树脂复合改性高粘沥青制备方法与流程

本发明专利涉及沥青的技术领域，具体而言，涉及树脂复合改性高粘沥青制备方法。

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，是高粘度有机液体的一种，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。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种，其中，煤焦沥青是炼焦的副产品；石油沥青是原油蒸馏后的残渣；天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

近年来，透水沥青路面以其良好的排水、降噪、抗滑等路用性能，在北京、上海、深圳等多个城市的主干道、快速路上得到广泛应用。为保证透水沥青混合料具有较好的高温抗车辙性能、耐久性及抗飞散性能，需采用高粘改性沥青作为胶结料。

现有技术中，为了实现更好性能的高粘沥青，采用多种制备方法进行制备，但是目前的制备方法均存在制备步骤繁琐以及操作麻烦的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供树脂复合改性高粘沥青制备方法，旨在解决现有技术中，高粘沥青的制备存在制备步骤繁琐以及操作麻烦的问题。

本发明是这样实现的，树脂复合改性高粘沥青制备方法，包括以下制备步骤：

1)、称量改性剂、树脂粘韧性助剂以及颗粒性稳定剂；

2)、将基质沥青加热至不低于180℃，直至基质沥青熔融；将熔融状的基质沥青置于盛样器中，将所述盛样器继续加热，保持盛样器的温度高于180℃；

3)、搅拌所述盛样器内的基质沥青，且在搅拌的过程中，连续投入改性剂，基质沥青与改性剂混合形成混合物；

4)、将所述混合物连续搅拌30min～60min后，改性剂在基质沥青中溶胀；

5)、所述改性剂在基质沥青中溶胀完成后，连续搅拌所述混合物，在混合物中投入树脂粘韧性助剂；

6)、往所述盛样器的混合物中投入颗粒性稳定剂，连续搅拌所述混合物，且在搅拌的过程中，将所述盛样器的外表面进行覆盖保温处理；

7)、持续搅拌盛样器内的混合物不低于2h，停止搅拌以后，将盛样器内的混合物静置不低于2h，形成树脂复合改性高粘沥青；

8)、取样盛样器内的树脂复合改性高粘沥青进行检测，判断各项指标是否符合技术要求，待用。

进一步的，所述改性剂包括星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；在所述制备步骤3)中，先均匀投入线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，再投入星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，且当所述星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物投放完毕后，提高搅拌速度范围至5000r/min～5500r/min之间。

进一步的，在所述制备步骤3)中，将盛样器置于搅拌机中，所述搅拌机具有搅拌头；所述搅拌头伸入盛样器的混合物中，所述搅拌头距离盛样器的底部的距离小于混合物的深度的1/3。

进一步的，在投入所述改性剂的过程中，所述搅拌头的搅拌速度范围为2000r/min～2500r/min之间。

进一步的，所述树脂粘韧性助剂包括低分子量树脂和高分子量树脂；在所述制备步骤5)中，当所述改性剂在基质沥青中溶胀完成后，先往混合物内投入低分子量树脂，再投入高分子量树脂；在投入树脂粘韧性助剂的过程中，所述搅拌头的搅拌速度范围为2500r/min～3500r/min之间。

进一步的，在所述制备步骤2)中，所述盛样器放置在电热套中，所述电热套包裹在所述盛样器的外部，使所述盛样器中的基质沥青的温度不低于180℃。

进一步的，所述树脂复合改性高粘沥青的配方组成为：所述基质沥青占88.6％～91.6％，所述改性剂占6.5％～8.5％，所述树脂粘韧性助剂占1.8％～2.6％，所述颗粒状稳定剂占0.1％～0.3％。

进一步的，所述盛样器中具有盛放基质沥青的容置腔，所述容置腔的上部具有连通容置腔的上部开口；所述搅拌机包括机体，所述机体具有朝下竖直布置的搅拌棒，所述搅拌棒的下端具有用于搅拌所述容置腔内的基质沥青的所述搅拌头，所述机体具有水平布置且用于放置盛样器的升降板，所述升降板水平布置，所述搅拌头位于所述升降板的上方；所述升降板具有朝上布置的上端面，所述升降板的上端面放置有所述电热套，所述电热套中具有上部开口的加热腔，所述加热腔的内侧壁上覆盖有电热片，所述电热片上设置有热电偶；所述盛样器放置在所述加热腔中，所述盛样器的外表面抵接着所述电热片，所述盛样器的上部延伸出所述加热腔。

