一种高性能改性沥青及其制备方法与流程

文档序号:12404029阅读:501来源:国知局

本发明涉及化工领域,尤其涉及一种高性能改性沥青。



背景技术:

众所周知沥青路面容易出现高温车辙、疲劳及低温开裂病害现象发生,目前通常采用在普通沥青中添加SBS等高分子聚合物来提高沥青产品的高低温和抗老化性能。然而随着全球气候变暖尤其在南方地区高温天气增多,很多工程项目使用低标号沥青要求基质沥青针入度不大于70(0.1mm),将SBS用量规定在5%以上改性后针入度控制55(0.1mm)以下。使得SBS改性沥青粘度增大135℃粘度往往超过或接近规范不大于3.0Pa.s,大量SBS聚合物的添加使得分散和沥青的相容性变差容易分层。为了满足施工合宜性粘度要求需要不断提高相关施工拌合、压实温度,温度的提高给工人作业环境安全、沥青材料的老化严重影响后期沥青路面使用寿命。另外,现代公路在高温 稳定性、低温抗裂性、抗老化性和耐久性要求越来越高。传统的改性沥青效果性能很难满足目前发展的市场需求。



技术实现要素:

为了克服上述问题,本发明提供了一种具有优异高温稳定性、耐盐雾性、耐老化性,能降低改性沥青高温粘度的改性沥青及其制备方法。

为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:

一种高性能改性沥青,其由下述重量份的原料组成:沥青82份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3.5份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)1.8份、硫化剂0.6份、抗氧剂1.2份、甲基乙基酮3份、防老剂2.4份、甲基酚型酚醛树脂1.7份、环氧植物油0.7份、丙醋酸2.8份、乙酰丙酮酸镍1.5份、二丁酯1.2份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。

所述一种高性能改性沥青的制备方法,它包括以下步骤:

(1)按各原料所占重量份为:沥青70-100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3-7份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)0.01-2份、硫化剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1.5份、甲基乙基酮2-4份、防老剂2-3份、甲基酚型酚醛树脂1-2.5份、环氧植物油0.5-1份、丙醋酸 2-4份、乙酰丙酮酸镍1-3份、二丁酯1-3份;季戊四醇硬脂酸酯1-3份,备用;

(2)将基质沥青装入带有搅拌装置的沥青罐中加热至165℃~180℃,开启搅拌装置并加入0.01-2份EBS;

(3)将SBS、季戊四醇硬脂酸酯1-3份,加入加热后的基质沥青中,开启高速剪切机转速4800-5200r/min剪切1-2h,制成SBS改性沥青;

(4)将温度维持在175°C,添加硫化剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1.5份、防老剂2-3份、丙醋酸 2-4份,在2800-3500r/min的转速下搅拌1个小时;

(5)将温度升至180°C,加入甲基乙基酮2-4份、乙酰丙酮酸镍1-3份、二丁酯1-3份,在转速2200-2500 r/min的转速下搅拌1.5-2个小时;

(6)在相同的转速下加入甲基酚型酚醛树脂1-2.5份、环氧植物油0.5-1份,并在转速1500-1800 r/min的转速下搅拌30分钟;

(7)将上述制得的改性沥青收入储存罐中并进行搅拌均匀,制成高性能改性沥青。

上述技术方案的有益之处在于:

1、本发明的技术方案与现有技术相比有益效果是:SBS改性剂在沥青中分散更加均匀、稳定性更好,在高温软化大于90℃,60℃动力粘度可达79000Pa.s,而添加的甲基酚型酚醛树脂和环氧植物油具有耐盐雾性,使得常温稠度大针入度在55(0.1mm)以下具有耐盐雾性,丙醋酸和乙酰丙酮酸镍之间具有良好的协同增效作用,明显的改进了粘度的性能,降低了改性沥青135℃高温粘度,低温增加了SBS改性沥青分子间相互错位、滑动能力使得低温延展性能不受影响。

