CN101037539A - 一种耐油性改性沥青及其制备方法 - Google Patents

一种耐油性改性沥青及其制备方法 Download PDF

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高涛
吴少鹏
陈亮
李文超
赵明星
雅重庆
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Abstract

本发明涉及一种耐油性改性沥青及其制备方法。一种耐油性改性沥青，其特征是它由沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料组成；各原料所占质量百分比为：沥青84～98.4、聚合物改性剂1～10、层状硅酸盐粘土0.5～5、交联助剂0.1～1。耐油性改性沥青的制备方法是：先用聚合物改性剂对沥青进行改性，然后将层状硅酸盐粘土和交联助剂加入到熔融的沥青中，维持温度为150～200℃，并在500～6000rpm/min转速下搅拌2～5小时，制得耐油性改性沥青。本发明所得到的耐油性改性沥青具有优良的耐油性。

Description

一种耐油性改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种耐油性改性沥青及其制备方法。
背景技术
近些年来以沥青混凝土铺装的公路越来越多，铺装体系不仅需要具有良好的抗滑性能和耐久性能，还应具有一定的抗油性，因为沥青路面在运营过程中很容易遭受车辆油污的侵蚀，尤其是在机场和加油站等特殊地段。对于被污染的路面，沥青会从混合料中被溶解浸析出来，使路面变软，骨料间的粘结力下降，路面结构变松散，最终被浸析出来的沥青从道路表面损失掉，造成路面的各种破坏，极大地损害了沥青路面的使用性能，缩短了它的使用寿命，增加了养护费用。因此，道路用沥青应当具有一定的耐燃料(汽油、柴油)油品溶解浸蚀的能力。然而，迄今关于改善沥青耐油性的研究还非常少。
中国专利CN 1611552提供了一种耐油沥青组合物及其制备方法。该沥青组合物在使用交联剂条件下，先用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体(SBS)对基质沥青改性，再将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)加入到改性沥青中继续反应来改善沥青的耐油性能。由于该沥青组合物主要是依靠ABS树脂来提高其耐油性，而ABS树脂在混合物中用量少且其本身耐油性有限，因此该沥青混合物的耐油性难以得到显著提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有优良耐油性的耐油性改性沥青及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种耐油性改性沥青，其特征是它由沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料组成；各原料所占质量百分比为：沥青84～98.4、聚合物改性剂1～10、层状硅酸盐粘土0.5～5、交联助剂0.1～1。
所述的沥青是道路石油沥青，其软化点为40～65℃，25℃针入度大于40。
所述的聚合物改性剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体、丁苯橡胶中的任意一种或二种的混合物，混合时为任意比。
所述的层状硅酸盐粘土为蒙脱土或累托石，蒙脱土的细度为200～600目，累托石的细度为200～600目。
所述的交联助剂为硫黄、硫黄给予体中的任意一种或二种的混合物，混合时为任意比。
所述的蒙脱土为普通的钠基蒙脱土或经过有机化改性处理的有机化蒙脱土。所述的累托石为普通的累托石或经过有机化改性处理的有机化累托石。
上述一种耐油性改性沥青的制备方法，其特征是按如下步骤进行：
(1)按各原料所占质量百分比为：沥青84～98.4、聚合物改性剂1～10、层状硅酸盐粘土0.5～5、交联助剂0.1～1选取沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料，备用；
(2)加热沥青至150～200℃，添加聚合物改性剂，开动剪切搅拌机，在1000～6000rpm的转速下高速搅拌0.5～1小时，保持温度为150～200℃；
(3)加入层状硅酸盐粘土，保持温度为150～200℃，在1000～6000rpm的转速下高速搅拌0.5～1小时；
(4)加入交联助剂，保持温度为150～200℃，将搅拌速度降低至500～1000rpm，继续搅拌1～3小时，制成耐油性改性沥青。
本发明的有益效果如下：通过在沥青中加入聚合物，先制得聚合物改性沥青，然后加入层状硅酸盐粘土，通过熔体混合使聚合物和沥青分子插层进入硅酸盐片层中，或促使硅酸盐片层剥离，形成沥青/粘土插层和/或剥离型纳米复合，利用层状硅酸盐粘土片层优良的阻隔性能，阻止各种油类物质对沥青的溶解浸蚀，从而显著提高聚合物改性沥青的耐油性，延长沥青路面的使用寿命。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
将3.5份(质量份，下同)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体(SBS)加到93.4份已升温至170℃的沥青(软化点47℃，针入度75)中，保持温度为160～170℃，在5000rpm的转速下搅拌1h，加入3份钠基蒙脱土(粒径为325目)，保持温度为160～170℃，在3000rpm的转速下搅拌1h，再加入0.1份硫黄，保持温度为160～170℃，将搅拌速度调至800rpm，保持温度为160～170℃，继续搅拌2h，即得到一种耐油性SBS改性沥青。该改性沥青在柴油中浸泡30min，质量损失为5.4％。
对比试验：将3.5份SBS加入到96.4份上述沥青中，硫黄用量为0.1份，钠基蒙脱土为0份。制备工艺与实施例1相同。所制得的改性沥青在柴油中浸泡30min，质量损失为13％。
实施例2：
将5份丁苯橡胶(SBR)加到92.7份已升温至160℃的沥青(软化点45℃，针入度71)中，保持温度为160～170℃，在3000rpm的转速下搅拌1h，加入2份有机化蒙脱土(粒径为500目)，保持温度为160～170℃，在3000rpm的转速下搅拌反应1h，再加入0.3份二硫化四甲基秋兰姆，将搅拌速度调至1000rpm，保持温度为160～170℃，搅拌1h，即得到耐油性SBR改性沥青。该改性沥青在汽油中浸泡10min，质量损失为8.1％。
实施例3：
将3份SBS和3份SBR加到88.65份已升温至180℃的沥青(软化点46℃，针入度85)中，保持温度为170～175℃，在5000rpm的转速下搅拌40分钟；加入5份累托石(粒径为400目)，保持温度为170～175℃，在3000rpm的转速下搅拌反应1h；再加入0.35份硫黄，将搅拌速度调至500rpm，保持温度为170～175℃，搅拌1.5h，即得到一种耐油性改性沥青。该改性沥青在柴油中浸泡30min，质量损失为6.2％。
实施例4：
将8份SBR加到88.2份已升温至160℃的沥青(软化点47℃，针入度91)中，保持温度为160～170℃，在5000rpm的转速下搅拌30分钟；加入3份有机化累托石(粒径为250目)，保持温度为160～170℃，在3000rpm的转速下搅拌反应1h；再加入0.3份硫黄和0.5份二硫化四甲基秋兰姆，将搅拌速度调至700rpm，保持温度为160～170℃，搅拌3h，即得到耐油性SBR改性沥青。该改性沥青在柴油中浸泡30min，质量损失为6.7％。
实施例5：
一种耐油性改性沥青的制备方法，按如下步骤进行：
(1)按各原料所占质量百分比为：沥青84、聚合物改性剂10、层状硅酸盐粘土5、交联助剂1选取沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料；所述的沥青是道路石油沥青，其软化点为40℃，25℃针入度为41；所述的聚合物改性剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体；所述的层状硅酸盐粘土为钠基蒙脱土，钠基蒙脱土的细度为200目；所述的交联助剂为硫黄；
(2)加热沥青至150℃，添加聚合物改性剂，开动剪切搅拌机，在1000rpm的转速下高速搅拌1小时，保持温度为150℃；
(3)加入层状硅酸盐粘土，保持温度为150℃，在1000rpm的转速下高速搅拌1小时；
(4)加入交联助剂，将搅拌速度降低至500rpm，保持温度为150℃，搅拌反应1小时，制成耐油性改性沥青。
实施例6：
一种耐油性改性沥青的制备方法，按如下步骤进行：
(1)按各原料所占质量百分比为：沥青98.4、聚合物改性剂1、层状硅酸盐粘土0.5、交联助剂0.1选取沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料；所述的沥青是道路石油沥青，其软化点为65℃，25℃针入度为80；所述的聚合物改性剂是丁苯橡胶；所述的层状硅酸盐粘土为钠基蒙脱土，钠基蒙脱土的细度为600目；所述的交联助剂为硫黄给予体(如二硫化四甲基秋兰姆)；
(2)加热沥青至200℃，添加聚合物改性剂，开动剪切搅拌机，在6000rpm的转速下高速搅拌0.5小时，保持温度为200℃；
(3)加入层状硅酸盐粘土，保持温度为200℃，在6000rpm的转速下高速搅拌0.5小时；
(4)加入交联助剂，将搅拌速度降低至1000rpm，保持温度为200℃，搅拌反应3小时，制成耐油性改性沥青。

