CN101560332A - 一种高粘高弹沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高粘高弹沥青及其制备方法。该高粘高弹沥青由下述成分制成：50－92质量份的沥青基质，8－40质量份的添加剂和0.1－12质量份的交联剂；所述添加剂为橡胶粉和苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物，其中，橡胶粉和苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物的质量比为(0.5－35)∶(3－12)；所述交联剂为硫磺和天然沥青，其中，硫磺和天然沥青的质量比为1∶(0.1－20)；所述高粘高弹沥青在60℃时的动力粘度为20000－40000Pa·S，在25℃时的弹性恢复大于90％。该改性沥青可应用到开裂结构层与沥青面层/沥青加铺层之间作为过渡层，达到分散、吸收裂缝尖端的集中应力的目的，从而解决反射裂缝病害难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种高粘高弹沥青及其制备方法。
背景技术
随着中国公路网的发展完善，许多公路进入维修和改造阶段，无论是旧路维护还是低等级公路改造升级，在原有路面上加铺新沥青面层是普遍采用的措施。如果不采取相应的防治措施，原有旧路面的横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、板角开裂以及结构缝等会很快的反射到沥青加铺面层上来，形成反射裂缝，进而引发更严重的破坏。为了解决反射裂缝，通常采用应力吸收层技术，该技术要求沥青材料具备良好的高温稳定性、低温柔性和弹性恢复能力，软化点大于75℃，弹性回复大于95％，普通沥青和常规改性沥青不能满足这一要求。
目前，国内外应用于道路应力吸收层的沥青产品还没有统一的标准，产品性能有较大差别，生产工艺通常采用普通SBS改性沥青生产技术，产品成本较高。现有的一些沥青产品，存在针入度较大，沥青偏软，生产成本高等不足，产品的稳定性和应用效果也存在较大差异。专利200510042781.1公布了一种该改性沥青材料和生产工艺，采用SBR、SB或SIS聚合物改性沥青制备了用于道路应力吸收层的改性沥青材料，但该工艺制备的应力吸收层沥青针入度较大，沥青偏软，对沥青高温性能会造成一定影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种高粘高弹沥青及其制备方法。
本发明所提供的高粘高弹沥青(改性沥青)，由下述成分制成：50-92质量份的基质沥青，8-40质量份的添加剂和0.1-12质量份的交联剂；
所述添加剂为橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，其中，橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为(0.5-35)∶(3-12)；
所述交联剂为硫磺和天然沥青，其中，硫磺和天然沥青的质量比为1∶(0.1-20)；
所述高粘高弹沥青在60℃时的动力粘度为20000-40000Pa·S，在25℃时的弹性恢复大于90％。
其中，所述基质沥青在25℃时的针入度为50-130。
所述橡胶粉的粒度不小于20目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为8万-30万。
本发明中的基质沥青具体可为石油沥青或天然沥青。
石油沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体，主要含有可溶于三氯乙烯的烃类及非烃类衍生物，其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化。
天然沥青是石油渗出地表经长期暴露和蒸发后的残留物。
本发明所提供的制备所述高粘高弹沥青的方法，包括下述步骤：
1)将基质沥青加热到180-260℃，然后在所述沥青基质中加入橡胶粉，搅拌或研磨10-200分钟；
2)在温度为160-260℃的条件下，向步骤1)所述沥青基质和橡胶粉的混合物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交联剂，搅拌或研磨10-200分钟，得到所述高粘高弹沥青；
所述基质沥青的质量份为50-92，所述橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量份之和为8-40，所述交联剂的质量份为0.1-12；
其中，所述橡胶粉和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的质量比为(3-12)∶(0.5-35)；
所述交联剂为硫磺和天然沥青，其中，硫磺和天然沥青的质量比为1∶(0.1-20)。
所述基质沥青在25℃时的针入度为50-130。
所述橡胶粉的粒度不小于20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为8万-30万。
本发明提供了一种新型高粘高弹沥青产品及其制备方法。本发明在较高温度下，通过添加橡胶粉和SBS对基质沥青改性，得到了具有良好粘弹特性和高低温特性的改性沥青，该改性沥青可应用到开裂结构层与沥青面层/沥青加铺层之间作为过渡层，达到分散、吸收裂缝尖端的集中应力的目的，从而解决反射裂缝病害难题。
本发明与现有技术相比，具有下述主要技术优势和特点：
1.采用橡胶粉作为基质沥青添加剂，在保证较低生产成本下，明显提高了改性沥青产品的稳定性；
2.采用新的添加剂和交联剂配方，提高了橡胶粉与沥青的相容性，显著改善了改性沥青的高低温性能；
3.采用新的工艺配方生产的高粘高弹沥青在粘弹特性等指标上具有明显优势。
