本发明涉及一种改性沥青的制备方法，尤其是涉及一种高低温性能优异的复合改性沥青及制备方法。
背景技术：
高等级公路建设的快速发展，聚合物改性沥青在路面铺设方面发挥着越来越重要的作用。北方冬季寒冷，最低温度为零下50℃。南方天气炎热，路面温度甚至可达70℃-80℃，所以对路面沥青的性能和质量要求也越来越高，国内外科研工作者在研究改性沥青时，一般是选择合适的聚合物改性剂，达到改善一种性能同时不降低其它性能的目的，但同时使高低温性能均大幅度改善则存在较大困难。SBS是一种优良的热塑性弹性体，它具有弹性好、强度高、耐低温等优点，从而受到人们的普遍重视，并被广泛用于道路改性沥青。SBS属合成高分子，合成工艺复杂，应用于改性沥青时，其耐高温、耐低温性能不高，在一定程度上限制了其推广和应用，需选择一种合适的天然材料来代替这种合成高分子。
杜仲胶室温下易结晶，更像一种硬塑料，但软化点低，仅为60℃左右；同时，它又可以像橡胶一样进行硫化加工，当硫化交联度较低时，它就具有了橡胶和塑料的双重身份：室温下是硬塑料有固定形状，60℃以上就变成橡胶可产生各种形变，是一种优秀的形状记忆性功能材料；当交联密度达到一定程度时，它又变成了完全的橡胶弹性体，可以做轮胎和各种橡胶制品。杜仲胶根据硫化程度不同，可制备出三大类不同用途的材料：热塑性材料、热弹性材料和橡胶型材料，其中热塑性材料和热弹性材料都曾经应用于改性沥青并取得很好的效果带来优良的使用性能。
技术实现要素：
为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种高低温性能优异的复合改性沥青，将杜仲胶硫化后与SBS制成复合改性沥青，提高复合改性沥青的高低温性能，同时节省SBS的用量，本发明的另一目的是提供该复合改性沥青的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：一种高低温性能优异的复合改性沥青，其组分之间重量比为：基质沥青100％：硫化杜仲胶1％～10％：SBS1％～10％：稳定剂1‰～10‰；其中所述硫化杜仲胶的原料重量比为：沥青5％～15％：杜仲胶100％：硫磺1％～5％：防老剂3％～10％，经塑炼后在80℃-100℃温度下硫化10min～30min得到成品。
进一步的，所述防老剂为RD(2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体)、4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)、4020(N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺)、MB(2-巯基苯并咪唑)、264(德国拜耳公司产)。
进一步的，所述稳定剂的成分为纳米碳酸钙90％-99％、硫磺1％-10％。
一种制备所述复合改性沥青的方法，包括以下步骤：
称取杜仲胶25重量份，将转矩流变仪设置温度为80℃，转速为60r/min达到温度后倒入10重量份沥青，将其加入转矩流变仪中塑炼5min，当杜仲胶与沥青混合均匀后加入硫磺2重量份，继续硫化5min后取出剪碎，获得硫化杜仲胶；
将事先烘好的基质沥青500重量份放在加热套上，将高剪切分散乳化机插入搪瓷杯中；调节转速为2000r/min，温度设置为150℃～200℃，当温度达到150℃时，将5～50重量份SBS加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，然后加入5～50重量份硫化杜仲胶继续搅拌，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min；而后将转速调到5000r/min，保持此条件继续搅拌1h停止；在搅拌结束前30分钟时加入0.5～5重量份的稳定剂。
有益效果：本发明提供复合改性沥青高低温性能优异的，且改性剂来源广泛，杜仲胶属天然材料，SBS用量较少，制备工艺简单，改性效果明显。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种高低温性能优异的复合改性沥青，其组分之间重量比为：基质沥青100％：硫化杜仲胶1％～10％：SBS1％～10％：稳定剂1‰～10‰；其中所述硫化杜仲胶的原料重量比为：沥青5％～15％：杜仲胶100％：硫磺1％～5％：防老剂3％～10％，经塑炼后在80℃-100℃温度下硫化10min～30min得到成品。
所述防老剂为RD(2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体)、4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)、4020(N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺)、MB(2-巯基苯并咪唑)、264(德国拜耳公司产)。
所述稳定剂的成分为纳米碳酸钙90％-99％、硫磺1％-10％。
所述防老剂为RD(2，4-三甲基1，2-二氢化喹聚合体)、4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)、4020(N-(1,3-二甲基)丁基-N'-苯基对苯二胺)、MB(2-巯基苯并咪唑)、264(德国拜耳公司产)。
实施例1
称取杜仲胶25g，将转矩流变仪设置温度为80℃，转速为60r/m in达到温度后倒入少量沥青约10g左右，将小块杜仲胶与沥青的混合物加入转矩流变仪中塑炼5min，当杜仲胶与沥青混合均匀后加入硫磺2g，继续硫化5min后取出剪碎。
将事先烘好的基质沥青500g放在加热套上，将高剪切分散乳化机插入1000mL搪瓷杯中；调节转速为2000r/min，温度设置为180℃，当温度达到150℃时，将5gSBS加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，然后加入15g硫化杜仲胶继续搅拌，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min。将转速调到5000r/min，使杜仲胶在高剪切分散乳化机的作用下在沥青中分散更均匀。
