本发明涉及改性沥青制备技术领域，具体涉及一种耐候性能优的改性沥青及其制备方法。
背景技术：
沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠液体或者是固体，主要含有可溶液三氯乙烯烃类衍生物，其性质和组成随来源和生成方法的不同而变化。沥青同石油一样，是复杂的有机混合物，没有固定的化学成分和物理常数，并且许多油矿物以过渡形式构成连续系列。这就给分类和鉴别带来很多困难。
沥青主要用途是作为基础建设材料、原料和燃料，应用范围如交通运输(道路、铁路、航空等)、建筑业、农业、水利工程、工业(采掘业、制造业)、民用等各部门。现有的沥青虽然也经常用于建筑或公路领域。但是其抗车辙性能和耐候性能较差，这使得沥青或公路的使用周期也相应地缩短。
因此，提供一种耐候性能优的新型沥青成为本领域技术人员亟待解决的技术问题！
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提供了一种耐候性能优的改性沥青及其制备方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。
为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青95-110份、苯并呋喃-茚树脂25-35份、丙烯酸丁二烯共聚物30-45份、六甲基磷酰三胺5-8份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3.2-4.8份、磷酸三苯酯4.5-5.2份、十溴二苯乙烷5.2-6.8份、椰油基葡糖苷6-8份、三羟乙基异氰脲酸酯6-9份、硅石10-15份、白炭黑2.7-4.3份、镁云母2.6-3.2份、偏硅酸钠3.8-5.2份、硼酸锌5.3-6.2份、凹凸棒石6.8-8.3份、乳化剂3.8-5.0份、填料8-12份、分散剂3.6-4.5份、相容剂5.6-7.3份和复合助剂7.8-8.6份。
更进一步地，所述矿物胶体乳化剂选用氢化松香甘油酯或六聚甘油单硬脂酸酯。
更进一步地，所述填料选用纳米碳酸钙或纳米硫酸钡。
更进一步地，所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺或硬脂酸单甘油酯。
更进一步地，所述相容剂选用糠醛抽出油。
更进一步地，所述复合助剂选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)按照质量比2:1混合而成。
一种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
s1、分别将硅石、镁云母、偏硅酸钠、硼酸锌、凹凸棒石和填料分别进行破碎，然后再分别置于研磨机中进行研磨处理，所得的各原料细粉，分别保存备用；
s2、将沥青投入反应釜中，并将反应釜内的温度升高至沥青融化，然后将丙烯酸丁二烯共聚物加入融化状态的沥青中，混合搅拌5-10min后将相容剂和分散剂加入反应釜中，每隔15-20min搅拌一次，每次搅拌10-20min，如此循环3-4次后，将反应釜内所得的混合组分保温陈化35-50min，其中，陈化的温度为180-200℃；
s3、将s2中陈化后的混合组分转入高速剪切机中，每隔10-15min高速剪切15-25min，如此循环3次后所得记为混合液ⅰ；其中剪切的温度设置为150-180℃，所使用的剪切机选用fluko-fa25高速剪切机；
s4、将苯并呋喃-茚树脂加入反应釜中，并升温至使其融化，再将s1中所得的各组分细粉与剩余原料混合搅拌均匀后加入到反应釜中，并通过超声波搅拌设备对其进行超声搅拌30-50min后得到混合液ⅱ；
s5、将混合液ⅱ转入混合液ⅰ中，然后启动高速剪切机，在160-180℃的条件下高速剪切25-40min后，将剪切机内的混合物取出，并再次转入反应釜中，并搅拌40-50min后在自然条件下，冷却至室温，得到比较粘稠的物料，将所得的粘稠物料转入提炼及中，经提炼及提炼后即得改性沥青成品。
更进一步地，所述s5中搅拌速率为1000-5000rpm/min。
采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：
本发明通过采用苯并呋喃-茚树脂与丙烯酸丁二烯共聚物作为改性剂对沥青进行改性，其中糠醛抽出油的使用能引发和促进苯并呋喃-茚树脂与丙烯酸丁二烯共聚物对沥青的改性。使得沥青、苯并呋喃-茚树脂和丙烯酸丁二烯共聚物三者发生化学交联，使得三者以作用力较强的化学键相连接，形成三维网络状的空间结构。不仅能明显提高沥青的抗车辙性能。还能明显改善沥青的抗老化性能、耐候性能和自粘性。其中，六甲基磷酰三胺、2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)三者相互协同，能有效地对太阳光中的紫外线进行吸收，从而有效地减小了紫外线对沥青的损坏，改善了沥青的使用抗老化性能和耐候性能，从而延长了沥青的使用寿命。硼酸锌、硅石和磷酸三苯酯三者相互协同使得本发明制备的沥青具有很好的阻燃性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种耐候性能优的改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青100份、苯并呋喃-茚树脂25份、丙烯酸丁二烯共聚物35份、六甲基磷酰三胺5份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3.5份、磷酸三苯酯4.5份、十溴二苯乙烷5.5份、椰油基葡糖苷6份、三羟乙基异氰脲酸酯7份、硅石10份、白炭黑3.5份、镁云母2.6份、偏硅酸钠4.5份、硼酸锌5.3份、凹凸棒石7.5份、乳化剂3.8份、填料10份、分散剂3.6份、相容剂6.5份和复合助剂7.8份。