2、本发明高性能沥青适用于南方高温地区重载交通道路路面、沿海城市渗排水改性沥青路面,能有效延长改性沥青路面使用寿命,也可用于桥面铺装。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种高性能改性沥青其组份配比为:其由下述重量份的原料组成:沥青82份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3.5份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)1.8份、硫化剂0.6份、抗氧剂1.2份、甲基乙基酮3份、防老剂2.4份、甲基酚型酚醛树脂1.7份、环氧植物油0.7份、丙醋酸2.8份、乙酰丙酮酸镍1.5份、二丁酯1.2份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。

一种高性能改性沥青的制备方法,它包括以下步骤:

(1)选用上述各原料及其重量份备用;

(2)将基质沥青装入带有搅拌装置的沥青罐中加热至175℃,开启搅拌装置并加入1.8份EBS;

(3)将SBS、季戊四醇硬脂酸酯2.7份,加入加热后的基质沥青中,开启高速剪切机转速4900r/min剪切1.4h,制成SBS改性沥青;

(4)将温度维持在175°C,添加硫化剂0.6份、抗氧剂1.2份、防老剂2.4份、丙醋酸 2.8份,在3200r/min的转速下搅拌1个小时;

(5)将温度升至180°C,加入甲基乙基酮3份、乙酰丙酮酸镍1.5份、二丁酯1.2份,在转速2400 r/min的转速下搅拌1.7个小时;

(6)在相同的转速下加入甲基酚型酚醛树脂1.7份、环氧植物油0.7份,并在转速1750 r/min的转速下搅拌30分钟;

(7)将上述制得的改性沥青收入储存罐中并进行搅拌均匀,制成高性能改性沥青。

实施例2

一种高性能改性沥青其组份配比为:其由下述重量份的原料组成:沥青70份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)0.01份、硫化剂0.2份、抗氧剂0.1份、甲基乙基酮2份、防老剂2份、甲基酚型酚醛树脂1.2份、环氧植物油0.5份、丙醋酸3.2份、乙酰丙酮酸镍1份、二丁酯1份;季戊四醇硬脂酸酯1.5份。

一种高性能改性沥青的制备方法,它包括以下步骤:

(1)选用上述各原料及其重量份备用;

(2)将基质沥青装入带有搅拌装置的沥青罐中加热至165℃,开启搅拌装置并加入0.01份EBS;

(3)将SBS、季戊四醇硬脂酸酯1.5份,加入加热后的基质沥青中,开启高速剪切机转速4800r/min剪切1h,制成SBS改性沥青;

(4)将温度维持在175°C,添加硫化剂0.2份、抗氧剂0.1份、防老剂2份、丙醋酸 3.2份,在2800r/min的转速下搅拌1个小时;

(5)将温度升至180°C,加入甲基乙基酮1.2份、乙酰丙酮酸镍1份、二丁酯1份,在转速2200 r/min的转速下搅拌1.5个小时;

(6)在相同的转速下加入甲基酚型酚醛树脂1.2份、环氧植物油0.5份,并在转速1500 r/min的转速下搅拌30分钟;

(7)将上述制得的改性沥青收入储存罐中并进行搅拌均匀,制成高性能改性沥青。

实施例3

一种高性能改性沥青其组份配比为:其由下述重量份的原料组成:沥青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)7份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)2份、硫化剂1份、抗氧剂1.5份、甲基乙基酮4份、防老剂3份、甲基酚型酚醛树脂2.5份、环氧植物油1份、丙醋酸4份、乙酰丙酮酸镍3份、二丁酯3份;季戊四醇硬脂酸酯3份。

一种高性能改性沥青的制备方法,它包括以下步骤:

(1)选用上述各原料及其重量份备用;

(2)将基质沥青装入带有搅拌装置的沥青罐中加热至180℃,开启搅拌装置并加入2份EBS;

(3)将SBS、季戊四醇硬脂酸酯3份,加入加热后的基质沥青中,开启高速剪切机转速5200r/min剪切2h,制成SBS改性沥青;

(4)将温度维持在175°C,添加硫化剂1份、抗氧剂1.5份、防老剂3份、丙醋酸 4份,在3500r/min的转速下搅拌1个小时;

