CN101629021A - 一种优质道路石油沥青材料及其调配方法 - Google Patents

一种优质道路石油沥青材料及其调配方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种优质道路石油沥青材料及其调配方法,属于道路工程材料技术领域。一种优质道路石油沥青材料,它是由下述原料按所述质量份数比制备而成,主配沥青80-95份,调配沥青5-20份,高分子交联剂0.01-2份,热稳定剂0.001-0.25份。本发明采用了化学交联、添加热稳定剂和剪磨合一的方法,促使沥青四组分的匹配趋于合理,向着形成稳定胶体结构的方向发展,改善了调配沥青材料的路用性能,提高了调配沥青产品的稳定性能;本发明充分利用了减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,提高了其使用价值,达到了资源循环利用,保护环境的效果。

Description

一种优质道路石油沥青材料及其调配方法
技术领域
本发明涉及一种道路工程材料,具体涉及一种优质道路石油沥青材料及其调配方法。
背景技术
目前各国对交通基础设施建设投入迅猛增长,市场对优质道路石油沥青的需求随之迅速增加。然而,优质道路石油沥青的生产技术匮乏,产量小,无法满足道路建设的需要。
由于适合生产优质道路沥青的原油资源非常有限,而开采过程又很难做到分采、分输、分炼,使得大部分炼厂生产的沥青技术性能不符合公路行业JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。部分沥青本身沥青质含量高,加之高温存储和拌合过程中,沥青中的不稳定胶质成分易氧化转变为沥青质,使沥青质含量进一步升高,沥青的低温性能及抗老化性能迅速降低,导致路用性能差,使用寿命短,无法满足重载、大交通量、高等级道路建设的要求。
发明内容
本发明就是为了解决上述技术问题而提供一种优质道路石油沥青材料及其调配方法,目的是提高沥青的低温性能及抗老化性能,延长其使用寿命。
为了达到上述目的,本发明是通过如下技术方案来实现的:
一种优质道路石油沥青材料,它是由下述原料按所述质量份数比制备而成,主配沥青80-95份,调配沥青5-20份,高分子交联剂0.01-2份,热稳定剂0.001-0.25份。
所述的主配沥青是指经过减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,其四组分含量为:沥青质<30%,饱和分<25%,胶质>30%,芳香分>15%。
所述的调配沥青指胶质含量高,能与主配沥青四组分互补的普通道路石油沥青,其沥青质<20%,饱和分<25%,胶质>40%,芳香分>25%。
所述的高分子交联剂是共轭二烯、苯乙烯共聚物与硫类、杂环多功能烯烃单体中的一种或几种组成。
所述的高分子交联剂是由下述原料按所述质量份数比制备而成,共轭二烯、苯乙烯共聚物95-100份,硫类0-2.5份,杂环多功能烯烃单体0-2.5份。
所述共轭二烯、苯乙烯共聚物为丁苯橡胶(SBR),所述硫类为单质硫,所述杂环多功能烯烃单体为二乙烯基苯(DVB)、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)、二醇二甲基丙烯酸酯(EGDM)或三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)。
所述的热稳定剂是由苯胺类化合物和苯酚类化合物按所述质量份数比混合而成,苯胺类化合物80-90份,苯酚类化合物10-20份。
所述的苯胺类化合物为苯胺、对苯胺或烷基对苯胺等,所述的苯酚类化合物为对苯酚或烷基对苯酚等。
所述优质道路石油沥青材料的调配方法如下:
在120-200℃条件下,将符合所述质量份数的主配沥青加热至熔融态,抽入到配料罐,加入符合所述质量份数的高分子交联剂,搅拌均匀后通过剪切机三级高速剪切,然后进入调和罐,按比例加入调和沥青,搅拌均匀后加入符合所述质量份数的热稳定剂,热稳定剂搅拌均匀后通过胶体磨研磨均匀,打入成品罐,即制得优质道路石油沥青。
本发明的优点和效果如下:
本发明使用渣油与高胶质沥青进行调和,通过高分子聚合物交联剂,使沥青中的胶质含量有了大幅的提高,同时添加了热稳定剂,阻止了渣油中不稳定胶质向沥青质转变的过程,进而提高了产品的热储存稳定性,改善了产品的路用性能,解决了部分国产沥青在长期使用过程中存在的种种问题,包括沥青延度低、针入度不稳定、热储存易老化等问题。
本发明优质道路石油沥青四组分调配的目标范围如下:
  四组分名称   渣油四组分构成(%)   高胶质调和沥青四组分构成(%)   目标组分范围(%)
  沥青质   <30   <20   10-25
  饱和分   <25   <15   5-20
  胶质   >30   >40   25-45
  芳香分   >15   >25   15-45
本发明方法调配的优质道路石油沥青技术指标优良,完全符合交通运输部JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中对A级普通道路石油沥青的要求,且软化点比同标号沥青高出5%-10%,老化后延度比同标号沥青成倍提高。
本发明还具有以下优点:
1)、本发明改善了高沥青质含量渣油的化学组成,促使沥青四组分的匹配趋于合理,向着形成稳定胶体结构的方向发展;
2)、本发明采用了化学交联的方法,增加了沥青的柔韧性,改善低温性能、抗老化性能、以及与石料粘附的性能;
3)、本发明充分利用了减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,提高了其使用价值,达到了资源循环利用,保护环境的效果。
4)、本发明工艺简单,生产成本低廉。
经本发明所述的方法生产的优质道路石油沥青的技术性能和路用性能优良,可广泛应用于公路沥青路面铺筑。
具体实施方式
下面结合实施例对发明内容作进一步详细说明,但本发明的保护范围不受实施例所限制。
实施例1:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将89份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在135℃-140℃条件下加入1份质量的高分子交联剂,搅拌30min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入10份质量的调配沥青搅拌均匀;
3)、加入0.1份质量热稳定剂,搅拌30min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用主配沥青是指经过减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,其四组分含量为:沥青质<30%,饱和分<25%,胶质>30%,芳香分>15%。所用调配沥青指胶质含量高,能与主配沥青四组分互补的普通道路石油沥青,其沥青质<20%,饱和分<25%,胶质>40%,芳香分>25%。所用的热稳定剂是由90份苯胺和20份对苯酚按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是由下述原料按所述质量份数比制备而成,丁苯橡胶95份,单质硫2.5份,二乙烯基苯2.5份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。
