一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土、其制备方法及其用途技术

本发明专利技术提供了一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其制备方法及其用途，所述改性乳化沥青混凝土包括矿料；与所述矿料混合搅拌在一起的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青；其中，所述矿料与所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青的重量份配比为100:5‑40。本发明专利技术通过向矿料中加入水溶性酚醛树脂改性乳化沥青搅拌均匀，养护即得。本发明专利技术制得的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土不仅具有传统冷拌沥青混凝土的优点，而且具有优良的力学性能和稳定性，路用性能优异，大大延长了路面使用寿命，养护时间短，1‑3天即可开放交通，可以用于沥青混凝土铺装材料、沥青路面修补材料、养护的稀浆封层、微表处和高速铁路沥青砂浆的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土、其制备方法及其用途
本专利技术属于道路工程领域，涉及一种乳化沥青混凝土及其制备方法，特别涉及一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土及其制备方法。
技术介绍
传统的冷拌沥青混合料能在一定程度上实现常温拌合施工，降低能源消耗，但是冷拌沥青混合料路用性能较差，无法满足现代路面对沥青材料的要求，只能应用于低质量的路面铺设或小范围的修补。酚醛树脂原料易得，具有力学强度高，性能稳定，耐高温性能优异，即使在非常高的温度下，也能保持其结构的整体性和尺寸的稳定性。与各种各样的有机和无机填料都能相容，具有很好的粘结作用。水溶性酚醛树脂更具有环保，成本低廉的优点，符合当今经济、环保发展要求，具有广阔的应用前景和良好的社会价值。目前水溶性酚醛树脂广泛应用于胶粘剂、涂料的制作，应用于道路方面的研究尚未见报道。水溶性酚醛树脂乳液作为一种沥青改性剂，具有优良的物化性能，可以提高沥青的耐酸、耐碱及有机溶剂对沥青的腐蚀，提高沥青的高温及低温性能，降低沥青对温度的敏感性，增加沥青的弹性，减轻沥青老化倾向，改善沥青与石料的粘附性，提高沥青的耐疲劳强，全面改善乳化沥青的路用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土、其制备方法及其用途，水溶性酚醛树脂与乳化沥青混合后相容性和稳定性较好，与集料混合后，提高了混合料的强度及抗水损坏性能。并且水溶性酚醛树脂的加入以后起到增强、抗渗和抗化学品作用，不产生龟裂。本专利技术提供一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，包括：矿料；与所述矿料混合搅拌在一起的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青；其中，所述矿料与所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青的重量份配比为100:5-40，优选为100:10-30，进一步优选为100:20。特别是，所述矿料为玄武岩或石灰岩或其他满足现行技术标准规范的石料。尤其是，所述矿料由粗集料和细集料和填料组成，所述粗集料、细集料和填料的重量比为30-70:30-70:5-10，优选为53:40:7；所述粗集料的公称粒径为δ＞4.75mm，所述细集料的公称粒径为：δ≤4.75mm，所述填料的公称粒径为δ≤0.075mm。其中，所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青按照如下步骤制备而成：A)制备皂液将阳离子乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成阳离子皂液；B)制备水溶性酚醛树脂改性液在搅拌状态下，将酚类化合物加入到阳离子皂液中，制成酚类化合物-阳离子皂液混合液；接着分2批次向酚类化合物-阳离子皂液混合液加入酸性催化剂和醛类化合物，进行2次缩聚反应，制得缩聚反应混合液；然后加入酸性pH调节剂，制成水溶性酚醛树脂改性液；C)制备改性乳化沥青将沥青加热后加入到步骤B制备的水溶性酚醛树脂改性液中，混合均匀，制成所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青。其中，步骤A中所述阳离子乳化剂为十二烷基氯化铵，十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基溴化吡啶中的一种或多种。特别是，所述阳离子乳化剂与水的重量份配比为2-8：100，优选为4-5：100，即所述皂液的质量百分百浓度为2-8％，优选为4-5％。尤其是，步骤A中所述搅拌速度为500-1000r/min，优选为1000r/min；搅拌温度为50-60℃。其中，步骤B中所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲酚、叔丁酚或间苯二酚的一种或者多种；所述醛类化合物为甲醛或糠醛；所述酸性催化剂选择盐酸或草酸；所述酸性pH调节剂为盐酸溶液或草酸溶液。特别是，所述酚类化合物与所述阳离子皂液的重量份配比为1：1.4-1.7；所述酚类化合物与所述醛类化合物的摩尔之比为1:07-1.02，优选为1:0.75-1.00，进一步优选为1：0.78-0.97，采用酸性pH调节剂调节所述缩聚反应混合液的pH至1.9-2.5。尤其是，所述醛类化合物选择甲醛水溶液，优选为质量百分百浓度为40％的甲醛水溶液；所述酸性催化剂选择浓度为12mol/L的盐酸溶液。其中，第一批次加入的酸性催化剂与所述酚类化合物的摩尔之比为0.05-0.1：1，优选为0.07：1；第一批次加入的醛类化合物与所述酚类化合物的摩尔之比为0.6-0.85：1，优选为0.62-0.81：1；第二批次加入的酸性催化剂与所述酚类化合物的摩尔之比为0.02-0.04：1，优选为0.03：1；第二批次加入的醛类化合物与所述酚类化合物的摩尔之比为0.15-0.17：1，优选为0.16：1。特别是，第一次缩聚反应的温度为60-70℃，优选为65℃；第一次缩聚反应时间为40-60min，优选为50min；第二次缩聚反应的温度为85-95℃，优选为90℃；第二次缩聚反应时间为10-40min，优选为30min。特别是，第二次加入酸性催化剂后，搅拌混合10-30min，优选为20min后，再加入第二批次的醛类化合物。尤其是，进行所述缩聚反应过程中，搅拌速率为700-1500r/min，优选为1000r/min。其中，步骤C中将沥青加热至100-150℃后，再加入所述水溶性酚醛树脂改性液。