CN101074321A - 路面沥青常温改性添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于路面沥青常温改性的添加剂及其制备方法，它由高分子聚合物5－15份、填充油20－40份，轻馏分油35－70份，增粘树脂3－12份，阻燃剂1－3份，交联剂0.1－0.5份等经两步工艺加工而成。与现有技术相比，本发明添加剂能够在常温下溶解沥青并对沥青进行改性，无需加热设备常温下可与石料拌合进行施工，不污染环境，同时由于阻燃剂交联剂存在，保障使用安全性和添加剂体系稳定性。而且常温改性的添加剂能显著提高路面沥青耐侯性和耐温性，及低温抗裂性，延长路面使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于路面沥青常温改性的添加剂及其制备方法，适用常温拌合和施工的路面沥青材料中。
背景技术
传统的路面沥青改性多采用热加工工艺，即将高分子改性剂和助剂投入加热熔融的热沥青中在较高温度下对沥青进行改性，改性沥青产品送入贮罐保温备用。这种工艺生产改性沥青适合规模较大的批量生产和地点集中、工程较大的路面铺筑和维修施工。而在路面使用过程中，为保证公路交通的畅通，往往需要对路面坑洞，松散、裂缝和剥落等损坏进行及时修补，地点分散，工程量小，沥青需求量少，热加工生产改性沥青和热拌合混合料施工很不方便，而且受气候和季节的限制，特别是寒冷的冬季和多雨的季节，道路修补施工困难。
CN1442452A公开了一种施工方便快捷的冷补沥青混合料及其制造方法，首先以重油和石油树脂剪切混炼制得组分A；再用溶剂油、丁苯橡胶混炼制得组分B；用柴油或煤油或汽油、热塑丁苯橡胶、环烷油制得组分C；将组分A、B、C混合再与RC-10矿物油反应制得冷补添加剂，该添加剂与熔融道路沥青混炼制得冷补沥青结合料，熔融的沥青结合料与矿料拌合制成冷补沥青混合料，该冷补沥青混合料施工方便快捷，不受气候限制。但冷补沥青结合料的生产需要多个合成步骤来完成，其成分和生产工艺均比较复杂，生产成本较高。而且冷补混合料贮存中易结块，影响起使用性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种组分配比合理，制备过程简单，使用方便、安全，性能稳定的路面沥青常温改性添加剂。以及本发明改性添加剂在路面沥青中的应用。
本发明路面沥青常温改性添加剂以重量计包括以下组分：
高分子聚合物 5-15份
填充油 20-40份
轻馏分油 35-70份
增粘树脂 3-12份
阻燃剂 1-3份
交联剂 0.1-0.5份
根据使用的需要，还可以加入防老剂、抗剥离剂、增塑剂等添加剂中的一种或几种。一般情况下，上述添加剂的重量含量为：
防老剂 0.1％-2.0％
抗剥离剂 0.1％-2.0％
增塑剂 0.5％-3.0％
上述高分子聚合物可以是丁苯热塑弹性体(SBS)和丁苯橡胶(SBR)、氢化丁苯热塑弹性体(SEBS)及其他适合沥青改性的高分子材料等一种或几种。
上述的填充油可以是芳香基橡胶填充油和富含芳烃的精制抽出油等的一种或几种。
上述的轻馏分油为汽油、柴油、煤油或溶剂油等轻质馏分油的一种或几种。
上述的增粘树脂可以是C5-C9石油树脂和松香变性增粘树脂、萜烯树脂、苯乙烯萜烯树脂、辛基酚醛增粘树脂、古马隆树脂等的一种或几种。
上述的阻燃剂是三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵阻燃剂和高效复合阻燃剂中的一种或几种。
上述的交联剂选自单质硫、含单质硫的组合物和有机硫化合物中一种或几种。
上述的增塑剂是邻苯二甲酸二辛脂、对苯二甲酸二辛脂、乙二酸二辛脂、邻苯二甲酸异丁脂和邻苯二甲酸二丁脂中的一种或几种。
上述的防老剂可以是2，6二特丁基-4-甲基酚、四季戊四醇酯等一种或几种。
上述的抗剥离剂：市场售胺类或非胺类沥青抗剥离剂的一种或几种。
本发明路面沥青常温改性添加剂制备过程如下：
1、将高分子聚合物5-15份、增粘树脂3-12份和交联剂0.1-0.5份加入填充油中，在100-120℃搅拌反应器中，反应0.5-1.0小时。
2、然后温度降到60-80℃左右，在将轻馏分油35-70份和阻燃剂1-3份，加入，继续反应0.5-1.0小时，制得均匀稳定的路面沥青常温改性添加剂。使用添加剂时，增塑剂、防老剂可以在第1步骤加入，抗剥离剂可以在第2步骤加入。
本发明改性添加剂在路面沥青中的应用，按适宜比例加入路面沥青中，40-60℃下搅拌混合均匀制得常温改性沥青。该改性沥青常温下易流动，可与石料在常温下拌合，随时用于道路修补施工。
该发明的常温沥青改性添加剂的优点是：
1、不需特殊生产设备、生产工艺简单，无污染，而且使用安全、贮存稳定。
2、常温溶解沥青并对其改性，可显著改善路面沥青的高温稳定性和低温抗裂性等流变学性能。延长路面使用寿命。
3、可在常温下改性沥青，改性后沥青无需加热设备可常温与石料拌合，施工方便快捷，使用安全，无污染，不受季节的限制随时用于路面修补施工，适用范围广。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步说明本发明的方案和效果。
实施例1、2、3制备方法如下(各原料重量比例按表1中所述)：
1)将一定重量份的高分子聚合物SBS(分子量20万左右)、芳香基橡胶填充油KA8012(芳烃含量≥80％，运动粘度10-14mm2/s)，C9石油树脂(软化点约110℃)，增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂，交联剂为单质硫，在105℃下搅拌反应1.0小时。
