專(zhuān)利名稱(chēng)：一種乳化瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速鐵路板式無(wú)碴軌道，具體地說(shuō)是應(yīng)用于高速鐵路板式無(wú)碴軌道的水泥-瀝青砂漿(又稱(chēng)CA砂漿)中的一種乳化瀝青。
背景技術(shù)：
在修筑高速鐵路中，大量采用板式無(wú)碴技術(shù)，該技術(shù)中的CA砂漿是其中的核心技術(shù)之一。而乳化瀝青又是CA砂漿中的主要組分之一。但現(xiàn)有的乳化瀝青由于未考慮CA砂漿在高速鐵路板式無(wú)碴軌道應(yīng)用中的特殊要求，如流動(dòng)度、可工作時(shí)間、早期強(qiáng)度和耐候性等，因此若將其作為主要成分之一應(yīng)用在CA砂漿中，容易出現(xiàn)可工作時(shí)間短、強(qiáng)度達(dá)不到、砂漿離析等問(wèn)題，不能滿足“中華人民共和國(guó)鐵道部《遂渝線板式無(wú)碴軌道乳化瀝青水泥CA砂漿技術(shù)條件》”，使該CA砂漿難于在高速鐵路板式無(wú)碴軌道中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種用于高速鐵路板式無(wú)碴軌道中的CA砂漿里的乳化瀝青。
本發(fā)明的另一目的是提供該乳化瀝青的制備方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種乳化瀝青，它由瀝青、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為瀝青22～55％表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑1.0～15％非離子表面活性劑1.0～20％助劑0.1～8％余量為水均按重量百分比計(jì)。
上述瀝青為石油瀝青或/和煤瀝青或/和天然瀝青，針入度為40～140，其單位為1/10mm；上述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基胺類(lèi)、烷基酰胺類(lèi)、咪唑啉類(lèi)、烷基丙烯二胺類(lèi)、胺化木質(zhì)素類(lèi)、季銨鹽類(lèi)中的一種或多種；上述非離子表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物類(lèi)中的一種或多種；上述助劑為穩(wěn)定劑和/或添加劑。
上述非離子表面活性劑的量?jī)?yōu)選為1.0～18％；上述助劑的量?jī)?yōu)選為0.2～8％，上述助劑中穩(wěn)定劑的量為0～0.2％；均按重量百分比計(jì)。
上述瀝青的針入度優(yōu)選為60～120；上述烷基胺類(lèi)為十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、椰子油胺、牛脂胺、氫化牛脂胺、油胺、二十二烷基胺、大豆油胺中的一種或多種；上述烷基酰胺類(lèi)為N-氨乙基酰胺和/或十八烷基酰胺基三胺；上述咪唑啉類(lèi)為1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2和/或1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2鹽酸鹽；上述烷基丙烯二胺類(lèi)為硬脂基丙撐二胺、牛脂基丙撐二胺、氫化牛脂基丙撐二胺和豬脂基丙撐二胺中的一種或多種；上述胺化木質(zhì)素類(lèi)為市售的以木質(zhì)素和多乙烯多胺物質(zhì)合成的乳化劑中的一種或多種；上述季銨鹽類(lèi)為十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或多種；上述脂肪酸甲酯乙氧基化物類(lèi)中的脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度為10～26個(gè)碳原子的單一碳鏈或多種碳鏈的組合，且脂肪酸甲酯乙氧基化物分子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)為3～500個(gè)中的一種或多種；上述穩(wěn)定劑為銨鹽、鎂鹽、鈣鹽、鍶鹽和鐵鹽中的一種或多種；上述添加劑為瓜耳豆膠、羧甲基纖維素鹽、羥乙基纖維素、醇類(lèi)、聚馬來(lái)酸酐、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
上述瓜耳豆膠優(yōu)選為陽(yáng)離子瓜耳豆膠；上述羧甲基纖維素鹽是指其鈉鹽或/和鉀鹽或/和銨鹽；上述醇類(lèi)為碳原子數(shù)是1～100個(gè)的醇、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一種或多種。
本發(fā)明的另一目的即上述乳化瀝青的制備方法，其特征在于將上述配比的瀝青，加熱至110～180℃；將上述配比的表面活性劑、助劑和水在30～95℃的溫度下混合形成水溶液；然后將上述加熱后的瀝青與上述表面活性劑和助劑的水溶液一起乳化即得成品。
為了使上述乳化后的成品質(zhì)量均勻，上述加熱后的瀝青與上述表面活性劑和助劑的水溶液一起通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫。