进一步的，所述电热套的上部具有多个安装孔，多个所述安装孔环绕在所述加热腔的上部开口的外周布置，所述安装孔的底部设置有弹簧，所述安装孔中设置有活动的定位柱，所述定位柱的下端抵接着弹簧，所述定位柱的上端延伸出所述安装孔外；所述盛样器的上部的外周设置有朝下布置的台阶环，所述台阶环环绕所述盛样器的外周布置；当所述盛样器放置在所述加热腔中，所述台阶环抵接在所述定位柱的上端。

进一步的，所述搅拌头的外周设置有多个搅拌刀片，多个所述搅拌刀片环绕所述搅拌头的外周布置；所述搅拌刀片的内端连接在所述搅拌头的外周，所述搅拌头的外端背离所述搅拌头朝外延伸，所述搅拌刀片呈弧形弯曲状，所述搅拌刀片的中部朝向所述搅拌棒的转动方向凸出弯曲；所述搅拌刀片具有朝向所述搅拌棒转动方向的切割侧边；所述搅拌刀片具有朝上布置的上端面，沿着所述搅拌棒的转动方向，所述搅拌刀片朝下倾斜布置；所述搅拌刀片的上端面设置有多个导向槽，多个所述导向槽沿着所述搅拌刀片内端至外端的方向间隔布置；所述导向槽分别贯通所述搅拌刀片的两侧边。

与现有技术相比，本发明提供的树脂复合改性高粘沥青制备方法，将基质沥青加热熔融，基质沥青熔融后，不断进行搅拌，且在搅拌的过程中，先后往基质沥青内加入改性剂、树脂粘韧性助剂以及颗粒状稳定剂，然后静置形成树脂复合改性高粘沥青，最后对树脂复合改性高粘沥青进行检测，以判断是否满足技术要求，整个制备过程简单，操作也方便。

附图说明

图1是本发明提供的树脂复合改性高粘沥青的制备流程图；

图2是本发明提供的搅拌机的主视示意图；

图3是本发明提供的搅拌刀片的主视示意图。

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，以下结合附图及实施例，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。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图所示，为本发明提供的较佳实施例。

树脂复合改性高粘沥青制备方法，包括以下制备步骤：

1)、称量改性剂、树脂粘韧性助剂以及颗粒性稳定剂；

2)、将基质沥青加热至不低于180℃，直至基质沥青熔融；将熔融状的基质沥青置于盛样器103中，将盛样器103继续加热，保持盛样器103的温度高于180℃；

3)、搅拌盛样器103内的基质沥青，且在搅拌的过程中，连续投入改性剂，基质沥青与改性剂混合形成混合物；

4)、将混合物连续搅拌30min～60min后，改性剂在基质沥青中溶胀；

5)、改性剂在基质沥青中溶胀完成后，连续搅拌混合物，在混合物中投入树脂粘韧性助剂；

6)、往盛样器103的混合物中投入颗粒性稳定剂，连续搅拌混合物，且在搅拌的过程中，将盛样器103的外表面进行覆盖保温处理；

7)、持续搅拌盛样器103内的混合物不低于2h，停止搅拌以后，将盛样器103内的混合物静置不低于2h，形成树脂复合改性高粘沥青；

8)、取样盛样器103内的树脂复合改性高粘沥青进行检测，判断各项指标是否符合技术要求，待用。

上述提供的树脂复合改性高粘沥青制备方法，将基质沥青加热熔融，基质沥青熔融后，不断进行搅拌，且在搅拌的过程中，先后往基质沥青内加入改性剂、树脂粘韧性助剂以及颗粒状稳定剂，然后静置形成树脂复合改性高粘沥青，最后对树脂复合改性高粘沥青进行检测，以判断是否满足技术要求，整个制备过程简单，操作也方便。

改性剂包括星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物以及线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物；在制备步骤3)中，先均匀投入线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，再投入星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，且当星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物投放完毕后，提高搅拌速度范围至5000r/min～5500r/min之间。

在制备步骤3)中，将盛样器103置于搅拌机中，搅拌机具有搅拌头110；搅拌头110伸入盛样器103的混合物中，搅拌头110距离盛样器103的底部的距离小于混合物的深度的1/3。