本发明所制备的高粘高弹沥青的性能如表1所示：
表1高粘高弹沥青性能指标
| 指标 | 单位 | 指标范围 | 试验方法 |
| 针入度(25℃，5s，100g) | 1/10mm | 50-100 | GB/T4509 |
| 延度(5cm/min，5℃)不小于 | cm | 40 | GB/T4508 |
| 软化点(环球法) | ℃ | 80-100 | GB/T4507 |
| 60℃动力粘度 | Pa·s | 20000-40000 | SH/T0557 |
| 25℃弹性恢复不小于 | ％ | 90 | SH/T0737 |
具体实施方式
下面借助于实施例对本发明作进一步的说明，实施例中采用的工艺条件和配比仅用于对发明内容作进一步说明，而非限定使用这些工艺条件参数。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、制备高粘高弹沥青
将83.9质量份针入度(25℃，0.1mm)为68的基质沥青(石油沥青购自中海沥青股份有限公司)，先加热到200℃；然后缓慢加入20质量份经筛选的60目废橡胶粉(黄石第二橡胶厂)，剪切搅拌30分钟；降温到190℃，然后加入6质量份SBS(分子量15万左右，购自韩国LG公司))和0.1质量份交联剂(硫磺和天然沥青质量比1∶0.1)，控制温度不变，高速剪切搅拌2小时，冷却后得高粘高弹沥青。对制备得到的沥青产品进行性能测试。测得沥青产品针入度(25℃，0.1mm)为66，软化点为89.7℃，5℃延度为40cm，60℃粘度34000Pa.s，弹性回复99％，产品性能符合高粘高弹产品质量要求。
实施例2、制备高粘高弹沥青
50质量份针入度(25℃，0.1mm)为68的基质沥青(石油沥青购自中海沥青股份有限公司)，先加热到220℃；然后缓慢加入30质量份经筛选的60目废橡胶粉(黄石第二橡胶厂)，剪切搅拌30分钟；降温到185℃，然后加入8质量份SBS(分子量15万左右，购自韩国LG公司)和12质量份交联剂(硫磺和天然沥青质量比1∶20)，控制温度不变，高速剪切搅拌2小时，冷却后得高粘高弹沥青。对制备得到的沥青产品进行性能测试。测得沥青产品针入度(25℃，0.1mm)为66，软化点为85.3℃，5℃延度为46cm，60℃粘度38000Pa.s，弹性回复99％，产品性能符合高粘高弹产品质量要求。
实施例3、制备高粘高弹沥青
92质量份针入度(25℃，0.1mm)为68的基质沥青(石油沥青购自中海沥青股份有限公司)，先加热到220℃；然后缓慢加入2质量份经筛选的60目废橡胶粉(黄石第二橡胶厂)，剪切搅拌30分钟；降温到185℃，然后加入6质量份SBS(分子量30万左右，购自岳阳石化公司)和1质量份交联剂(硫磺和天然沥青质量比1∶1)，控制温度不变，高速剪切搅拌2小时，冷却后得高粘高弹沥青。对制备得到的沥青产品进行性能测试。测得沥青产品针入度(25℃，0.1mm)为66，软化点为96.7℃，5℃延度为52cm，60℃粘度32000Pa.s，弹性回复99％，产品性能符合高粘高弹产品质量要求。
Claims (6)
1、一种改性沥青，由下述成分制成：50-92质量份的基质沥青，8-40质量份的添加剂和0.1-12质量份的交联剂；
所述添加剂为橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中，橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量比为(0.5-35)∶(3-12)；
所述交联剂为硫磺和天然沥青，其中，硫磺和天然沥青的质量比为1∶(0.1-20)；
所述改性沥青在60℃时的动力粘度为20000-40000Pa·S，在25℃时的弹性恢复大于90％。
2、根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述基质沥青在25℃时的针入度为50-130。
3、根据权利要求1或2所述的改性沥青，其特征在于：所述橡胶粉的粒度不小于20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为8万-30万。
4、制备权利要求1所述改性沥青的方法，包括下述步骤：
1)将基质沥青加热到180-260℃，然后在所述基质沥青中加入橡胶粉，搅拌或研磨10-200分钟；
2)在温度为160-260℃的条件下，向步骤1)中所述沥青基质和橡胶粉的混合物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交联剂，搅拌或研磨10-200分钟，得到所述改性沥青；
所述基质沥青的质量份为50-92，所述橡胶粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的质量份之和为8-40，所述交联剂的质量份为0.1-12；
其中，所述橡胶粉和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的质量比为(3 12)：(0.5-35)；
所述交联剂为硫磺和天然沥青，其中，硫磺和天然沥青的质量比为1∶(0.1-20)。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述基质沥青在25℃时的针入度为50-130。
6、根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于：所述橡胶粉的粒度不小于20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的数均分子量为8万-30万。
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