本發(fā)明中的產(chǎn)品，其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合“中華人民共和國(guó)鐵道部《遂渝線板式無(wú)碴軌道乳化瀝青水泥CA砂漿技術(shù)條件》”和“中國(guó)鐵道科學(xué)研究院編《京滬高速鐵路工務(wù)部件及設(shè)備招標(biāo)技術(shù)條件》第18冊(cè)《水泥瀝青(CA)砂漿》”的要求。應(yīng)用本發(fā)明產(chǎn)品的CA砂漿的早期強(qiáng)度易于提高，制成的CA砂漿7天強(qiáng)度可達(dá)到1.2～2.0MPa，28天強(qiáng)度可達(dá)到1.8～2.5MPa，使砂漿的單位容積質(zhì)量和含氣量易于達(dá)到技術(shù)要求，即砂漿的單位容積質(zhì)量在1.3kg/l以上，一般為1.55～1.65之間，含氣量為8～10％。且氣泡微小，可以有效提高CA砂漿的抗凍性。由于氣泡微小，分布均勻，所以整個(gè)體系材質(zhì)均勻，降低了材料分離度，使制成的CA砂漿抗壓強(qiáng)度一致，在實(shí)際使用中能避免CA砂漿產(chǎn)生離析，可使CA砂漿工作時(shí)間適宜，達(dá)到1小時(shí)左右，充分滿足施工的需要，從而使本發(fā)明產(chǎn)品能有效地用于高速鐵路板式無(wú)碴軌道中的CA砂漿。
本發(fā)明產(chǎn)品配方中不使用pH值調(diào)節(jié)劑和增稠劑，而pH值調(diào)節(jié)劑通常有鹽酸類(lèi)，因此避免了鹽酸對(duì)設(shè)備的腐蝕，也簡(jiǎn)化了本發(fā)明產(chǎn)品配方和生產(chǎn)工藝。同時(shí)本發(fā)明產(chǎn)品本身貯存穩(wěn)定性好，便于運(yùn)輸和貯存，也不會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。另外，由于本發(fā)明產(chǎn)品中使用的脂肪酸甲酯乙氧基化物類(lèi)為可再生的表面活性劑，減少了環(huán)保壓力，符合“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和可持續(xù)性發(fā)展的需求。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。
實(shí)施例1一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為90號(hào)重交道路瀝青(針入度為92，單位為1/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為椰子油胺；脂肪酸甲酯乙氧基化物為棕櫚油酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為氯化鍶；添加劑為聚乙烯醇。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至150℃，添加劑聚乙烯醇溶于沸水中，冷卻至60℃，然后將其它成分溶于聚乙烯醇水溶液中，形成混合水溶液，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備即制得本發(fā)明中的乳化瀝青產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法依照《遂渝線板式無(wú)碴軌道乳化瀝青水泥CA砂漿技術(shù)條件》和中國(guó)鐵道科學(xué)研究院編《京滬高速鐵路工務(wù)部件及設(shè)備招標(biāo)技術(shù)條件》第18冊(cè)《水泥瀝青(CA)砂漿》中相關(guān)部分，如下表所示

以下實(shí)施例均按上表要求進(jìn)行檢測(cè)。
實(shí)施例2一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為120號(hào)直餾石油瀝青(針入度為119，單位為1/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2鹽酸鹽；脂肪酸甲酯乙氧基化物為牛油酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為硫酸亞鐵；添加劑為陽(yáng)離子瓜耳豆膠。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至110℃，添加劑陽(yáng)離子瓜耳豆膠溶于40℃水中，然后將其它成分溶于陽(yáng)離子瓜耳豆膠水溶液中，形成混合水溶液，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備即制得本發(fā)明中的乳化瀝青產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例3一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為大慶丙烷脫油瀝青(針入度為70，單位為1/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為氫化牛脂基丙撐二胺；脂肪酸甲酯乙氧基化物為棉油酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為硫酸銨；添加劑為羥乙基纖維素。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至180℃，添加劑羥乙基纖維素溶于30℃水中，然后將其它成分溶于羥乙基纖維素水溶液中，形成混合水溶液，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備即制得本發(fā)明中的乳化瀝青產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例4一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為勝利100號(hào)瀝青(針入度為103，單位為1/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為十八烷基三甲基氯化銨；脂肪酸甲酯乙氧基化物為氫化油酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為氯化鈣；添加劑為聚馬來(lái)酸酐。