CN102443239A - 一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法。该耐油性道路沥青改性剂，以重量计包含苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)20～50份，聚烯烃树脂10-30份，高分子蜡15～45份，富含芳烃抽出油10～30。制备方法是：将物料按比例投放到双螺杆挤出机中拉条造粒，挤出温度120～200℃，制得耐油性道路沥青改性剂。本发明改性剂可以显著改善沥青路面抗老化性能和高温使用性能及耐油性能，同时简化了耐油性道路沥青的生产工艺，并可以降低沥青混合料的热拌合和施工温度，降低能量消耗，减少烟雾等有害气体的排放，降低环境污染。

Description

一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青改性剂及其制备方法，具体涉及一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法。
背景技术
沥青材料在铺筑道路的混合物中作为粘结剂使用，为了满足道路建设日益提高的需求，沥青材料除了具有良好的粘弹性、可塑性、粘附性外，还常常需要满足耐燃料(汽油、柴油，煤油)和油品(润滑油、机油等)溶解和浸蚀能力。特别是在机场、废料处理场、加油站、油罐区等地的路面经常暴露于溢漏的燃料和油品中，沥青会从混合料中被溶解浸析出来，使沥青路面变软，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，造成路面损坏，降低路面使用寿命。
为解决上述问题，CN1611552记载了一种耐燃料及油品溶解和浸蚀能力的沥青组合物及制备方法。合适针入度基质沥青调和富含芳烃的馏分油或煤焦油调合得到基础沥青混合物，在使用交联剂条件下，于150～230℃将热塑弹性橡胶加入基质沥青混合物中反应一段时间后，再加入乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和一种耐油树脂继续反应，形成稳定的沥青组合物。该沥青组合物的缺点是加工温度高，沥青组合物的粘度大，需要较高的拌合和施工温度。
CN101037539A记载了一种耐油性改性沥青，先用聚合物对沥青进行改性，然后添加层状硅酸盐粘土和交联剂，在150～200℃和500～6000rpm/min搅拌2～5小时，制得耐油性改性沥青。该耐油性改性沥青的缺点在于加工温度较高、工艺复杂，特别是该耐油性改性沥青的粘度大，需要较高的拌合和施工温度，进而增加了烟雾等有害气体的排放，不利于环境保护。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法，本发明耐油性道路沥青改性剂在提高沥青耐油性的同时，可以显著降低其沥青混合料的热拌合温度，降低能量消耗，减少烟雾等有害气体的排放，降低环境污染。
本发明耐油性道路沥青改性剂，以重量计包括下列组分：
苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)20～50份，优选30～50份；
聚乙烯树脂：10～30份；
高分子蜡：15～45份，优选20～45份；
富含芳烃的抽出油：10～30份，优选10～20份。
本发明耐油性道路沥青改性剂中，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)是苯乙烯(S)-乙烯(E)/丁烯(B)-苯乙烯(S)构成的嵌段共聚物，其分子构型为A-B-A型三嵌段共聚物，其分子量为3～35万，优选10～25万。SEBS可以选用适宜的市售产品。
本发明耐油性道路沥青改性剂中，使用的聚烯烃树脂是市售的低密度聚乙烯树脂(LDPE)，其密度为0.910～0.925g/cm3。
本发明耐油性道路沥青改性剂中，使用的高分子蜡是费-托合成过程得到的蜡，滴熔点不小于100℃，一般为100～120℃，如采用Schumann Sassol公司生产的商标Sasobit的高分子蜡。
本发明耐油性道路沥青改性剂中，富含芳烃的抽出油是芳香烃含量不小于50％(质量)的酚精制抽出油或糠醛精制抽出油。
本发明沥青路面材料改性剂中，还可以根据需要添加适宜的添加剂，如粘度改性剂、抗老化剂、针入度改性剂等。
本发明耐油性道路沥青改性剂制备方法如下：将固体物料按比例预先混合均匀，加到螺杆挤出机进料斗中，富含芳烃的抽出油由计量泵送到挤出机的进料口，在挤出温度120～200℃下进行拉条造粒得到最终耐油性道路沥青改性剂。
本发明的耐油性道路沥青改性剂制备方法如下：将SEBS 30～50份，聚烯烃树脂(LDPE)10～30份，高分子蜡15～45份，预先混合均匀，投放到双螺杆挤出机进料斗中，抽出油由计量泵送到挤出机的进料口，在挤出温度120～200℃下拉条造粒，制得耐油性道路沥青改性剂。
