阅读说明：本技术 一种温拌改性剂及其制备方法 (Warm-mixing modifier and preparation method thereof ) 是由 戴锋 于 2019-11-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种温拌改性剂及其制备方法,其技术要点为：原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺25-56份,硬脂酸正丁酯18-35份,乙基纤维素16-36份,芳烃油相容剂15-35份,增韧剂12-30份；制备过程为：将N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体、硬脂酸正丁酯液体和乙基纤维素液体以及芳烃油相容剂以及增韧剂,混合得到液态混合物；再将液态混合物冷却至粘稠状后造粒,在常温下晾干,然后进行粉碎,过15-20目筛,取筛下物,得到温拌改性剂。本发明的温拌改性剂可以有效降低沥青混合料拌和温度,从而改善生产沥青混合料时的能源消耗和烟尘等废弃物排放的增多的问题,而且在环境温度较低的冬季施工可以顺利施工,不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等。(The invention discloses a warm mixing modifier and a preparation method thereof, and the technical key points are as follows: the raw materials comprise the following components in parts by weight: 25-56 parts of N, N, ethylene bis stearamide, 18-35 parts of N-butyl stearate, 16-36 parts of ethyl cellulose, 15-35 parts of aromatic oil compatilizer and 12-30 parts of toughening agent; the preparation process comprises the following steps: mixing N, N, ethylene bis stearamide liquid, N-butyl stearate liquid, ethyl cellulose liquid, an aromatic oil compatilizer and a flexibilizer to obtain a liquid mixture; and cooling the liquid mixture to be viscous, granulating, drying at normal temperature, crushing, sieving by a 15-20-mesh sieve, and taking undersize products to obtain the warm-mix modifier. The warm mixing modifier can effectively reduce the mixing temperature of the asphalt mixture, thereby improving the problems of energy consumption, smoke dust and other waste emission increase during the production of the asphalt mixture, and can be smoothly constructed in winter with lower environmental temperature without excessively influencing the toughness, caking property and the like of the asphalt mixture.)

一种温拌改性剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路养护领域，更具体地说，它涉及一种温拌改性剂及其制备方法。

背景技术

在道路使用的过程中，会不可避免地由于外界因素和道路材料自身因素而发生破损，而为了道路的使用安全性，需要及时对道路的破损部位进行养护维修。现多通过沥青混合料对道路进行重新布设，但是由于沥青混合料的拌和及压实温度较高，从而导致了生产沥青混合料时的能源消耗和烟尘等废弃物排放的增多，而且在环境温度较低的冬季施工受阻。

为了解决上述问题，温拌沥青改性技术随之而生，其使用特定技术方案或添加剂，使拌和及施工温度(110℃-130℃)介于热拌沥青混合料(150℃-180℃)和冷拌(常温)沥青混合料之间，且性能达到或接近热拌沥青，而且环境友好、节约资源。

现有的温拌技术途径均是通过降低沥青高温粘度的方式达到温拌的效果，其中有机降粘剂法是最为常用的一种方法，其具有温拌降温效果可靠、性价比合适等特点，通过有机降粘剂的加入，可以大大降低沥青的高温粘度。但是另一方面此类有机添加剂的加入也带来了一些技术负面影响：1、大多数有机降粘剂降低了沥青的低温延度，使沥青变脆，对沥青混合料的低温性能有所损伤；2、大多数单纯有机降粘剂中的蜡成份、润滑基团(如酰胺类物质)带来的界面润滑效果使沥青与石料的界面粘结力降低、粘附性减弱，带来了路面抗水损害性能降低、石料脱落等不利影响。

现有申请公布号为CN102061098A的中国专利，公开了一种沥青混合料温拌改性剂及其制备方法，其中所述的温拌改性剂含有一定比例的费-托石蜡(FT蜡)和改善低温柔韧性的有机化合物及其合成树脂；此专利不仅可有效降低沥青混合料的拌和温度，而且通过与其他特殊有机化合物及合成树脂的复合，可以对沥青进行改性，提高沥青的软化点和低温韧性及沥青材料的强度。