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至130℃，添加劑聚馬來(lái)酸酐溶于80℃水中，然后將其它成分溶于聚馬來(lái)酸酐水溶液中，形成混合水溶液，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備即制得本發(fā)明中的乳化瀝青產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例5一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為60號(hào)瀝青(針入度為611/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為十二烷基胺；脂肪酸甲酯乙氧基化物為十二酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑無(wú)；添加劑為聚乙二醇。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至150℃，然后將配比中其它成分溶于水中，形成混合水溶液并加熱至40～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例6一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為80號(hào)瀝青(針入度為811/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為十四烷基胺(又稱(chēng)肉豆蔻基胺)；脂肪酸甲酯乙氧基化物為十四酸(又稱(chēng)肉豆蔻酸)甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑無(wú)；添加劑為羧甲基纖維素鈉。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至120℃，然后將配比中其它成分溶于水中，形成混合水溶液并加熱至40～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例7一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為60號(hào)瀝青(針入度為611/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為十六烷基胺(又稱(chēng)棕櫚胺)；脂肪酸甲酯乙氧基化物為十六酸(又稱(chēng)棕櫚酸)甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為硫酸鎂；添加劑為十八醇。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至150℃，然后將其它成分加熱至60℃溶于水中，形成混合水溶液并加熱至60～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例8一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為110號(hào)瀝青(針入度為1081/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為氫化牛脂胺(又稱(chēng)十八胺)；脂肪酸甲酯乙氧基化物為十八酸(又稱(chēng)硬脂酸)甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為硫酸鎂；添加劑為聚丙烯酰胺。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至150℃，然后將其它成分加熱至60℃溶于水中，形成混合水溶液并加熱至60～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例9一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為120號(hào)瀝青(針入度為1191/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為二十二烷基胺(又稱(chēng)山萮胺)；脂肪酸甲酯乙氧基化物為二十二酸(又稱(chēng)山萮酸)甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為氯化鎂；添加劑為聚丙烯酰胺。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至170℃，然后將其它成分加熱至65℃溶于水中，形成混合水溶液并加熱至60～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例10一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為100號(hào)瀝青(針入度為1011/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為大豆油胺；脂肪酸甲酯乙氧基化物為棉籽油酸甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為氯化鎂和氯化鍶；添加劑為聚丙烯酰胺。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至170℃，然后將其它成分加熱至65℃溶于水中，形成混合水溶液并加熱至60-90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例11一種乳化瀝青，其配方組成如表1。其中瀝青為100號(hào)瀝青(針入度為1021/10mm)；陽(yáng)離子表面活性劑為N-氨乙基酰胺；脂肪酸甲酯乙氧基化物為二十二酸(又稱(chēng)山萮酸)甲酯乙氧基化物；穩(wěn)定劑為氯化鎂；添加劑為聚丙烯酰胺。其制備步驟為將配比中的瀝青加熱至170℃，然后將其它成分加熱至65℃溶于水中，形成混合水溶液并加熱至60～90℃，最后將加熱瀝青和該混合水溶液一同通過(guò)乳化設(shè)備后，攪拌下冷卻至室溫，制得本發(fā)明產(chǎn)品。所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)方法同實(shí)施例1，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。