特别是，所述沥青加热至140-150℃后，再加入所述水溶性酚醛树脂改性液；所述沥青与水溶性酚醛树脂改性液的重量份配比为100:10-200，优选为100：50-70，进一步优选为100:60。特别是，在搅拌状态下将所述沥青与水溶性酚醛树脂改性液进行混合，搅拌速率为1000-3000r/min，优选为1000r/min；混合时间为2-5min，优选为3min。其中，所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青按照如下步骤制备而成：a)制备皂液将阴离子乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成阴离子皂液；b)制备水溶性酚醛树脂改性液在搅拌状态下，将酚类化合物加入到阴离子皂液中，制成酚类化合物-阴离子皂液混合液；接着分2批次向酚类化合物-阴离子皂液混合液加入碱性催化剂和醛类化合物，进行2次缩聚反应，制得缩聚反应混合液；然后加入碱性pH调节剂，制成水溶性酚醛树脂改性液；c)制备改性乳化沥青将沥青加热后加入到步骤b制备的水溶性酚醛树脂改性液中，混合均匀，制成所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青。其中，步骤a)中所述阴离子乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或多种。特别是，所述阴离子乳化剂与水的重量份配比为2-8：100，优选为4-5：100，即所述皂液的质量百分百浓度为2-8％，优选为4-5％；搅拌速度为500-1000rpm。尤其是，步骤a中所述搅拌速度为500-1000r/min，优选为1000r/min；搅拌温度为50-60℃。其中，步骤b)中所述酚类化合物为苯酚、甲酚、二甲酚、叔丁酚或间苯二酚的一种或者多种；所述醛类化合物为甲醛或糠醛；所述碱性催化剂选择氢氧化钠，氢氧化钾或氨水；所述碱性pH调节剂为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液；搅拌速度为500-1000rpm。特别是，所述酚类化合物与所述阴离子皂液的重量份配比为1：3-5；所述酚类化合物与所述醛类化合物的摩尔之比为1：2-4，优选为1:2.6-3.75，进一步优选为1:3.02-3.46；采用碱性pH调节剂调节所述缩聚反应混合液的pH至11-12。尤其是，所述醛类化合物选择甲醛水溶液，优选为质量百分百浓度为40％的甲醛水溶液。其中，第一批次加入的碱性催化剂与所述酚类化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其特征在于，包括：矿料；与所述矿料混合搅拌在一起的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青；其中：所述矿料与所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青的重量份配比为100:5‑40。

【技术特征摘要】
1.一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其特征在于，包括：矿料；与所述矿料混合搅拌在一起的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青；其中：所述矿料与所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青的重量份配比为100:5-40。2.如权利要求1所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其特征在于，所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青按照如下步骤制备而成：A)制备皂液将阳离子乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成阳离子皂液；B)制备水溶性酚醛树脂改性液在搅拌状态下，将酚类化合物加入到阳离子皂液中，制成酚类化合物-阳离子皂液混合液；接着分2批次向酚类化合物-阳离子皂液混合液加入酸性催化剂和醛类化合物，进行2次缩聚反应，制得缩聚反应混合液；然后加入酸性pH调节剂，制成水溶性酚醛树脂改性液；C)制备改性乳化沥青将沥青加热后加入到步骤B)制备的水溶性酚醛树脂改性液中，混合均匀，制成所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青。3.如权利要求1所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其特征在于，所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青按照如下步骤制备而成：a)制备皂液将阴离子乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成阴离子皂液；b)制备水溶性酚醛树脂改性液在搅拌状态下，将酚类化合物加入到阴离子皂液中，制成酚类化合物-阴离子皂液混合液；接着分2批次向酚类化合物-阴离子皂液混合液加入碱性催化剂和醛类化合物，进行2次缩聚反应，制得缩聚反应混合液；然后加入碱性pH调节剂，制成水溶性酚醛树脂改性液；c)制备改性乳化沥青将沥青加热后加入到步骤b制备的水溶性酚醛树脂改性液中，混合均匀，制成所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青。4.如权利要求1所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土，其特征在于，所述水溶性酚醛树脂改性乳化沥青按照如下步骤制备而成：1)制备皂液将乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成皂液；2)制备乳化沥青将沥青加热后加入到步骤1)制备的皂液中，混合、乳化均匀，制成乳化沥青；3)制备改性乳化沥青在搅拌状态下，将乳化沥青与水溶性酚醛树脂溶液混合，搅拌均匀，制成所述的水溶性酚醛树脂改性乳化沥青。5.一种水溶性酚醛树脂改性乳化沥青混凝土的制备方法，其特征在于，包括如下顺序进行的步骤：A)、制备皂液将阳离子乳化剂与水混合、搅拌均匀，制成阳离子皂液；B)、制备水溶性酚醛树脂改性液在搅拌状态下，将酚类化合物加入到阳离子皂液中，制成酚类化合物-阳离子皂液混合液；接着分2批次向酚类化合物-阳离子皂液混合液加入酸性催化剂和醛类化合物，进行2次缩聚反应，制得缩聚反应混合液；然后加入酸性pH调节剂，制成水溶性酚醛树脂改性液；C)、制备改性乳化...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹东伟，张艳君，张海燕，贾晓鹏，夏磊，
申请(专利权)人：中路高科北京公路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11