表1本发明路面沥青常温改性添加剂组成及含量(重量份)
| 配料 | 实施1 | 实施2 | 实施3 | 实施4 | 实施5 | 实施6 | 实施7 | |
| 高分子材料增粘树脂填充油轻馏分油阻燃剂增塑剂交联剂抗剥离剂防老剂 | SBSSBRC9石油树脂松香改性树芳香基填充精制抽出油煤油柴油汽油 | 5.012.030.0501.50.15 | 10.09.040.0401.50.15 | 14.03.025551.51.50.15 | 10.07.020601.50.15 | 5.03.010.02535202.00.15 | 10.03.04.0151520301.50.3 | 10.03.04.0151520301.50.150.30.5 |
2)温度降到70℃左右，再加入一定重量份的煤油和阻燃剂，继续反应0.5小时，制得均匀稳定的液态常温沥青改性添加剂。
3)取添加剂28重量份，与针入度92的基质沥青72重量份，50℃下搅拌混合0.5小时，得到均匀稳定的常温易流动的改性沥青。
实施例4制备方法如下：
参照实施例1制备添加剂和改性沥青，不同的是增粘树脂为松香改性树脂(软化点约85℃)。
实施例5制备方法如下：
参照实施例1制备添加剂和改性沥青，不同是高分子材料选用热塑弹性体SBS和丁苯橡胶SBR复合使用，轻馏分油为汽油和煤油混合油。
实施例6制备方法如下：
1)将一定重量份的高分子聚合物SBS(分子量20万左右)、填充油为芳香基橡胶填充油KA8012和精制抽出油(馏程＞350℃，芳烃含量＞70％)重量比1∶1混合物，松香改性树脂(软化点约85℃)和C9石油树脂(软化点约110℃)，增塑剂为邻苯二甲酸二辛脂，交联剂为单质硫，在120℃下搅拌反应，0.5小时。
2)温度降到60℃左右，再加入一定重量份的柴油、煤油和阻燃剂继续反应0.5小时，制得均匀稳定的液态常温沥青改性添加剂。
3)取添加剂28重量份，与针入度92的基质沥青72重量份，50℃下搅拌混合0.5小时，得到均匀稳定的常温易流动的改性沥青。
实施例7制备方法如下：
参照实施例6制备添加剂和改性沥青，不同的是在第一步骤填加了防老剂(2，6二特丁基-4-甲基酚)0.5％(添加剂重量计)。在第二步骤填加了抗剥离剂(AST-3石油沥青抗剥离剂)0.3％(添加剂重量计)。
实施例1、2、3、4、5、6、7制备的常温改性沥青60℃粘度分别2.2Pa.s、2.6Pa.s、4.1Pa.s、3.2Pa.s、2.0Pa.s、2.4Pa.s、2.5Pa.s，常温下易流动，可常温用于路面修筑施工。
Claims (10)
1、一种路面沥青常温改性添加剂，以重量计包括以下组分：
高分子聚合物 5-15份
填充油 20-40份
轻馏分油 30-60份
增粘树脂 3-12份
阻燃剂 1-3份
交联剂 0.1-0.5份。
2、按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于还含有增塑剂、防老剂、抗剥离剂中的一种或几种。
3、按照权利要求2所述的添加剂，其特征在于所述的防老剂重量含量为0.1％-2.0％，所述的抗剥离剂重量含量为0.1％-2.0％，所述增塑剂的重量含量为0.5％-3.0％。
4、按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于所述的高分子聚合物是丁苯热塑弹性体(SBS)和丁苯橡胶(SBR)、氢化热塑弹性体(SEBS)及其他适合沥青改性的高分子材料中一种或几种，所述的填充油是芳香基橡胶填充油和富含芳烃的精制抽出油中的一种或几种，所述的轻馏分油为汽油、柴油和煤油中的一种或几种，所述的增粘树脂是C5-C9石油树脂和松香变性增粘树脂、萜烯树脂、苯乙烯萜烯树脂、辛基酚醛增粘树脂、古马隆树脂中的一种或几种。
5、按照权利要求1所述的添加剂，特征在于所述的阻燃剂是三(2，3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、三聚氰胺磷酸盐、聚磷酸铵阻燃剂和高效复合阻燃剂中的一种或几种；交联剂为选自单质硫、含单质硫的组合物和有机硫化合物中一种或几种。
6、按照权利要求2所述的添加剂，其特征在于所述的防老剂是2，6二特丁基-4-甲基酚、四季戊四醇酯中的一种或几种，所述抗剥离剂是胺类或非胺类沥青抗剥离剂中一种或几种；所述的增塑剂是邻苯二甲酸二辛脂、对苯二甲酸二辛脂、乙二酸二辛脂、邻苯二甲酸异丁脂和邻苯二甲酸二丁脂中的一种或几种。
7、一种权利要求1所述添加剂的制备方法，包括以下过程：
(1)将高分子聚合物、增粘树脂、交联剂加入填充油中，在100-120℃搅拌反应器中，反应0.5-1.0小时；
(2)然后温度降到60-80℃，加入轻馏分油和阻燃剂，继续反应0.5-1.0小时，制得均匀稳定的路面沥青常温改性添加剂。
8、按照权利要求7所述的方法，其特征在于在第(1)步中加入防老剂、增塑剂，在第(2)步骤中加入抗剥离剂。
9、权利要求1～6任一添加剂在路面沥青中的应用。
10、按照权利要求9所述的应用，其特征在于按适宜比例将添加剂加入路面沥青中，40-60℃下搅拌混合均匀制得常温改性沥青。
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