专利名称：一种高弹改性沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及改性浙青及其制备方法，具体涉及一种高弹改性浙青及其制备方法。
背景技术：
改性浙青SMA结构由于具有优良的热稳性，表面粗糙均勻、抗滑，特别是粗骨料嵌挤结构较适应于我国南方地区的高温多雨气候，在高温重载下的抗车辙性能方面具有较大优势，因此在国内常用做钢桥面铺装磨耗层。但是钢桥面铺装浙青混合料的变形明显比路面混合料变形要大，现有改性浙青SMA在低温大变形和反复疲劳变形情况下一般3年左右便会发生纵向开裂或者网裂，这与设计寿命15年相差甚远；另外，根据有限元分析，正交异性钢桥面板最不利荷位发生在U型肋顶部，最不利荷位的上面层混合料会产生负弯矩，这进一步对面层混合料的抗低温变形和抗疲劳开裂性能提出了更高的要求。现在国内改性浙青配方一般通过在改性浙青中添加SBS或SBR高聚物提高改性浙青的高低温性能，如果改性浙青抗低温变形能力或者抗疲劳变形能力需要进一步提高则通过再添加石油系软化剂、脂肪油系软化剂等材料可在一定程度上提高改性浙青的抗低温变形能力和抗疲劳性能。通过以上配方实现的改性浙青变形能力用于路面一般还能满足路用性能要求，但是对于钢桥面这种大变形的柔性结构上一般很快就会发生浙青混合料开裂的病害，目前还没有适用于钢桥面铺装的浙青混合料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗裂性能好的高弹改性浙青。本发明的另一目的在于提供上述高弹改性浙青的制备方法，该制备方法操作简单、适于工业化规模生产。本发明的目的是通过如下技术方案实现的—种高弹改性浙青，其特征在于它是以基质浙青、高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂和稳定剂为原料制得的；所述合成酯类增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二苯辛酯、磷酸三辛酯或磷酸三丁氧基乙酯中的一种或多种任思组合。在研究过程中发现，因合成酯类增塑剂种类繁多，其中很多用于浙青中时要么闪点达不到要求、要么其容易从浙青中析出不互溶、要么对抗低温变形能力的提高不明显、没什么效果，发明人也曾一度怀疑在改性浙青中加入增塑剂是否有效，发明人在合成酯类增塑剂的选择过程中进行了大量的实验工作；最终发现，采用本发明所述的合成酯类增塑剂后，改性浙青及浙青混合料抗低温变形能力和抗疲劳开裂能力均有大幅提高。为了进一步提高本发明改性浙青的抗低温变形能力和抗疲劳开裂能力，上述各原料的用量为基质浙青为100份、高聚物为3-20份、抗老化剂为0. 2-2份、合成酯类增塑剂为3-20份、稳定剂为0. 1-1份，以质量份计。更优选地，上述各原料的用量为基质浙青为100份、高聚物为5-9份、抗老化剂为0. 3-1份、合成酯类增塑剂为6-9份、稳定剂为0. 2-0. 4份，以质量份计。为了更进一步提高本发明改性浙青的抗低温变形能力和抗疲劳开裂能力，上述合成酯类增塑剂由质量比为1 2. 5的邻苯二甲酸二辛酯与磷酸三丁氧基乙酯组成。上述基质浙青优选采用道路用直镏70#或90#基质浙青。研究过程中还发现，在有效提高了浙青的抗开裂性能基础上，若组分配合不当，本发明改性浙青的混合料抗老化性能也不理想，为了增强本发明改性浙青的混合料的抗老化能力，从而更进一步提高本发明改性浙青的综合性能，上述抗老化剂为四季戊四醇酯、 β -丙酸十八碳醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、双季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种任意组合；上述各原料的用量为基质浙青100份、高聚物7份、抗老化剂0. 4份、合成酯类增塑剂7 份、稳定剂0.3份，以质量份计。上述高聚物优选采用热塑性丁苯橡胶SBS、氢化热塑性丁苯橡胶SEBS、丁苯橡胶 SBR中的一种或多种任意组合；上述高聚物进一步优选由质量比为1 1.5 3的热塑性丁苯橡胶SBS、氢化热塑性丁苯橡胶SEBS和丁苯橡胶SBR组成。上述稳定剂优选采用硫磺或过氧化二异丙苯。最优选的，一种高弹改性浙青，它是以100质量份的道路用直镏70#或90#基质浙青、7质量份的高聚物、0. 4质量份的抗老化剂、7质量份的合成酯类增塑剂和0. 3质量份的过氧化二异丙苯为原料制得的；所述合成酯类增塑剂由质量比为1 2. 5的邻苯二甲酸二辛酯与磷酸三丁氧基乙酯组成；所述高聚物由质量比为1 1.5 3的热塑性丁苯橡胶 SBS、氢化热塑性丁苯橡胶SEBS和丁苯橡胶SBR组成；所述抗老化剂为四季戊四醇酯。上述高弹改性浙青的制备方法，按以下步骤进行将上述的基质浙青升温至180°C，依次加入上述的高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂，熔胀30-60分钟(优选溶胀45分钟)，然后用胶体磨高速剪切1-4遍(优选3遍)， 最后加入上述的稳定剂，高速搅拌1-4小时即得。本发明具有如下的有益效果本发明高弹改性浙青制备成浙青混合料特别适合用于钢桥面铺装用，在保证改性浙青高温性能不会大幅降低的情况下，大大提高了改性浙青的抗低温变形能力和抗疲劳性能本发明高弹改性浙青5°C延度相较普通改性浙青提高了约2-3倍，且本发明高弹改性浙青的混合料较常规改性浙青混合料-10°C低温弯曲极限应变提高了近一倍、疲劳寿命提高了 5倍以上，明显延长了钢桥面浙青混合料铺装开裂发生的时间。在验证实验中，普通改性浙青SMA用于大跨径钢桥面铺装3年左右便会出现开裂病害，而目前采用高弹改性浙青的 SMA钢桥面铺装最长使用年限的已达到6年，全桥仍未见任何开裂病害；同时本发明改性浙青抗水损害能力、抗老化能力等综合性能优异，其有效延长了使用了本发明改性浙青的混合料的钢桥面铺装寿命；在目前国内已经在近10座大跨径钢桥面铺装中应用实验中，使用本发明高弹改性浙青配方的浙青混合料无一座钢桥面铺装出现开裂病害。