(5)将温度升至180°C,加入甲基乙基酮4份、乙酰丙酮酸镍3份、二丁酯3份,在转速2500 r/min的转速下搅拌2个小时;

(6)在相同的转速下加入甲基酚型酚醛树脂2.5份、环氧植物油1份,并在转速1800 r/min的转速下搅拌30分钟;

(7)将上述制得的改性沥青收入储存罐中并进行搅拌均匀,制成高性能改性沥青。

实施例4

一种高性能改性沥青其组份配比为:其由下述重量份的原料组成:沥青89份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)5份、乙烯基双硬脂酰胺(EBS)1.4份、硫化剂0.5份、抗氧剂0.7份、甲基乙基酮3.1份、防老剂2.4份、甲基酚型酚醛树脂1.8份、环氧植物油0.4份、丙醋酸1.9份、乙酰丙酮酸镍2.2份、二丁酯1.7份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。

一种高性能改性沥青的制备方法,它包括以下步骤:

(1)选用上述各原料及其重量份备用;

(2)将基质沥青装入带有搅拌装置的沥青罐中加热至167℃,开启搅拌装置并加入1.4份EBS;

(3)将SBS、季戊四醇硬脂酸酯2.7份,加入加热后的基质沥青中,开启高速剪切机转速4900r/min剪切2h,制成SBS改性沥青;

(4)将温度维持在175°C,添加硫化剂0.5份、抗氧剂0.7份、防老剂2.4份、丙醋酸 1.9份,在2900r/min的转速下搅拌1个小时;

(5)将温度升至180°C,加入甲基乙基酮1.8份、乙酰丙酮酸镍2.2份、二丁酯1.7份,在转速2100 r/min的转速下搅拌1.6个小时;

(6)在相同的转速下加入甲基酚型酚醛树脂1.8份、环氧植物油0.4份,并在转速1700 r/min的转速下搅拌30分钟;

(7)将上述制得的改性沥青收入储存罐中并进行搅拌均匀,制成高性能改性沥青。

试验一:

粘韧性试验是一种评价改性沥青性能的很好方法,试验时将金属半球的球面浸入沥青中,在25℃条件下,以50mm/min的速度将半球拉出,根据荷重及变形曲线求出粘韧性、韧性的数值。离析试验是将沥青注入直径约25mm、长约200mm的铝管中,在163℃烘箱中储存48小时后,等量切分为上、中、下三段,通过测量上、下两段的软化点差来确定沥青与聚合物之间的储存稳定性或相容性,软化点差小于2.5℃,则认为聚合物改性沥青储存稳定。

本发明软化点、粘韧性按照《公路沥青沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定的方法进行,下面分别对本发明三个实施例所制得的改性沥青和普通改性沥青的性能进行测试,结果参见表1:

表1:

试验结论:

经上述试验及试验结果表可以证明,本发明提供的一种高性能改性沥青及其制备方法,通过实施例1、2或3的原料及制备方法制得的沥青性能明显高于传统沥青的性能,且通过上述表1可知,通过采用实施例2的原料及制备方法制得的沥青实验效果最佳。

试验二:

采用上述实施例4中的原料及制备方法制备出的高性改性沥青,按照T0604-2011、T0606-2011、T0605-2011、T0624-2011、T0625-2011、T0620-2000、T0611-2011、T0607-2011、T0662-2000、T0661-2011和T0609-2011规定的方法进行测试,测试结果如下:

表2

试验结论:

从上述表2中可以看出制备的改性沥青,60℃动力粘度大于50000Pa.s,PG性能等级达到82-22符合高粘改性指标要求可用于OGFC排水沥青路面及重载交通道路沥青路面等特殊场合。

经多次试验表明:

乙烯基双硬脂酰胺(EBS)、甲基乙基酮、甲基酚型酚醛树脂、丙醋酸、乙酰丙酮酸镍和二丁酯按一定的比例复配后,会产生明显的增效作用。丙醋酸、乙酰丙酮酸镍和二丁酯按比例复配后,应用通用的试验方法进行测定,对沥青的动力粘度提升一倍以上,增效显著。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

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