成；所述A组分另按质量份计，包括100份的水性环氧乳液、10～25份的封端型水性聚氨酯、0.5～2份的缔合型增稠剂、0.5～2份的偶联剂；所述B组分另按质量份计，包括100份的胺类水性环氧固化剂与10～20份的促进剂。

【技术特征摘要】
1.一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述乳化沥青冷再生剂按质量份计算，包括100份的乳化沥青和10～20份的水性环氧复合物；所述水性环氧复合物为质量比100:(10～20)的A组分和B组分组成；所述A组分另按质量份计，包括100份的水性环氧乳液、10～25份的封端型水性聚氨酯、0.5～2份的缔合型增稠剂、0.5～2份的偶联剂；所述B组分另按质量份计，包括100份的胺类水性环氧固化剂与10～20份的促进剂。2.根据权利要求1所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述乳化沥青为阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青。3.根据权利要求1所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述水性环氧乳液为GEM02或GEM03；所述缔合型增稠剂为RM2020或RM-8W。4.根据权利要求1所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述胺类水性环氧固化剂为GCA01或GCA02；所述促进剂为DMP-30或EMI-2,4。5.根据权利要求1所述的一种含水性环氧复合物的乳化沥青冷再生剂，其特征在于，所述封端型水性聚氨酯通过以下步骤制得：第一步，制备聚酯多元醇；取摩尔比为1:(2～2.2):(2～3)的二元羧酸、聚乙二醇及二异氰酸酯；将聚乙二醇抽真空除水后加入二元羧酸及占总质量的1％的对甲苯磺酸，80～90℃下反应3～4h，得到端羟基聚酯多元醇；第二步，制备端异氰酸酯基预聚体；在N2保护下，将上述端羟基聚酯多元醇与二异氰酸酯在占总质量的1％的有机锡催化剂存在下，70～80℃反应2～3h；第三步，封端型水性聚氨酯的制备；N2保护下，将上述端异氰酸酯基预聚体中加入封端剂甲乙酮肟...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴强，杜素军，庞瑾瑜，畅润田，薛君，郭赢赢，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科公路勘察设计院，
类型：发明
国别省市：山西;14