一种用于薄层罩面的超粘高强乳化沥青粘层油及其制备方法与流程

本发明属于沥青材料，具体涉及一种用于薄层罩面的超粘高强乳化沥青粘层油及其制备方法。

背景技术：

1、超薄沥青罩面是现代公路预防性养护工程中极具优势的新型路面结构技术，特指摊铺压实后总厚度不超过2cm的细粒式沥青混凝土超薄结构层。相较于传统铣刨重铺、常规厚层罩面等养护工艺，超薄罩面凭借厚度薄、用料省、施工速度快、交通干扰小、综合造价低等突出优势，被广泛应用于高速公路、市政主干道、国省干线公路的日常养护与病害预处理工程中。该技术可有效修复原路面轻微车辙、裂缝、坑槽、平整度差等早期病害，显著提升路面表层抗滑性能、降噪性能与行车舒适度，同时能够隔绝雨水、紫外线、温差变化等外界不利因素对基层路面的侵蚀，延缓路面老化破损进程，大幅延长道路整体使用寿命，是当前公路绿色养护、精准养护体系中最为核心、应用最广泛的技术手段。然而超薄罩面由于其极薄的结构层，对层间粘结材料的要求更高，若层间粘结材料强度不够，则很容易造成层间脱落，产生脱皮现象，严重影响超薄罩面的使用寿命。

2、为了提高粘结层材料的强度，工程技术人员采用性能更优的改性沥青或者高黏高弹改性沥青进行乳化，得到高黏乳化沥青，然而在实际应用中发现，高黏乳化沥青存在如下问题：高黏沥青中的聚合物改性剂掺量超过5%以后很难乳化，聚合物改性剂为大分子集团，剪切乳化过程很难将高黏沥青分割成3~5μm的颗粒，其次，高黏乳化沥青的存储稳定性较差，容易产生离析现象，最后，高黏乳化沥青破乳后形成的粘结层其内部强度较高，然而与原路面石料的粘附性较差，容易在界面产生粘附性破坏。

3、基于此，本发明所需要解决的技术问题是：如何制备一种储存稳定性和粘附性优异的超粘高强乳化沥青粘层油。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种超粘高强乳化沥青粘层油及其制备方法，该超粘高强乳化沥青粘层油利用对sibs进行磺化，引入磺化基团，再与3-巯丙基三乙氧基硅烷协同作用，协同增加超粘高强乳化沥青粘层油的储存稳定性和粘附性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种超粘高强乳化沥青粘层油，所述的超粘高强乳化沥青粘层油包括超粘高强沥青以及乳化超粘高强沥青的乳液；所述超粘高强沥青与乳液的质量比为60~70：30~40；所述的超粘高强沥青按质量份数计，包括沥青100份，ssibs 6~10份和3-巯丙基三乙氧基硅烷2~4份；

4、所述的ssibs的具体制备方法为：

5、步骤1：配制sibs溶液：将sibs切成约2~5 mm的小颗粒，干燥后采用无水二氯甲烷溶解，配制成 10%（w/v）的sibs/二氯甲烷溶液；

6、步骤2：配制乙酰硫酸溶液：将乙酸酐与无水二氯甲烷按照体积比1：10，配置成混合溶液，再将98%浓硫酸与混合溶液按照体积比1：3，缓慢滴入混合溶液中，滴加过程持续搅拌，混合体系温度控制在0~5℃；

7、步骤3：将sibs/二氯甲烷溶液在38~40℃保温，缓慢滴加乙酰硫酸溶液，乙酰硫酸溶液：sibs/二氯甲烷溶液的体积比1：2~4，滴加时间控制在20~30min，滴加完成后在38~40℃反应5h，即可制得ssibs溶液；

8、步骤4：向ssibs溶液中加入无水甲醇，温度降低至25℃以下，析出的产物经过过滤和干燥即得到所述的ssibs；

9、在本发明中，所述磺化度为ssibs中被磺化苯乙烯结构单元占全部苯乙烯结构单元的摩尔百分比，制备得到的ssibs的磺化度约为10~15 mol%；ssibs的具体反应方程式如式ⅰ所示；

10、

11、式ⅰ。

12、优选地，所述的乳液按质量份数计，包括乳化剂7~15份，乳化助剂2~4份，氢氧化钠5~10份和去离子水100份。

13、更优选地，所述的乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。

14、更优选地，所述的乳化助剂为乳化油复合剂，基于聚异丁烯丁二酸酐技术的无硼无胺型乳化油复合剂。

15、此外，本发明公开了一种制备如上所述的超粘高强乳化沥青粘层油的制备方法，具体包括以下步骤：

16、步骤1：将沥青加热至175~185℃，加入ssibs，在4000~6000r/min下高速剪切30~40min，然后加入3-巯丙基三乙氧基硅烷，搅拌1~2h，制备得到超粘高强沥青，降温至160~165℃备用；

17、步骤2：将去离子水加热至70~75℃，加入乳化剂和乳化助剂搅拌均匀，然后添加氢氧化钠调节体系的ph值为11~13，制得乳液；

18、步骤3：将步骤1制得的超粘高强沥青和步骤2制得的乳液按质量比混合，经过胶体磨剪切研磨得到混合物，然后通过换热器将混合物温度降低至50~60℃，即制得所述的超粘高强乳化沥青粘层油；所述的胶体磨磨盘间距为0.4~0.5mm。

19、最后，本发明公开了采用如上所述的超粘高强乳化沥青粘层油在制备超薄罩面中的应用。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、本发明先对sibs进行磺化，引入磺化基团，并控制一定的磺化度，然后再与3-巯丙基三乙氧基硅烷协同作用，具有协同增加超粘高强乳化沥青粘层油的24h、168h存储稳定性以及拉拔强度的作用，使制得的超粘高强乳化沥青粘层油具有优异的储存稳定性和粘附性。

1.一种超粘高强乳化沥青粘层油，其特征在于，所述的超粘高强乳化沥青粘层油包括超粘高强沥青以及乳化超粘高强沥青的乳液；所述超粘高强沥青与乳液的质量比为60~70：30~40；所述的超粘高强沥青按质量份数计，包括沥青100份，ssibs 6~10份和3-巯丙基三乙氧基硅烷2~4份；

2.根据权利要求1所述的超粘高强乳化沥青粘层油，其特征在于，所述的乳液按质量份数计，包括乳化剂7~15份，乳化助剂2~4份，氢氧化钠5~10份和去离子水100份。

3.根据权利要求2所述的超粘高强乳化沥青粘层油，其特征在于，所述的乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠。

4.根据权利要求2所述的超粘高强乳化沥青粘层油，其特征在于，所述的乳化助剂为乳化油复合剂，基于聚异丁烯丁二酸酐技术的无硼无胺型乳化油复合剂。

5.一种制备如权利要求1~4任一项所述的超粘高强乳化沥青粘层油的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

6.采用如权利要求1~4任一项所述的超粘高强乳化沥青粘层油在制备超薄罩面中的应用。