所述矿物胶体乳化剂选用氢化松香甘油酯。
所述填料选用纳米碳酸钙。
所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺。
所述相容剂选用糠醛抽出油。
所述复合助剂选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)按照质量比2:1混合而成。
一种耐候性能优的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
s1、分别将硅石、镁云母、偏硅酸钠、硼酸锌、凹凸棒石和填料分别进行破碎，然后再分别置于研磨机中进行研磨处理，所得的各原料细粉，分别保存备用；
s2、将沥青投入反应釜中，并将反应釜内的温度升高至沥青融化，然后将丙烯酸丁二烯共聚物加入融化状态的沥青中，混合搅拌5min后将相容剂和分散剂加入反应釜中，每隔15min搅拌一次，每次搅拌10min，如此循环3次后，将反应釜内所得的混合组分保温陈化35min，其中，陈化的温度为180℃；
s3、将s2中陈化后的混合组分转入高速剪切机中，每隔10min高速剪切15min，如此循环3次后所得记为混合液ⅰ；其中剪切的温度设置为150℃，所使用的剪切机选用fluko-fa25高速剪切机；
s4、将苯并呋喃-茚树脂加入反应釜中，并升温至使其融化，再将s1中所得的各组分细粉与剩余原料混合搅拌均匀后加入到反应釜中，并通过超声波搅拌设备对其进行超声搅拌30-50min后得到混合液ⅱ；
s5、将混合液ⅱ转入混合液ⅰ中，然后启动高速剪切机，在160℃的条件下高速剪切25min后，将剪切机内的混合物取出，并再次转入反应釜中，并搅拌40min后在自然条件下，冷却至室温，得到比较粘稠的物料，将所得的粘稠物料转入提炼及中，经提炼及提炼后即得改性沥青成品。
所述s5中搅拌速率为1000rpm/min。
实施例2：
一种耐候性能优的改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青95份、苯并呋喃-茚树脂30份、丙烯酸丁二烯共聚物30份、六甲基磷酰三胺6份、十二烷基二甲基苄基氯化铵3.2份、磷酸三苯酯4.8份、十溴二苯乙烷5.2份、椰油基葡糖苷7份、三羟乙基异氰脲酸酯6份、硅石12份、白炭黑2.7份、镁云母2.8份、偏硅酸钠3.8份、硼酸锌5.5份、凹凸棒石6.8份、乳化剂4.0份、填料8份、分散剂4.0份、相容剂5.6份和复合助剂8.0份。
所述矿物胶体乳化剂选用六聚甘油单硬脂酸酯。
所述填料选用纳米硫酸钡。
所述分散剂选用硬脂酸单甘油酯。
所述相容剂选用糠醛抽出油。
所述复合助剂选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)按照质量比2:1混合而成。
一种耐候性能优的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
s1、分别将硅石、镁云母、偏硅酸钠、硼酸锌、凹凸棒石和填料分别进行破碎，然后再分别置于研磨机中进行研磨处理，所得的各原料细粉，分别保存备用；
s2、将沥青投入反应釜中，并将反应釜内的温度升高至沥青融化，然后将丙烯酸丁二烯共聚物加入融化状态的沥青中，混合搅拌5min后将相容剂和分散剂加入反应釜中，每隔15min搅拌一次，每次搅拌15min，如此循环3次后，将反应釜内所得的混合组分保温陈化40min，其中，陈化的温度为180℃；
s3、将s2中陈化后的混合组分转入高速剪切机中，每隔10min高速剪切20min，如此循环3次后所得记为混合液ⅰ；其中剪切的温度设置为160℃，所使用的剪切机选用fluko-fa25高速剪切机；
s4、将苯并呋喃-茚树脂加入反应釜中，并升温至使其融化，再将s1中所得的各组分细粉与剩余原料混合搅拌均匀后加入到反应釜中，并通过超声波搅拌设备对其进行超声搅拌40min后得到混合液ⅱ；
s5、将混合液ⅱ转入混合液ⅰ中，然后启动高速剪切机，在170℃的条件下高速剪切30min后，将剪切机内的混合物取出，并再次转入反应釜中，并搅拌45min后在自然条件下，冷却至室温，得到比较粘稠的物料，将所得的粘稠物料转入提炼及中，经提炼及提炼后即得改性沥青成品。
所述s5中搅拌速率为3000rpm/min。
实施例3：