其性能指标与同标号沥青的性能指标对比如下:
Figure G2009100236352D00041
Figure G2009100236352D00051
实施例2:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将90份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在140℃-145℃条件下加入1.2份质量的高分子交联剂,搅拌35min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入8份质量的调配沥青搅拌均匀;
3)、加入0.05份质量的热稳定剂,搅拌35min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用主配沥青是指经过减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,其四组分含量为:沥青质<30%,饱和分<25%,胶质>30%,芳香分>15%。所用调配沥青指胶质含量高,能与主配沥青四组分互补的普通道路石油沥青,其沥青质<20%,饱和分<25%,胶质>40%,芳香分>25%。所用的热稳定剂是由80份质量的对苯胺和10份质量的烷基对苯酚按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是丁苯橡胶100份,单质硫1份,邻苯二甲酸二烯丙酯1份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。
其性能指标与同标号性能指标对比如下:
Figure G2009100236352D00052
Figure G2009100236352D00061
实施例3:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将87份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在135℃-140℃条件下加入0.9份质量的高分子交联剂,搅拌30min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入12份质量的调和沥青搅拌均匀;
3)、加入0.1份质量的热稳定剂,搅拌20-40min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用主配沥青是指经过减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,其四组分含量为:沥青质<30%,饱和分<25%,胶质>30%,芳香分>15%。所用调配沥青指胶质含量高,能与主配沥青四组分互补的普通道路石油沥青,其沥青质<20%,饱和分<25%,胶质>40%,芳香分>25%。所用的热稳定剂是由85份质量的烷基对苯胺和15份质量的对苯酚按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是丁苯橡胶98份,单质硫0.05份,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯0.05份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。
其性能指标与同标号性能指标对比如下:
Figure G2009100236352D00071
实施例4:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将80份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在135℃-140℃条件下加入0.01份质量的高分子交联剂,搅拌40min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入20份质量的调和沥青搅拌均匀;
3)、加入0.001份质量的热稳定剂,搅拌25min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用的热稳定剂是由83份质量的对苯胺和18份质量的烷基对苯酚物按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是丁苯橡胶96份,单质硫1.5份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。
实施例5:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将95份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在135℃-140℃条件下加入2份质量的高分子交联剂,搅拌40min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入15份质量的调和沥青搅拌均匀;
3)、加入0.25份质量的热稳定剂,搅拌25min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用的热稳定剂是由88份质量的苯胺和12份质量的对苯酚按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是丁苯橡胶96份,二醇二甲基丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯1.5份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。
实施例6:
本发明优质道路石油沥青材料调配方法如下:
1)、在120-200℃条件下,将91份质量的主配沥青加热至熔融态,抽入配料罐,在135℃-140℃条件下加入1.5份质量的高分子交联剂,搅拌30min,搅拌均匀后,通过剪切机进行三级高速剪切;
2)、抽入调和罐,加入12份质量的调和沥青搅拌均匀;
3)、加入0.2份质量的热稳定剂,搅拌35min,均匀后通过胶体磨进一步研磨,即制得优质道路石油沥青。
其中所用的热稳定剂是由82份质量的苯胺和10份质量的对苯酚按所述质量份数比搅拌混合而成。
其中所用的高分子交联剂是丁苯橡胶96份,三烯丙基异氰脲酸酯0.11份,将各组分准确计量后一起搅拌均匀即可制得到高分子交联剂。