在投入改性剂的过程中，搅拌头110的搅拌速度范围为2000r/min～2500r/min之间，使高温的基质沥青旋涡状运动又不飞溅为宜。

树脂粘韧性助剂包括低分子量树脂和高分子量树脂；在制备步骤5)中，当改性剂在基质沥青中溶胀完成后，先往混合物内投入低分子量树脂，再投入高分子量树脂；在投入树脂粘韧性助剂的过程中，搅拌头110的搅拌速度范围为2500r/min～3500r/min之间。

选用两种分子量不同的高分子合成树脂作为树脂粘韧性助剂，其分子结构中都含有羟基和醚键等活性基团，固体含量100％，反应过程中进一步生成新的—oh和—o—，使改性后的高粘改性沥青具有很高的内聚力和粘附力。

本实施例中，基质沥青以泰国石化irpc70#道路石油沥青为主。泰国石化irpc70#道路石油沥青、粘韧性助剂要经过混溶性试验选择，混溶性不好，易离析，储存性差，混溶性太好会降低高粘沥青的动力粘度，起不到增粘的作用，所以选择混溶性适中的树脂粘韧性助剂，有利于提高储存稳定性的同时又能提高60℃动力粘度。

通过改性剂和树脂粘韧性助剂掺量由低到高进行试验，每组配方制备完成后先检测60℃动力粘度和135℃运动粘度，合格后再进行其他指标的测试。经过多组试验对比，试制工艺和方法调整，严格检测，和市售同类产品对比，最终成功试验配制出一种储存稳定性好、离析慢、不降解的树脂复合改性高粘沥青，其韧性、粘韧性良好，60℃动力粘度尤为突出，超过11万pa*s，远高于市售高粘改性沥青的6-8万pa*s，另外耐腐蚀性能良好。

选用国产颗粒型稳定剂，稳定剂的作用能降低基质沥青与改性剂、树脂粘韧性助剂之间的界面能，也促进改性剂相的分散，并阻止改性剂的凝聚，强化相间的结合。

盛样器103放置在电热套102中，电热套102包裹在盛样器103的外部，使盛样器103中的基质沥青的温度不低于180℃。利用加热套102对盛样器103的加热，使得盛样器103内的基质沥青处于保温状态。

树脂复合改性高粘沥青的配方组成为：基质沥青占88.6％～91.6％，改性剂占6.5％～8.5％，树脂粘韧性助剂占1.8％～2.6％，颗粒状稳定剂占0.1％～0.3％。

2016年7月复合改性高粘沥青应用于深圳市大鹏新区大鹏基因库ogfc-13透水沥青路面，大鹏基因库透水沥青工程全长1.6km，4cm厚ogfc透水路面，共用树脂复合改性高粘沥青124吨。摊铺完成后用无核密度仪检测压实度良好，孔隙率在19-23％之间，透水性良好，混合料动稳定度车辙试验达到9026次/mm，远超《公路沥青路面施工技术规范》中不小于3000次/mm的要求。通车一年整，未出现明显车辙、水损害等现象，复合改性高粘沥青路用性能良好。

表1

利用上述的树脂复合改性高粘沥青制备方法，制备获得的树脂复合改性高粘沥青，其技术指标如上表所示。

本实施例中，盛样器102中具有盛放基质沥青的容置腔，容置腔的上部具有连通容置腔的上部开口，通过容置腔的上部开口，将基质沥青以及其他材料置于容置腔内。

利用搅拌机对基质沥青进行搅拌，搅拌机包括机体100，机体100具有朝下竖直布置的搅拌棒105，搅拌棒105在电机的带动下转动。搅拌棒105的下端具有搅拌头110，机体100具有水平布置且用于放置盛样器102的升降板101，升降板101水平布置，搅拌头110位于升降板101的上方。

当需要搅拌时，升降板101带动盛样器102朝上移动，直至搅拌棒105下端的搅拌头110置于容置腔的基质沥青中，从而搅拌棒105转动，带动搅拌头110对基质沥青搅拌。在实际运用中，可以将搅拌头110伸入至距离容置腔底部1/3高度的位置。

将盛样器102放置在升降板101上，由升降板101驱动上下移动，当需要搅拌时，升降板101驱动盛样器102朝上移动，直至搅拌棒105的搅拌头110置于容置腔中的基质沥青中，搅拌棒105转动，驱动搅拌头110搅拌基质沥青，结构简单，便于操作，大大提高搅拌的效率。