一种耐候性能优的改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青110份、苯并呋喃-茚树脂30份、丙烯酸丁二烯共聚物45份、六甲基磷酰三胺7份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4.8份、磷酸三苯酯5.0份、十溴二苯乙烷6.8份、椰油基葡糖苷7份、三羟乙基异氰脲酸酯9份、硅石14份、白炭黑4.3份、镁云母3.0份、偏硅酸钠5.2份、硼酸锌6.0份、凹凸棒石8.3份、乳化剂4.5份、填料12份、分散剂4.3份、相容剂7.3份和复合助剂8.5份。
所述矿物胶体乳化剂选用氢化松香甘油酯。
所述填料选用纳米碳酸钙。
所述分散剂选用乙烯基双硬脂酰胺。
所述相容剂选用糠醛抽出油。
所述复合助剂选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)按照质量比2:1混合而成。
一种耐候性能优的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
s1、分别将硅石、镁云母、偏硅酸钠、硼酸锌、凹凸棒石和填料分别进行破碎，然后再分别置于研磨机中进行研磨处理，所得的各原料细粉，分别保存备用；
s2、将沥青投入反应釜中，并将反应釜内的温度升高至沥青融化，然后将丙烯酸丁二烯共聚物加入融化状态的沥青中，混合搅拌10min后将相容剂和分散剂加入反应釜中，每隔20min搅拌一次，每次搅拌20min，如此循环4次后，将反应釜内所得的混合组分保温陈化45min，其中，陈化的温度为190℃；
s3、将s2中陈化后的混合组分转入高速剪切机中，每隔15min高速剪切20min，如此循环3次后所得记为混合液ⅰ；其中剪切的温度设置为170℃，所使用的剪切机选用fluko-fa25高速剪切机；
s4、将苯并呋喃-茚树脂加入反应釜中，并升温至使其融化，再将s1中所得的各组分细粉与剩余原料混合搅拌均匀后加入到反应釜中，并通过超声波搅拌设备对其进行超声搅拌45min后得到混合液ⅱ；
s5、将混合液ⅱ转入混合液ⅰ中，然后启动高速剪切机，在170℃的条件下高速剪切35min后，将剪切机内的混合物取出，并再次转入反应釜中，并搅拌45min后在自然条件下，冷却至室温，得到比较粘稠的物料，将所得的粘稠物料转入提炼及中，经提炼及提炼后即得改性沥青成品。
所述s5中搅拌速率为4000rpm/min。
实施例4：
一种耐候性能优的改性沥青，由以下重量份的原料制成：沥青105份、苯并呋喃-茚树脂35份、丙烯酸丁二烯共聚物40份、六甲基磷酰三胺8份、十二烷基二甲基苄基氯化铵4.0份、磷酸三苯酯5.2份、十溴二苯乙烷6.0份、椰油基葡糖苷8份、三羟乙基异氰脲酸酯8份、硅石15份、白炭黑4.0份、镁云母3.2份、偏硅酸钠5.0份、硼酸锌6.2份、凹凸棒石8.0份、乳化剂5.0份、填料11份、分散剂4.5份、相容剂7.0份和复合助剂8.6份。
所述矿物胶体乳化剂选用六聚甘油单硬脂酸酯。
所述填料选用纳米硫酸钡。
所述分散剂选用硬脂酸单甘油酯。
所述相容剂选用糠醛抽出油。
所述复合助剂选用2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮与4，4-硫代双(6-叔丁基对甲酚)按照质量比2:1混合而成。
一种耐候性能优的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
s1、分别将硅石、镁云母、偏硅酸钠、硼酸锌、凹凸棒石和填料分别进行破碎，然后再分别置于研磨机中进行研磨处理，所得的各原料细粉，分别保存备用；
s2、将沥青投入反应釜中，并将反应釜内的温度升高至沥青融化，然后将丙烯酸丁二烯共聚物加入融化状态的沥青中，混合搅拌10min后将相容剂和分散剂加入反应釜中，每隔20min搅拌一次，每次搅拌20min，如此循环4次后，将反应釜内所得的混合组分保温陈化50min，其中，陈化的温度为200℃；
s3、将s2中陈化后的混合组分转入高速剪切机中，每隔15min高速剪切25min，如此循环3次后所得记为混合液ⅰ；其中剪切的温度设置为180℃，所使用的剪切机选用fluko-fa25高速剪切机；
s4、将苯并呋喃-茚树脂加入反应釜中，并升温至使其融化，再将s1中所得的各组分细粉与剩余原料混合搅拌均匀后加入到反应釜中，并通过超声波搅拌设备对其进行超声搅拌50min后得到混合液ⅱ；
s5、将混合液ⅱ转入混合液ⅰ中，然后启动高速剪切机，在180℃的条件下高速剪切40min后，将剪切机内的混合物取出，并再次转入反应釜中，并搅拌50min后在自然条件下，冷却至室温，得到比较粘稠的物料，将所得的粘稠物料转入提炼及中，经提炼及提炼后即得改性沥青成品。
所述s5中搅拌速率为5000rpm/min。
检测结果：
分别对照组(市售普通沥青)和实验组(本发明中的实施例1、2、3和4制备的改性沥青)做相应的性能测试，测试结果见下表：
从表格中的数据可以看出，通过本发明制备的耐高温的改性沥青在抗车辙性能和耐候性能等方面均优于对照组，表明本发明制备的耐改性沥青的性能更优，更适宜推广。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。