表1本發(fā)明產(chǎn)品各實(shí)施例的配方組成

表2本發(fā)明中各實(shí)施例所得產(chǎn)品的性能檢測(cè)結(jié)果


權(quán)利要求
1.一種乳化瀝青，它由瀝青、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為瀝青22～55％表面活性劑陽(yáng)離子表面活性劑1.0～15％非離子表面活性劑1.0～20％助劑0.1～8％余量為水均按重量百分比計(jì)。
2.如權(quán)利要求1所述的乳化瀝青，其特征在于所述瀝青為石油瀝青或/和煤瀝青或/和天然瀝青，針入度為40～140，其單位為1/10mm；所述陽(yáng)離子表面活性劑為烷基胺類(lèi)、烷基酰胺類(lèi)、咪唑啉類(lèi)、烷基丙烯二胺類(lèi)、胺化木質(zhì)素類(lèi)、季銨鹽類(lèi)中的一種或多種；所述非離子表面活性劑為脂肪酸甲酯乙氧基化物類(lèi)中的一種或多種；所述助劑為穩(wěn)定劑和/或添加劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的乳化瀝青，其特征在于所述非離子表面活性劑的量為1.0～18％；所述助劑的量為0.2～8％，所述助劑中穩(wěn)定劑的量為0～0.2％；均按重量百分比計(jì)。
4.如權(quán)利要求2所述的乳化瀝青，其特征在于所述瀝青的針入度為60～120；所述烷基胺類(lèi)為十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、椰子油胺、牛脂胺、氫化牛脂胺、油胺、二十二烷基胺、大豆油胺中的一種或多種；所述烷基酰胺類(lèi)為N-氨乙基酰胺和/或十八烷基酰胺基三胺；所述咪唑啉類(lèi)為1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2和/或1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉-2鹽酸鹽；所述烷基丙烯二胺類(lèi)為硬脂基丙撐二胺、牛脂基丙撐二胺、氫化牛脂基丙撐二胺和豬脂基丙撐二胺中的一種或多種；所述胺化木質(zhì)素類(lèi)為市售的以木質(zhì)素和多乙烯多胺物質(zhì)合成的乳化劑中的一種或多種；所述季銨鹽類(lèi)為十八烷基三甲基氯化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基二甲基芐基氯化銨、十四烷基二甲基芐基氯化銨、十六烷基二甲基芐基氯化銨、十八烷基二甲基芐基氯化銨中的一種或多種；所述脂肪酸甲酯乙氧基化物類(lèi)中的脂肪酸的碳鏈長(zhǎng)度為10～26個(gè)碳原子的單一碳鏈或多種碳鏈的組合，且脂肪酸甲酯乙氧基化物分子中加成的環(huán)氧乙烷數(shù)為3～500個(gè)中的一種或多種；所述穩(wěn)定劑為銨鹽、鎂鹽、鈣鹽、鍶鹽和鐵鹽中的一種或多種；所述添加劑為瓜耳豆膠、羧甲基纖維素鹽、羥乙基纖維素、醇類(lèi)、聚馬來(lái)酸酐、聚丙烯酰胺中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求4所述的乳化瀝青，其特征在于所述瓜耳豆膠為陽(yáng)離子瓜耳豆膠；所述羧甲基纖維素鹽是指其鈉鹽或/和鉀鹽或/和銨鹽；所述醇類(lèi)為碳原子數(shù)是1～100個(gè)的醇、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一種或多種。
6.如權(quán)利要求1～5中任一權(quán)利要求所述的乳化瀝青的制備方法，其特征在于將所述配比的瀝青，加熱至110～180℃；將所述配比的表面活性劑、助劑和水在30～95℃的溫度下混合形成水溶液；然后將所述加熱后的瀝青與所述表面活性劑和助劑的水溶液一起乳化即得成品。
7.如權(quán)利要求6所述的乳化瀝青的制備方法，其特征在于所述加熱后的瀝青與所述表面活性劑和助劑的水溶液一起乳化后，攪拌下冷卻至室溫即得成品。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種乳化瀝青，它由瀝青、表面活性劑、助劑和水組成，其中各組分的含量為瀝青22～55％；表面活性劑中陽(yáng)離子表面活性劑1.0～15％，非離子表面活性劑1.0～20％；助劑0.1～8％；余量為水；均按重量百分比計(jì)。本發(fā)明中的產(chǎn)品，其各項(xiàng)性能指標(biāo)符合“中華人民共和國(guó)鐵道部《遂渝線板式無(wú)碴軌道乳化瀝青水泥CA砂漿技術(shù)條件》”的要求，在實(shí)際使用中能避免CA砂漿(即水泥－瀝青砂漿)產(chǎn)生離析，可使CA砂漿工作時(shí)間適宜，充分滿足施工的需要，從而使本發(fā)明產(chǎn)品能有效地用于高速鐵路板式無(wú)碴軌道中的CA砂漿。
文檔編號(hào)C08J3/03GK101070433SQ200710078480
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者張洪武 申請(qǐng)人:張洪武