本发明涉及路用材料
技术领域：
，具体涉及一种路用特种改性沥青及其制备方法。
背景技术：
：沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。随着现代交通的发展，传统沥青路面的性能越来越难以满足要求。因沥青中存在芳香族和不饱和化合物，沥青组合物对氧化敏感。结果，其机械性能随时间降低。例如，在道路应用中，机械性能的降低表现为裂缝形成，道路上的坑洼。因此，希望尽可能地保持沥青随时间的机械性能。另外，随着城市的发展，道路噪声越来越影响人们的生活质量，而道路噪声主要来自于车辆轮胎与路面之间的摩擦所产生的接触噪音，如何减少与车辆轮胎接触过程中所产生的噪音，越来越被人们关注。技术实现要素：本发明提出了一种路用特种改性沥青及其制备方法，其使延伸度和软化温度得到改善，减少了路面与交通工具之间的滚动噪声，同时还减少了改性沥青的固化时间。本发明涉及改性沥青，其包含以下重量份数的组分：基础沥青70-85份、氢氧化物xoh1-8份，其中x＝na，ca，mg，li或k、二醇化合物1-3份、灰分2-5份、至少一种烃粘合剂的颗粒混合物1-3份和至少一种胺添加剂3-5份。其中所述改性沥青基本上不含可皂化和皂化的羧酸。作为优化，氢氧化物xoh选自naoh和koh，并且优选为naoh。作为优化，所述二醇化合物选自短链二醇、eg(乙二醇)、1,4-bd(1,4-丁二醇)、1,5-pd(1,5-戊二醇)、1,6-hd(1,6-己二醇)和chdm(1,4-环己烷二甲醇)中的至少一种。作为优化，所述颗粒混合物选自填料、细骨料、砂、细砂、粗砂、碎屑聚集体、砾石骨料、碎石、粉尘骨料或其混合物。作为优化，所述颗粒混合物满足以下条件：a)80-90％重量的颗粒混合物组分具有小于6.0mm的尺寸；b)70-85％重量的颗粒混合物组分具有小于4.8mm的尺寸；c)45-78％重量的颗粒混合物组分具有小于3.5mm的尺寸；d)20-40％重量的颗粒混合物组分具有小于2mm的尺寸；e)15-30％重量的颗粒混合物组分具有小于1mm的尺寸；f)11-16％重量的颗粒混合物组分具有小于0.8mm的尺寸；g)8-12％重量的颗粒混合物组分具有小于0.3mm的尺寸；h)5-8％重量的颗粒混合物组分具有小于0.12mm的尺寸。作为优化，所述灰分为：25％-85％的zno、10％-55％的sio2、2％-8％的fe2o3和2％-5％的mgo；所述胺添加剂选自胺、二胺、多胺、烷基酰氨基胺、酰胺多胺和咪唑啉。作为优化，胺添加剂选自式i的胺：其中：r是饱和或不饱和的，取代或未取代的，任选支化或环状的具有8-24个碳原子的烃基，例如衍生自牛油脂肪酸或妥尔油脂肪酸；r1和r2可以相同或不同，选自氢或具有1-24个碳原子的烃基；r1和r2优选选自氢或甲基。作为优化，胺添加剂选自式ii的二胺、多胺：r-(nh-l)n—nh2(ii)其中：r与上面(i)中的含义相同；l表示具有1至6个碳原子的直链或支链烃基，例如l是-(ch2)m-，m＝1,2或3，并且n是大于或等于1的整数，特别是n是1至6的整数。作为优化，胺添加剂选自式iii的烷基酰氨基胺：其中：r，r1，r2和l具有与(i)和(ii)中相同的含义。作为优化，胺添加剂选自式iv的酰胺多胺、咪唑啉：rco-(nh-l)p-nh2(iv)其中：r和l具有与上述(i)和(ii)中相同的含义，p是大于或等于1的整数，特别是p是1至10的整数。作为优化，胺添加剂选自包含下式脂肪链的酰胺多胺：rco-(nh-l)p-nh2(iv)其中：p是大于或等于1的整数，特别是p是1到10的整数；l是具有1至6个碳原子的直链或支链烃基，例如l是-(ch2)m-，m＝1,2或3，r是饱和或不饱和的，取代或未取代的，任选支化的具有8-24个碳原子的烃基。作为优化，所述改性沥青还包含烯烃聚合物。所述烯烃聚合物包含：(a)乙烯和(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物，其选自乙烯和选自丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯的单体的无规和嵌段共聚物，优选包含10％至15.7％重量，优选12％至14.3％重量，更优选13％重量的乙烯；(b)乙烯、单体a和单体b的三元共聚物；单体a选自乙酸乙烯酯、(c1-c6)烷基丙烯酸酯如甲基丙烯酸酯，单体b选自丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；特别地，三元共聚物包含0.5％至10％重量，优选5％至8％重量，更优选6％重量的单体a、1％至10％重量，优选2％至5％重量的单体b、其余部分由衍生自乙烯的单元形成。作为优化，所述改性沥青还包含弹性体，所述弹性体选自sb共聚物(苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物)，sbs(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物苯乙烯)，sis(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)，sbs*(嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯星)，sbr(苯乙烯-b-丁二烯橡胶)，epdm(乙烯丙烯二烯改性)。作为优化，所述改性沥青基本上不含可皂化和皂化的羧酸。“基本上不含”一组组分，意味着该改性沥青含有至多0.05％重量，优选至多0.01％重量的所述组分。“基本上不含可皂化和皂化的羧酸”是指，如果在改性沥青中存在一种或几种羧酸，则羧酸的总量相对于所述改性沥青的总重量不超过0.05％重量，优选不超过0.01％重量。可皂化的羧酸尤其可以是含有约12至约24个碳原子的饱和或不饱和的支链或直链脂肪酸。