CN101177534A - 高粘沥青改性剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高粘沥青改性剂的配方及其应用，按重量份组成为：热塑性弹性体3～10份；橡胶类聚合物3～10份；热塑性树脂3～10份；硫化剂0.05～0.3份，优选苯乙烯－丁二烯－苯乙烯共聚物、丁苯橡胶、松香树脂和硫磺。本发明的高粘沥青改性剂生产工艺简单，可以用来制备黑色和彩色高粘沥青，用来铺筑黑色和彩色降噪排水路面，降低了城市噪音污染，提高路面摩擦系数，醒目的颜色起到良好的警示作用，提高了雨天行车的安全性；本发明的高粘沥青改性剂，所需原材料来源广泛、生产工艺简单，适用性广泛。

Description

高粘沥青改性剂
【技术领域】
本发明涉及的是高粘沥青改性剂，它适用于制备黑色和彩色高粘沥青，用来铺筑高等级道路，特别涉及的是黑色和彩色降噪排水性路面的铺筑。
【背景技术】
降噪排水路面是一种开级配、大空隙率的路面结构，它可以降低车辆在道路行驶时所产生的噪音，提高车辆刹车时的摩擦系数，缩短刹车距离，而且还可以将降雨时的路面积水渗入到下面的不透水层，并且将水通过路肩部位快速排走，从而减轻了积水对路面结构造成的损害，这种路面结构也可降低雨天车辆高速行驶时路面的眩光现象和水膜平滑现象，提高行车安全性。应力吸收层是一种新型路面结构，它可以有效降低路面改造过程中，原路面产生的反射裂缝；而且具有防渗水功能，避免路表的水分下渗到路基层，造成对路基的破坏。
降噪排水路面在实际应用中有很多优点，但是由于结构特殊，路面空隙率达到18～25％左右，而一般密级配沥青混凝土路面的空隙率仅为3％～6％，所以这就对铺路用沥青胶结料的性能提出了更高要求。主要原因：①沥青胶结料必须具有较高的粘度，以增加胶结料与集料的粘结力，防止表面集料在车轮荷载作用下飞散。②大空隙率路面结构增加了沥青胶结料与日光和空气接触的机会，为防止由此产生的老化，包裹集料的沥青薄膜要有足够的厚度。③由于雨水等往混合料体的浸透，为确保耐水性，沥青对集料应有很好的粘附性。④在重交通道路上应用时，混合料应具有较高的抗塑性变形能力，要求沥青胶结料具有较高软化点和粘附性。
因此要求铺筑降噪排水性路面用的沥青胶结料应符合如下要求，其中聚合物占混合物的重量百分比足够使所形成的沥青胶结料具有如下特征：针入度(25℃)40～80(1/10mm)，最好是40～60(1/10mm)；软化点60～105℃，最好是80～100℃；延度(15℃)，50～150cm，最好50～130cm；60℃粘度10000～200000Pa·s，最好是20000～100000Pa·s；韧度(25℃)大于20N·m，最好大于25N·m；抗拉强度(25℃)大于15N·m，最好大于20N·m。
【发明内容】
本发明的目的是针对一般沥青胶结料的性能不能满足铺筑降噪排水路面和应力吸收层的特殊要求，提供一种原料来源广泛、制备过程简单的高粘沥青改性剂，利用该改性剂所制备高粘沥青完全可以满足上述路面结构的要求。
一种高粘沥青改性剂，按重量份组成为：热塑性弹性体3～10份；橡胶类聚合物3～10份；热塑性树脂3～10份；硫化剂0.05～0.3份。
上述热塑性弹性体主要是指乙烯基芳香单体与含有至少两个未饱和烯烃的脂肪族单体聚合形成的嵌段共聚物，为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)，其中SBS由于具有良好的变形自恢复性及裂缝自愈性而成为首选物质。
上述橡胶类聚合物选自共轭二烯均聚物或共轭二烯与可聚合的乙烯基芳香单体形成的共聚物，可使用许多众所周知的天然橡胶或合成橡胶，如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)或是丙烯腈-丁二烯共聚物(ABR)等，其中优选的是有苯乙烯与丁二烯聚合形成的共聚物-丁苯橡胶。
上述热塑性树脂是一种固态树脂，其软化点为50～150℃，其中优选的是松香树脂。
上述硫化剂是硫磺、硫化物及硫磺给予体的一种，其中优选的是硫磺。
本发明的高粘沥青改性剂可以用来铺筑黑色和彩色降噪排水路面，降低了城市噪音污染，提高路面摩擦系数，醒目的颜色起到良好的警示作用，提高了雨天行车的安全性。本发明的高粘沥青改性剂，所需原材料来源广泛、生产工艺简单，适用性广泛。