具体实施例方式以下通过实施例来具体阐述本发明。实施例1将IOOOg中海70#基质浙青升温至180°C，依次加入40gSBS、20gSBR(高聚物)、4g对苯二胺类防老剂(抗老化剂)、50g磷酸二苯辛酯(增塑剂)、30g邻苯二甲酸二丁酯(增塑剂)，熔胀60分钟，然后用胶体磨高速剪切2遍，最后加入3g硫磺，高速搅拌3小时。普通改性浙青改性工艺及配方是将IOOOg中海70#基质浙青升温至180°C，加入 60gSBS,熔胀60分钟，然后用胶体磨高速剪切2遍，最后加入3g硫磺，高速搅拌3小时制得。表1普通改性浙青与实施例1改性浙青各指标比较表
权利要求
1.一种高弹改性浙青，其特征在于它是以基质浙青、高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂和稳定剂为原料制得的；所述合成酯类增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二苯辛酯、磷酸三辛酯或磷酸三丁氧基乙酯中的一种或多种任思组合。
2.如权利要求1所述的高弹改性浙青，其特征在于所述各原料的用量为基质浙青为 100份、高聚物为3-20份、抗老化剂为0. 2-2份、合成酯类增塑剂为3-20份、稳定剂为0. 1-1 份，以质量份计。
3.如权利要求2所述的高弹改性浙青，其特征在于所述各原料的用量为基质浙青为 100份、高聚物为5-9份、抗老化剂为0. 3-1份、合成酯类增塑剂为6-9份、稳定剂为0. 2-0. 4 份，以质量份计。
4.如权利要求3所述的高弹改性浙青，其特征在于所述合成酯类增塑剂由质量比为 1 2. 5的邻苯二甲酸二辛酯与磷酸三丁氧基乙酯组成。
5.如权利要求1 4任一项所述的高弹改性浙青，其特征在于所述基质浙青为道路用直镏70#或90#基质浙青。
6.如权利要求5所述的高弹改性浙青，其特征在于所述抗老化剂为四季戊四醇酯、 β -丙酸十八碳醇酯、硫代二丙酸二月桂酯、双季戊四醇二亚磷酸酯中的一种或多种任意组合；所述各原料的用量为基质浙青100份、高聚物7份、抗老化剂0. 4份、合成酯类增塑剂 7份、稳定剂0. 3份，以质量份计。
7.如权利要求5或6所述的高弹改性浙青，其特征在于所述高聚物为热塑性丁苯橡胶SBS、氢化热塑性丁苯橡胶SEBS、丁苯橡胶SBR中的一种或多种任意组合。
8.如权利要求7所述的高弹改性浙青，其特征在于所述高聚物由质量比为1:1. 5 3 的热塑性丁苯橡胶SBS、氢化热塑性丁苯橡胶SEBS和丁苯橡胶SBR组成；所述稳定剂为硫磺或过氧化二异丙苯。
9.如权利要求1所述的高弹改性浙青，它是以100质量份的道路用直镏70#或90#基质浙青、7质量份的高聚物、0. 4质量份的抗老化剂、7质量份的合成酯类增塑剂和0. 3质量份的过氧化二异丙苯为原料制得的；所述合成酯类增塑剂由质量比为1 :2. 5的邻苯二甲酸二辛酯与磷酸三丁氧基乙酯组成；所述高聚物由质量比为1 :1. 5 3的热塑性丁苯橡胶SBS、 氢化热塑性丁苯橡胶SEBS和丁苯橡胶SBR组成；所述抗老化剂为四季戊四醇酯。
10.如权利要求1 9任一项所述的高弹改性浙青的制备方法，按以下步骤进行 将所述的基质浙青升温至180°C，依次加入所述的高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂，熔胀30-60分钟(优选溶胀45分钟)，然后用胶体磨高速剪切1-4遍(优选3遍)，最后加入上述的稳定剂，高速搅拌1-4小时即得。
全文摘要
一种高弹改性沥青，它是以基质沥青、高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂和稳定剂为原料制得；所述合成酯类增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二苯辛酯、磷酸三辛酯或磷酸三丁氧基乙酯中的一种或多种任意组合。本发明高弹改性沥青制备成沥青混合料特别适合用于钢桥面铺装用，在保证改性沥青高温性能不会大幅降低的情况下，大大提高了改性沥青的抗低温变形能力和抗疲劳性能本发明高弹改性沥青5℃延度相较普通改性沥青提高了约2-3倍，且本发明高弹改性沥青的混合料较常规改性沥青混合料-10℃低温弯曲极限应变提高了近一倍、疲劳寿命提高了5倍以上，明显延长了钢桥面沥青混合料铺装开裂发生的时间。
文档编号E01C7/26GK102408734SQ201110305718
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月11日 优先权日2011年10月11日
发明者徐光红, 郝增恒 申请人:重庆市智翔铺道技术工程有限公司