因此，本发明的目的也在于提供一种用于沥青的温改性剂，对现有有机降粘剂法温拌改性技术的问题现状进行改善，使得在降低沥青混合料拌和温度的同时，不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种温拌改性剂及其制备方法，可以有效降低沥青混合料拌和温度，而且不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等，同时其制备方法简便。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺25-56份，硬脂酸正丁酯18-35份，乙基纤维素16-36份，芳烃油相容剂15-35份，增韧剂12-30份。

通过采取上述技术方案，N,N,_亚乙基双硬脂酰胺是白色或乳白色粉末或粒状物，具有优异的润滑效果，可以作为利沥青混合料中优异的抗黏连机和润滑剂，从而降低有效降低沥青混合料拌和温度，除此之外，N,N,_亚乙基双硬脂酰胺还具有一定的抗静电作用，减少沥青混合料的静电危害；硬脂酸正丁酯则同样作为一种润滑剂，其具有很好的内部润滑和热稳定性，和N,N,_亚乙基双硬脂酰胺一起完成对沥青混合料的拌和温度降低任务，同时，硬脂酸正丁酯也凭借其自身的防水性提高沥青混合料的防水性。

此外，为了避免N,N,_亚乙基双硬脂酰胺和硬脂酸正丁酯的加入导致沥青混合料的粘结能力过多减低，本发明中加入了乙基纤维素，其在高温的时候具有很好的流动性而不会影响到沥青混合料的搅拌，而温度降低的时候，其逐渐固化，而且粘度增加，可以有效维持沥青混合料的粘结强度，与此同时，硬脂酸正丁酯可以对乙基纤维素起到增塑的作用，使得硬脂酸正丁酯和乙基纤维素起到自身基本的作用之外，可以发生复配，提高沥青混合料的塑性加工性能和柔韧性。

芳烃油相容剂则是作为主要的溶剂，使得硬脂酸正丁酯、乙基纤维素和N,N,_亚乙基双硬脂酰胺可以充分地融合在一起，帮助硬脂酸正丁酯、乙基纤维素和N,N,_亚乙基双硬脂酰胺在沥青混合料中的混合和分散，与此同时，芳烃油相容剂中的芳烃油除了具有一定的相容性之外，还可以增强沥青混合料的抗风化、氧化、磨擦、衰老程度。

同时，本发明中还加入了增韧剂，可以有效减低沥青混合料的脆性并提高沥青混合料的抗冲击性能，从而本发明可以有效降低沥青混合料拌和温度，而且不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等、

本发明的进一步设置为，所述增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂20-35份，液体聚硫橡胶5-12份，纳米碳酸钙18-30份。

通过采取上述技术方案，环氧树脂本身作为一种分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，不仅硬度高，柔韧性好，而且具有一定的粘结强度，提高沥青混合料韧性的同时，也提高了沥青混合料的粘结强度；液体聚硫橡胶而是进一步对环氧树脂进行增韧，防止环氧树脂变脆，以进一步提高环氧树脂的抗冲击性能，从而进一步提高沥青混合料的抗冲击性能。纳米碳酸钙则是用作填料，可以对沥青混合料进行增韧补强，提高沥青混合料的弯曲强度和弯曲弹性模量。

本发明的进一步设置为，所述乙基纤维素的乙氧基按重量份含量为46-48％。

通过采取上述技术方案，乙基纤维素的性质随乙氧基含量而改变，当乙基纤维素的乙氧基的含量为46-48％，其具有很好的柔韧性和挠曲性，在提高沥青混合料的粘结强度的同时，可以进一步提高沥青混合料的韧性。

本发明的进一步设置为，所述环氧树脂为酚醛环氧树脂和脂环族环氧树脂中一种或两种。

通过采取上述技术方案，酚醛环氧树脂由于其环氧基含量高，不仅固化后产物交联密度高，具有良好的物理机械性，可以有效提高沥青混合料的力学性能，而且酚醛环氧树脂黏度较大，可以进一步提高沥青混合料的粘结强度；脂肪族环氧树脂则是由于脂环族环氧树脂的环氧基直接连接在脂环上，能形成紧密的刚性分子结构，固化后交联密度同样较大，而且脂环族环氧树脂还具有很好的耐候性，可以进一步提高沥青混合料的使用寿命。

本发明的进一步设置为，所述芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：苯、甲苯和二甲苯中的一种或多种共10-25份，马来酸酐接枝聚乙烯12-35份。