【具体实施方式】
将SBS、SBR、松香树脂和硫磺按照5∶3∶8∶0.15的比例进行称量，然后将四种物质放入高速混料机中进行充分混合，四种物质充分混匀后将物料加入到双螺杆挤出机中进行加热挤出，挤出的条形改性剂在进行冷却和吹干以后，送入切粒机中进行切粒，所切好的颗粒就是高粘沥青改性剂。
所制得的高粘沥青改性剂可以根据实际工程的需要，加入到重交70号基质沥青或彩色沥青胶结料当中，制备所需要的高粘沥青或高粘沥青胶结料；也可以直接和石料一起投入到沥青混合料拌和锅或拌和楼当中进行拌和，再先后加入沥青或胶结料以及矿粉进行生产高粘沥青混合料。
实施例中使用的各组分生产厂家为：
SBS                              中国石化岳阳石化有限公司
SBR                              淄博高氏科工贸有限公司
松香树脂                         浙江开化县诚信树脂厂
升华硫                           天津市大茂化学试剂厂
实施例：
利用ESSO70号基质沥青和高粘沥青改性剂按照88∶12的比例进行生产的高粘沥青，相关试验数据如下表所示：
一、高粘沥青改性剂制备高粘沥青测试数据
检测项目   黄色高粘沥青改性剂制备的高粘沥青   黑色高粘沥青改性剂制备的高粘沥青   国家相关标准
  软化点(℃)   92   91   ＞80
  针入度(25℃，0.1mm)   42   42   ＞40
  针入度指数PI   3.2   2.7   ≥+0.2
  延度(15℃，cm)   ＞100   ＞100   ＞50
  135℃粘度(Pa·s)   2.175   2.213   ＜3.0
  粘韧性(N·m)   26.9   31.4   ＞20
  韧性(N·m)   19.0   21.2   ＞15
  薄膜加热质量变化率(％)   0.27   0.28   ≤0.6
  薄膜加热针入度残留率(％)   85   85   ≥65
  60℃动力粘度(Pa·s)   36700   38600   ＞20000
二：高粘沥青改性剂制备高粘沥青混合料测试数据
  检测项目   黄色高粘沥青改性剂制备高粘沥青   国家相关标准
  油石比   4.5   实测
  稳定度(kN)   4.5   ＞3.5
  流值(0.1mm)   29   20--40
  空隙率(％)   21   18--25
  析漏试验质量损失率(％)   0.25   ＜0.3
  飞散试验质量损失率(％)   13   ＜20
  动稳定度(％)   7850   ＞3000
  冻融劈裂强度比(％)   91   ＞80
从以上实验数据来看，利用高粘沥青改性剂所制备的高粘沥青和高粘沥青混合料在各个方面的性能表现都十分优异，完全达到国家对于高粘沥青和高粘沥青混合料的相关技术要求。

Claims (5)

1.一种高粘沥青改性剂，按重量份组成为：热塑性弹性体3～10份；橡胶类聚合物3～10份；热塑性树脂3～10份；硫化剂0.05～0.3份。
2.根据权利要求1所述的高粘沥青改性剂，其中，热塑性弹性体是指乙烯基芳香单体与含有至少两个未饱和烯烃的脂肪族单体聚合形成的嵌段共聚物，包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物由于具有良好的变形自恢复性及裂缝自愈性而成为首选物质。
3.根据权利要求1所述的高粘沥青改性剂，其中，橡胶类聚合物是共轭二烯均聚物或共轭二烯与可聚合的乙烯基芳香单体形成的共聚物，包括许多众所周知的天然橡胶或合成橡胶，有天然橡胶、丁苯橡胶或是丙烯腈-丁二烯共聚物，其中优选的是苯乙烯与丁二烯聚合形成的共聚物-丁苯橡胶。
4.根据权利要求1所述的高粘沥青改性剂，其中，热塑性树脂是一种固态树脂，其软化点为50～150℃，优选的是松香树脂。
5.根据权利要求1所述的高粘沥青改性剂，其中，硫化剂是硫磺、硫化物及硫磺给予体中的一种，优选的是硫磺。
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