保持此条件继续搅拌1h停止，其中在实验结束前30分钟时加入稳定剂0.5～5g。
实施例2
称取杜仲胶25g，将转矩流变仪设置温度为80℃，转速为60r/min达到温度后倒入少量沥青约10g左右，将小块杜仲胶与沥青的混合物加入流变仪中塑炼5min，当杜仲胶与沥青混合均匀后加入硫磺2g，继续硫化5min后取出剪碎。
将事先烘好的基质沥青放在加热套上，将高剪切分散乳化机插入1000mL搪瓷杯中；调节转速为2000r/min，温度设置为180℃，当温度达到150℃时，将15gSBS加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，然后加入15g硫化杜仲胶继续搅拌，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min。将转速调到5000r/min，使杜仲胶在高剪切分散乳化机的作用下更细在沥青中分散更均匀。保持此条件继续搅拌1h停止，其中在实验结束前30分钟时加入稳定剂0.5～5g。
实施例3
称取杜仲胶25g，将转矩流变仪设置温度为80℃，转速为60r/min达到温度后倒入少量沥青约10g左右，将小块杜仲胶与沥青的混合物加入流变仪中塑炼5min，当杜仲胶与沥青混合均匀后加入硫磺2g，继续硫化5min后取出剪碎。
将事先烘好的基质沥青放在加热套上，将高剪切分散乳化机插入1000mL搪瓷杯中；调节转速为2000r/min，温度设置为180℃，当温度达到150℃时，将25gSBS加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，然后加入20g硫化杜仲胶继续搅拌，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min。将转速调到5000r/min，使15g杜仲胶在高剪切分散乳化机的作用下更细在沥青中分散更均匀。保持此条件继续搅拌1h停止，其中在实验结束前30分钟时加入稳定剂0.5～5g。
对比实施例1(只加入硫化杜仲胶)
称取杜仲胶25g，将转矩流变仪设置温度为80℃，转速为60r/min达到温度后倒入少量沥青约10g左右，将小块杜仲胶与沥青的混合物加入流变仪中塑炼5min，当杜仲胶与沥青混合均匀后加入硫磺2g，继续硫化5min后取出剪碎。
将基质沥青放在加热套上，胶体磨插入1000mL搪瓷杯中调节转速为2000r/min，温度设置为180℃，当温度达到150℃时，将15g硫化杜仲胶加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min。将转速调到5000r/min，保持此条件继续搅拌1h停止，其中在实验结束前30分钟时加入稳定剂0.5～5g。
对比实施例2(只加入SBS)
将基质沥青放在加热套上，胶体磨插入1000mL搪瓷杯中调节转速为2000r/min，温度设置为180℃，当温度达到150℃时，将25gSBS加入沥青中并用搅拌棒边搅拌边加入，此时将转速调为3000r/min，搅拌30min。将转速调到5000r/min，保持此条件继续搅拌1h停止，其中在实验结束前30分钟时加入稳定剂0.5～5g。
表1为改性沥青四大指标测试结果
通过对表1进行分析，通过软化点来看，加入硫化杜仲胶后软化点明显得到提升，说明硫化杜仲胶对改性沥青高温性能上有很大潜质。由延度来看，低温性能更是得以显著提高。从针入度可以看出，改性沥青的粘度和软硬程度都处于较好的范围，符合改性沥青标准。
表2不同温度下复合改性沥青RTFOT老化前后DSR数据
弹性恢复率指标反映了沥青在受力后弹性恢复性能，沥青的弹性恢复能力的提高可以减小载荷作用的残余变形和对路面的损害。加入改性剂后，弹性恢复率提高明显，尤其是加入SBS后弹性恢复较大，分析原因为：SEUG本身是硫化橡胶具有很好的弹性恢复力，SBS为热塑性弹性体，在25℃条件下两种改性剂的加入，定会引起弹性恢复率的改变，而且改性剂掺量越多弹性恢复率越好。
旋转薄膜烘箱老化实验中，质量损失的改变是由轻质油分挥发损失造成，或与大气中氧气的反应造成的。前者使沥青质量减小，质量损失为正值，后者使沥青质量增大，质量损失为负。由表2可以看出，在旋转薄膜烘箱老化后的沥青在质量损失上较小，说明在老化过程中，轻质油分的挥发和氧化反应的进行之间动态改变较小，但不能直接表现和预测老化性能的优劣。
针入度是评价沥青软硬程度和稠度的性能指标。在老化过程中，针入度的改变是由各组分变化引起的。而从表2针入度比可以看出，经老化后的改性沥青针入度均相对于未老化的沥青减小，说明在老化过程中沥青的组分发生了变化：通常是因为沥青质的含量增加，或饱和分和芳香分含量降低而导致针入度下降。加入SEUG的针入度变化较为明显，分析原因为：除了沥青的组分变化外，还有可能为EUG经硫化后加入基质沥青中，相当于带有少量结晶的弹性体改性沥青，而经5h，163℃的旋转薄膜烘箱老化后，SEUG的交联键会发生部分断裂，经室温放置后在25℃条件下进行针入度实验，SEUG恢复少部分结晶，从而使改性沥青的硬度增加，针入度变化幅度较大。
老化后延度变化较明显，由于温度较低，实验在5℃条件下进行的，基质沥青与加入3％SEUG的改性沥青，经老化后5℃延度几乎为零。而加入SBS复合改性沥青的5℃延度得到明显提升，说明基质沥青、3％SEUG改性沥青老化后低温延度性能较差，而复合改性沥青相对较好。分析原因是：在较长时间热的作用下，沥青与热空气充分接触后发生化学键断裂的现象，长支链和不饱和键断裂后，经延度仪拉伸作用，外加温度较低沥青对温度的敏感性增强，使其变硬发脆，在拉伸的过程中分子链与分子链之间的作用力大大减小，从而使低温延度下降明显。
综上所述，加入SEUG、SBS的复合改性沥青，老化后针入度变化幅度减小，说明SBS改善了复合改性沥青的老化性能，而且是随着SBS掺量的增加，针入度比增大。因此也说明两种改性剂之间的确发生了化学反应，且有益于对沥青的改性和老化性能的提高。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。