[发明专利]水泥乳化沥青砂浆改性剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥砂浆改性剂技术领域，涉及一种水泥乳化沥青砂浆改性剂及其制备方法。

背景技术

现有制备水泥乳化沥青砂浆主要有两种方法：一是制备改性乳化沥青从而使砂浆改性；二是聚合物乳液直接改性砂浆。改性乳化沥青的制备有两种方法：一是直接乳化聚合物沥青法；二是聚合物乳液改性乳化沥青法。因为直接乳化聚合物沥青法对乳化剂、乳化工艺和乳化设备有较高要求，所以最经济方便的方法是聚合物乳液改性乳化沥青法。聚合物乳液改性乳化沥青的制备方法有外掺法和内掺法。外掺法是聚合物乳液直接加入成品乳化沥青中经搅拌均匀成为改性乳化沥青。内掺法是聚合物乳液和沥青一起乳化制备成为改性乳化沥青。

中国专利CN02160148.8中改性乳化沥青的制备方法为内掺法，适用于公路方面的应用。中国专利CN200910099082.9中的聚合物胶乳含量为8-10%，达不到《单元板式无砟轨道乳化沥青水泥砂浆技术条件》中聚合物乳液性能指标要求。用作道路和砂浆改性常见的聚合物乳液有丁苯胶乳、氯丁胶乳、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、EVA乳液等，这些乳液有的与乳化沥青配伍性好，有的与砂浆配伍性好，二者不能兼顾。现在高铁施工中应用的改性剂只注重改善砂浆的性能，忽略了沥青和改性剂的相容性，导致沥青的性能得不到改善。

发明内容

本发明目的在于提供一种水泥乳化沥青砂浆改性剂及其制备方法，该改性剂既可以加入乳化沥青中制备改性乳化沥青，又可以在水泥乳化沥青砂浆拌合过程中直接加入。该改性剂与沥青相容性好，能改善沥青低温性能，又与砂浆配伍性好，提高了砂浆早期强度、可工作时间和抗冻性的综合性能。

本发明所述的水泥乳化沥青砂浆改性剂，由如下质量百分数的原料制成：

高分子聚合物40~60%，非离子乳化剂0.1~5%，阳离子乳化剂0.1~5%，早强剂0.1~10%，酸0.05~1%，余量为水。

所述高分子聚合物为丁苯胶乳、丁腈胶乳或氯丁胶乳，优选丁苯胶乳，该丁苯胶乳为阴离子乳聚型，固含量为40-60%，结合苯乙烯含量为20~50%。该丁苯胶乳与沥青相容性好，有更好的耐低温性能和抗冻性。

所述非离子乳化剂为聚氧乙烯醚类和/或脂肪酸脂类。

所述聚氧乙烯醚类优选辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、十六烷聚氧乙烯醚、羟基化烷基聚氧乙烯醚、松香酸聚氧乙烯醚或月桂酸聚氧乙烯醚中的一种或多种，聚氧乙烯醚的氧乙基数为8~30，优选辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。

所述脂肪酸脂类优选失水山梨醇脂肪酸酯。

所述阳离子乳化剂为季胺盐类，优选十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基吡啶阳离子氯化铵、十四烷基酰胺丙基二甲基苄基氯化铵中的一种或多种，最优选十八烷基三甲基氯化铵。

所述早强剂为氯化钙、氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、亚硝酸钠、甲酸钙或三乙醇胺，优选氯化钙，早强剂特别是氯化钙，可以与水泥中硅酸三钙反应生成不溶性的氯铝酸钙，使水泥沥青砂浆中的氯离子大大减少，起到促凝早强作用，早强剂的加入可以提高CA砂浆1天和七天的抗压强度，有利于高铁施工进度。

所述酸为盐酸、硫酸或醋酸，优选盐酸，酸的加入可以调节PH值，增加改性剂体系的稳定性，同时可以减少乳化剂用量。

所述水泥乳化沥青砂浆改性剂的制备方法，是将非离子乳化剂和阳离子乳化剂加入到60~80℃的水中，溶解后冷却至室温，再加入高分子聚合物乳液中搅拌均匀后调节PH值为4~7进行酸化，最后加入早强剂搅拌溶解制得。

本发明的改性剂是既能改善沥青性能又能提高砂浆综合性能的聚合物改性剂，它既可以用外掺法制备改性乳化沥青，也可以在砂浆拌合过程中直接加入，是高铁用水泥乳化沥青砂浆专用改性剂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明的改性剂性质稳定，与沥青相容性好，能改善沥青的低温性，提高低温延伸度和抗冻性，与砂浆拌合性好，能显著提高CA砂浆的可工作时间和早期强度，其具有制备方法简便、设备简单，原料便宜、易得的特点，该改性剂加入乳化沥青中不破乳，增加了体系的稳定性，尤其是对乳化沥青的低温性能改善效果更佳。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1