通过采取上述技术方案，苯、甲苯和二甲苯均是芳烃油，对硬脂酸正丁酯、乙基纤维素和N,N,_亚乙基双硬脂酰胺具有很好的相容性能；而马来酸酐接枝聚乙烯，通过引入极性分子马来酸酐，可以有效提高各组分的相容性，而且，马来酸酐接枝聚乙烯的加入同样引入了聚乙烯分子，聚乙烯具有很好的低温韧性和抗冲击能力，可以进一步提高沥青混合料的路用性能。

本发明的进一步设置为，一种温拌改性剂原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺42份，硬脂酸正丁酯25份，乙基纤维素28份，芳烃油相容剂30份，增韧剂23份。

通过采取上述技术方案，对N,N,_亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酸正丁酯、乙基纤维素、芳烃油相容剂和增韧剂的含量配比进行优化，使得温拌改性剂可以更为有效地改性沥青混合料的性能。

本发明的另一目的在于提供一种温拌改性剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1:将N,N,_亚乙基双硬脂酰胺在145±5℃的温度下加热10min，得到N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体；

S2:将硬脂酸正丁酯在155±5℃的温度下加热10min，得到硬脂酸正丁酯液体；

S3:将乙基纤维素在165±5℃的温度下加热10min，得到乙基纤维素液体；

S4:将N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体、硬脂酸正丁酯液体和乙基纤维素液体以及芳烃油相容剂在160±5℃的温度下混合15min，然后加入增韧剂继续搅拌10min，得到液态混合物；

S5:将液态混合物冷却至粘稠状后造粒，在常温下晾干，然后进行粉碎，过15-20目筛，取筛下物，得到温拌改性剂。

通过采取上述技术方案，对N,N,_亚乙基双硬脂酰胺、硬脂酸正丁酯和乙基纤维素进行预先融化，在使得N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体、硬脂酸正丁酯液体和乙基纤维素液体与芳香烃相容剂融合，再加入增韧剂，可以使温拌改性剂的各组分混合的更为均匀，性质均一，对沥青混合料起到更好的改性作用。

本发明的进一步设置为，所述S1步骤中在10min中逐步加温至145±5℃，所述S2步骤中在10min中逐步加温至155±5℃，所述S3步骤中在10min中逐步加温至165±5℃。

通过采取上述技术方案，逐步加热，使得N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体、硬脂酸正丁酯液体和乙基纤维素液体逐步融化，不会出现局部结块的问题。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明利用硬脂酸正丁酯和N,N,_亚乙基双硬脂酰胺降低沥青混合料的拌和温度外，利用乙基纤维素维持沥青混合料的粘结强度，而且利用硬脂酸正丁酯和乙基纤维素之间的复配作用、增韧剂的增韧作用，提高沥青混合料的抗冲击强度，从而本发明的温拌改性剂可以有效降低沥青混合料拌和温度，而且不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等，同时其制备方法简便；

2.本发明中的温拌改性剂在制备过程中，对相关组分逐步升温加热融化，使得相关组分不会出现局部结块的问题，使温拌改性剂的各组分混合的更为均匀，性质均一，对沥青混合料起到更好的改性作用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明中所用到的原料为：

实施例一：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺25份，硬脂酸正丁酯18份，乙基纤维素(乙氧基质按重量份含量为46％)16份，芳烃油相容剂15份，增韧剂12份。

其中：

增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂20份，液体聚硫橡胶5份，纳米碳酸钙18份。

环氧树脂为酚醛环氧树脂。

芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：等重量份的苯、甲苯共10份，马来酸酐接枝聚乙烯12份。

实施例二：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺35份，硬脂酸正丁酯26份，乙基纤维素(乙氧基质按重量份含量为46％)17份，芳烃油相容剂28份，增韧剂20份。

其中：

增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂25份，液体聚硫橡胶8份，纳米碳酸钙26份。

环氧树脂为酚醛环氧树脂。

芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：苯15份，马来酸酐接枝聚乙烯25份。

实施例三：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺42份，硬脂酸正丁酯25份，(乙氧基质按重量份含量为47％)乙基纤维素28份，芳烃油相容剂30份，增韧剂23份。

其中：

增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂28份，液体聚硫橡胶12份，纳米碳酸钙28份。

环氧树脂为酚醛环氧树脂。

芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：等重量份的甲苯和二甲苯共20份，马来酸酐接枝聚乙烯28份。