Claims (8)

1.一种耐油性改性沥青，其特征是它由沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料组成；各原料所占质量百分比为：沥青84～98.4、聚合物改性剂1～10、层状硅酸盐粘土0.5～5、交联助剂0.1～1。
2.根据权利要求1所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的沥青是道路石油沥青，其软化点为40～65℃，25℃针入度大于40。
3.根据权利要求1所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的聚合物改性剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段热塑性弹性体、丁苯橡胶中的任意一种或二种的混合物，混合时为任意比。
4.根据权利要求1所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的层状硅酸盐粘土为蒙脱土或累托石，蒙脱土的细度为200～600目，累托石的细度为200～600目。
5.根据权利要求1所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的交联助剂为硫黄、硫黄给予体中的任意一种或二种的混合物，混合时为任意比。
6.根据权利要求4所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的蒙脱土为普通的钠基蒙脱土或经过有机化改性处理的有机化蒙脱土。
7.根据权利要求4所述的一种耐油性改性沥青，其特征在于：所述的累托石为普通的累托石或经过有机化改性处理的有机化累托石。
8.如权利要求1所述的一种耐油性改性沥青的制备方法，其特征是按如下步骤进行：
(1)按各原料所占质量百分比为：沥青84～98.4、聚合物改性剂1～10、层状硅酸盐粘土0.5～5、交联助剂0.1～1选取沥青、聚合物改性剂、层状硅酸盐粘土和交联助剂原料，备用；
(2)加热沥青至150～200℃，添加聚合物改性剂，开动剪切搅拌机，在1000～6000rpm的转速下高速搅拌0.5～1小时，保持温度为150～200℃；
(3)加入层状硅酸盐粘土，保持温度为150～200℃，在1000～6000rpm的转速下高速搅拌0.5～1小时；
(4)加入交联助剂，保持温度为150～200℃，将搅拌速度降低至500～1000rpm，继续搅拌1～3小时，制成耐油性改性沥青。
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