升降板101具有朝上布置的上端面，升降板101的上端面放置有电热套102，电热套102中具有上部开口的加热腔，加热腔的内侧壁上覆盖有电热片，电热片上设置有热电偶，这样，通过热电偶对电热片进行加热。盛样器102放置在加热腔中，盛样器102的外表面抵接着电热片，这样，电热片导热至盛样器102的内部，使得处于盛样器102内的基质沥青处于加热状态，便于搅拌，且加热的温度也可以控制。为了便于取放盛样器102，盛样器102的上部延伸出加热腔。

升降板101的上表面设置有凹槽，凹槽的内侧壁覆盖有隔热层，电热套102的下部嵌入在凹槽中，使得电热套102可以稳固置于升降板101上，避免升降板101在移动的过程中，或者，在搅拌的过程中，出现电热套102倾斜等问题；另外，电热套102的底部抵压在隔热层上，可以起到隔热的作用，保护升降板101，且避免热量流失。

电热套102的上部具有多个安装孔，多个安装孔环绕在加热腔的上部开口的外周布置，安装孔的底部设置有弹簧，安装孔中设置有活动的定位柱104，定位柱104的下端抵接着弹簧，定位柱104的上端延伸出所述安装孔外。这样，朝下抵压定位柱104，弹簧收缩，定位柱104朝下移动，当消除抵压在定位柱104上的外力时，在弹簧的作用下，定位柱104则朝上复位。

盛样器102的上部的外周设置有朝下布置的台阶环，台阶环环绕盛样器102的外周布置；当盛样器102放置在加热腔中，台阶环抵接在定位柱104的上端。这样，在活动的定位柱104的定位下，可以保证盛样器102的外周抵接着加热腔内侧壁上的电热片，并且，可以起到减震的作用。

盛样器102的底部与加热腔的底部具有间隔，可以保证盛样器102自平衡，使得盛样器102的外周与电热片完整抵接，且便于盛样器102的取放。

搅拌头110的外周设置有多个搅拌刀片107，多个搅拌刀片107环绕搅拌头110的外周布置；搅拌刀片107的内端连接在搅拌头110的外周，搅拌头110的外端背离搅拌头110朝外延伸，搅拌刀片107呈弧形弯曲状，搅拌刀片107的中部朝向搅拌棒105的转动方向凸出弯曲；搅拌刀片107具有朝向搅拌棒105转动方向的切割侧边。

当搅拌棒105转动时，由于切割侧边凸出弯曲布置，可以利用切割侧边搅拌剪切基质沥青，达到更好的搅拌效果，且更为有效的减小搅拌棒105转动的阻力。

搅拌刀片107具有朝上布置的上端面，沿着搅拌棒105的转动方向，搅拌刀片107朝下倾斜布置。搅拌刀片107的上端面呈倾斜状，可以增大搅拌刀片107转动时的搅拌范围，达到更大范围的搅拌。

搅拌刀片107的上端面设置有多个导向槽109，多个导向槽109沿着搅拌刀片107内端至外端的方向间隔布置，导向槽109分别贯通搅拌刀片107的两侧边。这样，搅拌刀片107在搅拌剪切的同时，利用导向槽109起到基质沥青倒流的作用，减小搅拌阻力，另外，导向槽109间隔布置，也可以对基质沥青起到进一步剪切搅拌的作用，实现多方向搅拌剪切。

沿着搅拌棒105的转动方向，导向槽109自外而内弧形弯曲布置，且导向槽109的深度逐渐减小，导向槽109的宽度逐渐缩小。这样，可以加大导向槽109对基质沥青的进一步搅拌剪切。

搅拌刀片107的外端朝外延伸有弯曲钩108，弯曲钩108呈弧形状，弯曲钩108的中部背离搅拌轴的转动方向弧形凸出。这样，在搅拌刀片107搅拌的过程中，由于弯曲钩108的弯曲方向与搅拌刀片107的弯曲方向相反，可以利用弯曲钩108对搅拌刀片107范围之外的基质沥青进一步搅拌剪切。

搅拌头110具有朝下延伸搅拌刀片107下方的延伸段，沿自上而下的方向，延伸段呈锥形状。这样，当搅拌棒105转动时，延伸段不会形成较大转动阻力，且延伸段呈锥形状，在搅拌棒105的中心位置，可以形成转动涡流中心，加大搅拌刀片107搅拌范围之外的基质沥青朝内拥挤，更为有利于搅拌。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。