一种高抗车辙的改性沥青及其制备方法与流程

本发明属于沥青材料，具体地，涉及一种高抗车辙的改性沥青及其制备方法。

背景技术：

1、沥青主要由碳、氢、硫、氮、氧和一些微量元素组成，它是由不同的烃类化合物组成的，包括饱和烃、芳香烃和极性化合物。沥青可分为天然沥青和石油沥青。天然沥青是由古老的有机物质在地下经过长时间的高温和高压形成的，石油沥青是从石油中提炼出来的，主要通过减压蒸馏的方法。现实中常用的沥青通常是石油沥青。沥青在室温下是固态或半固态的，但在加热时会变得流动，它对水具有很好的防水性，沥青的粘度随温度的变化而变化。沥青是制造沥青路面的主要材料，它由沥青一些添加剂混合而成。沥青也可以作为屋顶的防水材料，沥青卷材和沥青屋顶材料具有很好的防水性。此外，沥青还有其他方面的应用，如沥青油漆、管道包裹和防腐材料等。随着技术的进步有了改性沥青，如硫磺改性沥青等。

2、现有技术中，硫磺改性沥青在施工会产生有刺激性气味的硫化氢气体，而不进行改性的沥青在车辙因子和复数模量方面均低于硫磺改性沥青。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种高抗车辙的改性沥青及其制备方法，通过将环八硫与聚乙烯进行配合，与酸性改性沥青混合，显著提高其耐热性、车辙因子和耐油性等性能。

2、本发明要解决的技术问题：产生有刺激性气味的硫化氢气体，车辙因子和复数模量方面较低。

3、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

4、一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，包括以下质量分数的成分组成：环八硫配合聚乙烯10％-15％、酸性改性沥青80％-90％、钢渣1％-2％和脱硫胶粉2％-4％。

5、进一步地，环八硫配合聚乙烯包括以下步骤制得：

6、将环八硫研磨至粉末状，超声分散在聚乙烯溶液中，投入到高速剪切机中，在3000rpm-3500rpm的高速剪切下，剪切30min-45min，加入双酚f型环氧树脂，控制反应的温度50℃-60℃和时间30min-45min，反应结束后，在100℃固化炉内进行固化，过滤洗涤，烘干干燥，制得环八硫配合聚乙烯。

7、进一步地，脱硫胶粉包括以下步骤制得：

8、将废橡胶粉加入水溶液中，在氮气的保护下加入过硫化钠，搅拌，控制反应的温度160℃-200℃和时间30min-60min，反应结束后过滤，用蒸馏水洗涤5-8次，烘干干燥，制得脱硫胶粉。

9、所述环八硫、聚乙烯和双酚f型环氧树脂的用量比为(1-2)g：(10-15)m l：(1-5)g。

10、所述废橡胶粉、水和过硫化钠的用量比为(10-15)g：(50-55)m l：(2-3)g。

11、一种高抗车辙的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

12、s1、将沥青原料加入30％硫酸溶液中，在通风橱内搅拌10min-15min，过滤洗涤，得到酸性改性沥青；

13、s2、将酸性改性沥青在160℃-180℃下加热至流动状态，在180℃进行溶胀发育60min-75min，接着以5000rpm-5500rpm剪切发育60min-75min，最后将转速调至4000rpm-4500rpm，加入环八硫配合聚乙烯和三乙基铝发育120min-150min，得到环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青；

14、s3、将环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青、钢渣和脱硫胶粉按质量比称取，投入到混料机中进行充分混合，制得一种高抗车辙的改性沥青。

15、所述步骤s2中酸性改性沥青、环八硫配合聚乙烯和三乙基铝的质量比(10-12)：(2-3)：(0.1-0.3)。

16、所述步骤s3中环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青钢渣和脱硫胶粉的质量比为(90-95)：(1-2)：(2-4)。

17、本发明的有益效果：

18、1、本发明技术方案中，环八硫首先分解为活性的自由基，这些自由基与聚乙烯分子链上的碳原子形成键，从而形成一个新的硫化网络结构。这种结构的形成，使得聚乙烯在高温下不容易熔化，从而提高了其耐热性。同时，这种网络结构也增加了聚乙烯的硬度和刚度，提高了其耐磨性。在施工过程中，由于硫原子在聚乙烯分子链上较为稳定的结合，不会产生大量刺激性的硫化氢气。

19、2、本发明技术方案中，环八硫配合聚乙烯分子在高温下转变为短链段，短链段会攻击经酸性改性后的沥青分子，这些短链段或与沥青链分子耦合，或与沥青链分子嵌段形成更加稳定的三维网状结构，因此，在车辙因子和复数模量方面明显优于基质沥青。此外，疲劳因子也相对于基质沥青较小，高温抗疲劳性显著提高，使用寿命延长。与普通沥青混合料相比，环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青的混合料的ds值增加，高温抗车辙性能显著提高。

技术特征：

1.一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，包括以下质量分数的成分组成：环八硫配合聚乙烯10％-15％、酸性改性沥青80％-90％、钢渣1％-2％和脱硫胶粉2％-4％。

2.根据权利要求1所述的一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，环八硫配合聚乙烯包括以下步骤制得：

3.根据权利要求1所述的一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，脱硫胶粉包括以下步骤制得：

4.根据权利要求1所述的一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，环八硫、聚乙烯和双酚f型环氧树脂的用量比为(1-2)g：(10-15)ml：(1-5)g。

5.根据权利要求4所述的一种高抗车辙的改性沥青，其特征在于，废橡胶粉、水和过硫化钠的用量比为(10-15)g：(50-55)ml：(2-3)g。

6.一种如权利要求1-6任一项所述的高抗车辙的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求7所述的一种高抗车辙的改性沥青的制备方法，其特征在于，步骤s2中酸性改性沥青、环八硫配合聚乙烯和三乙基铝的质量比(10-12)：(2-3)：(0.1-0.3)。

8.根据权利要求7所述的一种高抗车辙的改性沥青的制备方法，其特征在于，步骤s3中环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青、钢渣和脱硫胶粉的质量比为(90-95)：(1-2)：(2-4)。

技术总结
本发明属于沥青材料技术领域，具体地，涉及一种高抗车辙的改性沥青及其制备方法，包括以下质量分数的成分组成：环八硫配合聚乙烯10％‑15％、酸性改性沥青80％‑90％、钢渣1％‑2％和脱硫胶粉2％‑4％。所述制备方法包括以下步骤：S1、将沥青原料加入30％硫酸溶液中，在通风橱内搅拌，过滤洗涤，得到酸性改性沥青；S2、将酸性改性沥青加热至流动状态，溶胀发育，接着剪切发育，最后加入环八硫配合聚乙烯和三乙基铝发育，得到环八硫配合聚乙烯混合酸性改性沥青；S3、混料。环八硫配合聚乙烯分子在高温下转变为短链段，这些短链段或与沥青链分子耦合，或与沥青链分子嵌段形成更加稳定的三维网状结构，因此，在车辙因子和复数模量方面明显优于SBS改性沥青。

技术研发人员：孙林浩,谢珂伟,常诚,徐彩霞,赵惊梅
受保护的技术使用者：河南中部建设工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15