实施例四：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺50份，硬脂酸正丁酯30份，乙基纤维素(乙氧基质按重量份含量为48％)33份，芳烃油相容剂32份，增韧剂25份。

其中：

增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂30份，液体聚硫橡胶8份，纳米碳酸钙19份。

环氧树脂为脂环族环氧树脂。

芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：等重量份的甲苯和二甲苯共24份，马来酸酐接枝聚乙烯30份。

实施例五：

一种温拌改性剂，原料按重量份包括以下组分：N,N,_亚乙基双硬脂酰胺56份，硬脂酸正丁酯35份，乙基纤维素(乙氧基质按重量份含量为48％)36份，芳烃油相容剂35份，增韧剂30份。

其中：

增韧剂原料包括以下组分：环氧树脂35份，液体聚硫橡胶12份，纳米碳酸钙30份。

环氧树脂为等重量份的酚醛环氧树脂和脂环族环氧树脂。

芳烃油相容剂原料按重量份包括以下组分：等重量份的苯、甲苯和二甲苯共25份，马来酸酐接枝聚乙烯35份。

实施例六：

一种温拌改性剂的制备方法，包括以下步骤：

S1:将N,N,_亚乙基双硬脂酰胺在145±5℃的温度下加热10min，得到N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体；

S2:将硬脂酸正丁酯在155±5℃的温度下加热10min，得到硬脂酸正丁酯液体；

S3:将乙基纤维素在165±5℃的温度下加热10min，得到乙基纤维素液体；

S4:将N,N,_亚乙基双硬脂酰胺液体、硬脂酸正丁酯液体和乙基纤维素液体以及芳烃油相容剂在160±5℃的温度下混合15min，然后加入增韧剂继续搅拌10min，得到液态混合物；

S5:将液态混合物冷却至粘稠状后造粒，在常温下晾干，然后进行粉碎，过15-20目筛，取筛下物，得到温拌改性剂。

其中：

S1步骤中在10min中逐步加温至145±5℃；

S2步骤中在10min中逐步加温至155±5℃；

S3步骤中在10min中逐步加温至165±5℃。

对比例一：

与实施例一相比，不添加硬脂酸正丁酯。

对比例二：

与实施例一相比，不添加乙基纤维素。

对比例三：

与实施例一相比，不添加乙基纤维素和硬脂酸正丁酯。

对比例四：

与实施例一相比，不添加增韧剂。

性能检测：

将实施例一至实施例五的温拌改性剂以及对比例一至对比例四的温拌改性剂按照基质沥青70#质量的3％加入到等量的基质沥青70#，同时准备等量的基质沥青70#做空白试验，然后做相关性能检测。

实施例：

由表中数据可以知道，本发明的温拌改性剂加入基质沥青70#后，对基质沥青70#对石料的粘结强度不会产生过大的影响；而且，对基质沥青70#的高温粘度有有效减低，说明降低了基质沥青70#的拌和温度；同时，加入温拌改性剂后，基质沥青70#的延度有所提高，可以有效降低基质沥青70#的低温脆性，提高基质沥青70#的抗冲击能力。

对比例：

由表中数据可以知道，硬脂酸正丁酯的不添加会相对提高基质沥青70#的拌和温度，同时会降低基质沥青70#的韧性；乙基纤维素的不添加则是主要引起基质沥青70#对石料粘结强度的降低，同时会引起基质沥青70#低温脆性的加重；硬脂酸正丁酯和乙基纤维素的同时不添加，不仅会对引起基质沥青70#对石料粘结强度的降低，也会导致基质沥青70#低温脆性的进一步加重，说明硬脂酸正丁酯和乙基纤维素除了各自对基质沥青70#拌和温度和石料粘结强度的影响之外，两者复配对基质沥青70#的低温脆性有一定的影响。除此之外，增韧剂的添加十分重要，会大幅度影响到基质沥青70#的抗冲击能力和低温脆性。

综上所述，本发明的温拌改性剂可以有效降低沥青混合料拌和温度，从而改善生产沥青混合料时的能源消耗和烟尘等废弃物排放的增多的问题，而且在环境温度较低的冬季施工可以顺利施工，而且不会过多影响沥青混合料本身的韧性和和粘结性等。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。