[发明专利]一种离子交换树脂改性乳化沥青及其制备方法

说明书

本发明的目的在于提供一种离子交换树脂改性乳化沥青及其制备方法，属于道路铺装材料技术领域，由离子交换树脂及乳化沥青制备而成，其中离子交换树脂改性乳化沥青由离子交换树脂、乳化沥青及添加剂组成，离子交换树脂为碱性阴离子交换树脂，乳化沥青为阳离子乳化沥青，添加剂选用聚乙烯醇。本发明制备的离子交换树脂改性乳化沥青具有制备工艺简单、储存稳定性强、抗高温稳定性强等优点，适用于夏季高温地区，同时本发明以环境友好的方式利用离子交换树脂固体废弃物，并获得性能优异的改性乳化沥青，对于环境保护具有重意义。

技术领域

本发明属于道路铺装材料技术领域，具体涉及一种离子交换树脂改性乳化沥青及其制备方法，特别涉及一种特别适用于冷再生沥青路面的离子交换树脂改性乳化沥青及其制备方法。

背景技术

近年来，路面施工行业能源和资源消耗量问题、环境污染问题越来越引起人们的关注。与热拌沥青（HMA）技术相比，采用乳化沥青的冷拌沥青（CMA）技术具有显著优点。研究指出，相比于HMA 技术，CMA技术在整个路面施工过程中减少了沥青和骨料加热过程，可以节约50%以上的能源，在生产过程中只产生33%的二氧化碳和17%的挥发性有机化合物排放。然而，由于水及乳化剂的加入，乳化沥青及其混合料的力学性能有所下降，乳化沥青（EA）中的水分对乳化沥青蒸发残留物（EREA）的车辙系数、恢复率、复模量和疲劳寿命具有直接的影响。

目前提高乳化沥青性能仍是道路建设领域广泛关注的一个问题。对乳化沥青的改性主要集中于采用弹性体、塑性体、聚合材料等物理改性方式，而从乳化沥青的离子和反应基团角度进行的改性研究相对较少。作为一种典型的双电层结构物质，乳化沥青由于其特殊的离子特性而与热拌沥青存在差异。研究表明只有当乳化沥青的离子与反应物离子相反才会发生化学反应，乳化剂离子类型对乳化沥青粘合剂的稳定性有明显的影响，添加盐或小固体颗粒可以加速沥青乳液的聚结。而乳化沥青的粘结性和稳定性还与沥青滴与矿物之间的固体润湿性和电相互作用有关，润湿性取决于疏水化固体团簇与沥青分子之间的相互作用。必须设置表面活性剂浓度，以便在沥青乳液特性和沥青与骨料之间的附着力之间建立平衡。同时乳化沥青pH对其稳定性也有很大影响，根据悬浮流变学理论得知合理的pH可以控制沥青液滴内的水量，使其粘结性和稳定性能更加良好。

离子交换树脂在溶液中会解离出亲油基团与亲水基团，其中亲油基团可与呈油性的沥青液滴相互吸附，亲水基团与乳化沥青本身的离子电性相反，具备发生化学反应的条件，可以表现出界面性质。因此，本发明采用碱性阴离子交换树脂对乳化沥青进行改性，为冷再生沥青路面提供一种性能优异的改性材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子交换树脂改性乳化沥青及其制备方法，采用乳化沥青、离子交换树脂、添加剂组成，最终在常温条件下形成一种性能优异的乳化沥青。本发明可提供一种制备简单、成本低廉、储存稳定性强、粘度高、抗高温稳定性强的改性乳化沥青。

本发明采用如下技术方案：

一种离子交换树脂改性乳化沥青，包括如下重量份数的组分：乳化沥青100份，离子交换树脂10-40份，添加剂0.2-1份。

进一步地，所述乳化沥青为慢裂性阳离子乳化沥青，呈黑褐色乳液，其蒸发残留物技术指标不低于以下特征。

进一步地，所述离子交换树脂为强碱性阴离子交换树脂，常温下是固态棕黄色至金黄色球状颗粒，带有季铵基[-N(CH₃)₃OH]、交联度不低于7%的苯乙烯-二乙烯苯共聚体，在溶液中会发生解离形成阴离子和亲油基团。

进一步地，所述添加剂为间苯型不饱和聚酯长余辉骨料的添加剂，为聚乙烯醇，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等，黏度为3～70，pH值4.5～6.5，干燥失重≤5.0，酸值≤3.0%，醇解度85～89。