可皂化羧酸包括硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸及其混合物。一种路用特种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)将基础沥青、氢氧化物xoh、二醇化合物、灰分、颗粒混合物和胺添加剂加入熔融混合设备中；(2)将熔融混合设备的加工温度设置为150-200℃、剪切转速设置为3000-5000rpm，混合60-90min；(3)将熔融混合设备混合后的混合物通过挤出机挤出；(4)采用冷却设备对挤出后的混合物进行冷却，储存、包装。本发明所取得的有益技术效果是：(1)本发明将胺添加剂和氢氧化物xoh(x＝na，ca，mg，li或k)引入改性沥青中。与相同等级的改性沥青相比，延伸度和软化温度得到改善。另外，当用于道路时，粘合力和抗裂性以及坑洼形成得到保持甚至改善。(2)本发明使用满足特定粒度分布的颗粒混合物，具有良好的吸音性，以便最小化路面与交通工具之间的滚动噪声。(3)本发明将灰分引入改性沥青中，因灰分具有胶结性质，液态水可以与灰分反应以完成水合过程，使得液态水被除去，这样减少了改性沥青的固化时间。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。实施例1一种改性沥青，其包含以下重量份数的组分：基础沥青75份、氢氧化物xoh3份，其中x＝na，ca，mg，li或k、二醇化合物1份、灰分3份、至少一种烃粘合剂的颗粒混合物2份和至少一种胺添加剂3份。一种路用特种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)将基础沥青、氢氧化物xoh、二醇化合物、灰分、颗粒混合物和胺添加剂加入熔融混合设备中；(2)将熔融混合设备的加工温度设置为170℃、剪切转速设置为3500rpm，混合70min；(3)将熔融混合设备混合后的混合物通过挤出机挤出；(4)采用冷却设备对挤出后的混合物进行冷却，储存、包装。实施例2一种改性沥青，其包含以下重量份数的组分：基础沥青80份、氢氧化物xoh5份，其中x＝na，ca，mg，li或k、二醇化合物2份、灰分4份、至少一种烃粘合剂的颗粒混合物3份和至少一种胺添加剂4份。一种路用特种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)将基础沥青、氢氧化物xoh、二醇化合物、灰分、颗粒混合物和胺添加剂加入熔融混合设备中；(2)将熔融混合设备的加工温度设置为180℃、剪切转速设置为4000rpm，混合80min；(3)将熔融混合设备混合后的混合物通过挤出机挤出；(4)采用冷却设备对挤出后的混合物进行冷却，储存、包装。实施例3一种改性沥青，其包含以下重量份数的组分：基础沥青85份、氢氧化物xoh7份，其中x＝na，ca，mg，li或k、二醇化合物2份、灰分1份、至少一种烃粘合剂的颗粒混合物1份和至少一种胺添加剂3份一种路用特种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：(1)将基础沥青、氢氧化物xoh、二醇化合物、灰分、颗粒混合物和胺添加剂加入熔融混合设备中；(2)将熔融混合设备的加工温度设置为200℃、剪切转速设置为5000rpm，混合90min；(3)将熔融混合设备混合后的混合物通过挤出机挤出；(4)采用冷却设备对挤出后的混合物进行冷却，储存、包装。对比例1除原料中不含灰分，其它制备工艺与实施例3一致。对比例2除原料中不含烃粘合剂的颗粒混合物，其它制备工艺与实施例3一致。对比例3除原料中不含胺添加剂和氢氧化物xoh，其它制备工艺与实施例3一致。对比例4以市售普通改性沥青为对比例4.实验例1对实施例1-3和对比例1-4制备的沥青进行性能测试，测试方法参照gb/t494-2010，测试结果见下表1。表1改性沥青性能测试结果注：上表1中所示的噪声水平的结果对应于以90km/h的速度行驶的车辆，并且在20℃温度下以分贝表示。从上表1中可以看出，对比例1因没有添加灰分，其固化时间明显高于实施例1-3；对比例2因没有添加烃粘合剂的颗粒混合物，其噪音明显高于实施例1-3；对比例3因没有添加胺添加剂和氢氧化物xoh，其5℃延度和软化点明显低于实施例1-3。实验例2分别将熔融混合设备的加工温度设置为170℃、180℃、190℃，剪切转速设置为3500rpm，混合70min，制得的改性沥青编号为t1、t2、t3性能如下表2：项目针入度(mm)软化点(℃)5℃延度(cm)t154.285.235.1t254.685.635.5t354.185.135.0表2加工温度为170℃、180℃、190℃改性沥青性能测试结果从上表2可以看出，加工温度在180℃时，制得的改性沥青性能最好。实验例3分别将熔融混合设备的混合时间设置为60min、80min、90min，剪切转速设置为3500rpm，加工温度为180℃，制得的改性沥青编号为m1、m2、m3性能如下表3：项目针入度(mm)软化点(℃)5℃延度(cm)m154.085.135.2m254.585.535.6m354.185.235.1表3混合时间为60min、80min、90min改性沥青性能测试结果从上表3可以看出，混合时间为80min时，制得的改性沥青性能最好。实验例4分别将熔融混合设备的剪切转速设置为3000rpm、4000rpm、5000rpm，混合时间为80min，加工温度为180℃，制得的改性沥青编号为s1、s2、s3性能如下表4：项目针入度(mm)软化点(℃)5℃延度(cm)s154.185.235.3s254.785.635.7s354.085.035.0表4剪切转速为3000rpm、4000rpm、5000rpm改性沥青性能测试结果从上表4可以看出，剪切转速为4000rpm时，制得的改性沥青性能最好。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。当前第1页12