Claims (9)

1、一种优质道路石油沥青材料,其特征在于它是由下述原料按所述质量份数比制备而成,主配沥青80-95份,调配沥青5-20份,高分子交联剂0.01-2份,热稳定剂0.001-0.25份。
2、根据权利要求1所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的主配沥青是指经过减压深拔的渣油、重质原油的减压渣油,其四组分含量为:沥青质<30%,饱和分<25%,胶质>30%,芳香分>15%。
3、根据权利要求1所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的调配沥青指胶质含量高,能与主配沥青四组分互补的普通道路石油沥青,其沥青质<20%,饱和分<25%,胶质>40%,芳香分>25%。
4、根据权利要求1所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的高分子交联剂是共轭二烯、苯乙烯共聚物与硫类、杂环多功能烯烃单体中的一种或几种组成。
5、根据权利要求1所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的高分子交联剂是由下述原料按所述质量份数比制备而成,共轭二烯、苯乙烯共聚物95-100份,硫类0-2.5份,杂环多功能烯烃单体0-2.5份。
6、根据权利要求4或5所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述共轭二烯、苯乙烯共聚物为丁苯橡胶,所述硫类为单质硫,所述杂环多功能烯烃单体为二乙烯基苯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二醇二甲基丙烯酸酯或三烯丙基异氰脲酸酯。
7、根据权利要求1所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的热稳定剂是由苯胺类化合物和苯酚类化合物按所述质量份数比混合而成,苯胺类化合物80-90份,苯酚类化合物10-20份。
8、根据权利要求7所述的优质道路石油沥青材料,其特征在于所述的苯胺类化合物为苯胺、对苯胺或烷基对苯胺,所述的苯酚类化合物为对苯酚或烷基对苯酚。
9、一种权利要求所述优质道路石油沥青材料的调配方法,其特征在于在在120-200℃条件下,将符合所述质量份数的主配沥青加热至熔融态,抽入到配料罐,加入符合所述质量份数的高分子交联剂,搅拌均匀后通过剪切机三级高速剪切,然后进入调和罐,按比例加入调和沥青,搅拌均匀后加入符合所述质量份数的热稳定剂,热稳定剂搅拌均匀后通过胶体磨研磨均匀,打入成品罐,即制得优质道路石油沥青。
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