本发明改性剂使用方法是：将基础沥青加热到150～180℃，添加沥青总量5％～15％(重量)的改性剂颗粒，0.1％～0.3％(重量)的交联剂，搅拌均匀(60分钟左右)即得到耐油性和使性能优异的道路沥青材料。
本发明耐油性道路沥青改性剂中，苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)中弹性体嵌段已完全氢化，因此，SEBS具有优异的耐臭氧、耐氧化、耐紫外线等抗氧化性能和良好的相容性，能显著改善沥青路面材料的抗老化性和使用性能；聚烯烃树脂(LDPE)能够提供沥青材料优异的高温稳定性，降低改性沥青成本；耐油性优良的高分子蜡，能显著提高沥青路面材料的耐油特性，改善沥青的感温性。一般认为沥青材料中的蜡含量是需要严格限制的，蜡会对沥青材料的低温性能造成不利的影响，本发明通过选择适宜的费-托蜡，配合其它适宜组分，在提高沥青材料耐油性的同时，沥青材料的低温性能不受影响。使用本发明改性剂制备的耐油性道路沥青材料有相对较低的高温粘度，可以显著降低其沥青混合料的热拌合温度，降低能量消耗，减少烟雾等有害气体的排放，降低环境污染。
具体实施方式
下面实施例对本发明进一步说明。其中涉及的SEBS为巴陵石化生产的线形的SEBS YH-502；低密度聚乙烯树脂(LDPE)为上海石化生产的LDPE Q281；高分子蜡为Schumann Sassol公司的Sasobit蜡，滴熔点不小于100℃；富含芳烃的抽出油为茂名石化的糠醛精制抽出油，芳烃含量57.2％(质量)，其中的百分含量为质量百分含量。
实施例1
耐油性道路沥青改性剂按表2重量份的配比配制，将各固体物料按比例预先混合均匀，加到双螺杆挤出机进料斗中，抽出油由计量泵送到挤出机的进料口，在挤出温度170℃下进行拉条造粒。
选针入度92 1/10mm，软化点46.2℃的沥青为基础沥青，取100份的基础沥青在熔融状态下，加入例1改性剂10份，再加入0.18份交联剂硫升华，维持160℃温度，在400rpm/min转速下搅拌60分钟，制得耐油性沥青路面材料，性质见表2。依照交通部的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000，以此沥青路面材料为粘结剂，和表1级配的矿料拌合制备沥青混合料标准马歇尔试件，混合料中沥青粘结剂占混合料总重量的4.9％，拌合温度为165℃，马歇尔击实次数为双面各击实75次。该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
实施例2
按照实施例1方法制备的沥青路面材料，不同的是改性剂为例2改性剂，交联剂硫升华为0.15份，其性质见表2，该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
实施例3
按照实施例1方法制备沥青路面材料，不同的是不同的是改性剂为例3改性剂，交联剂硫升华为0.13份，其性质见表2。该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
实施例4
按照实施例1方法制备沥青路面材料，不同的是不同的是改性剂为例4改性剂，交联剂硫升华为0.11份。其性质见表2，该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
比较例1
按照实施例1方法制备沥青路面材料，不同的是改性剂为比较例1改性剂，交联剂硫升华为0.13份，更特别是，比较例1的改性剂不包含Sasobit蜡，其性质见表2。该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
比较例2
以基础沥青为粘结剂与表1级配的集料进行混合料标准马歇尔试件成型。按实施例1中同样方法评价。该混合料试件在30℃的3#航空煤油浸泡24小时后，耐油性结果见表2。
由表2可以看出，本发明耐油性道路沥青改性剂，使得沥青路面材料的耐油性能大大提高，同时它显著提高了沥青材料的抗老化性和高温稳定性，降低了其高温粘度，即可以降低沥青混合料的热拌合和施工温度，降低能量消耗，改善施工和易性，减少烟雾等有害气体的排放，减少环境污染。
表1AC-13石料级配
Figure BSA00000308748300051
表2实施例和比较例的改性剂和沥青路面材料组成及性质
Figure BSA00000308748300052
Figure BSA00000308748300061

Claims (10)

1.一种耐油性道路沥青改性剂，其特征在于以重量计包括下列组分：
苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)：20～50份，优选30～50份；
聚乙烯树脂：10～30份；
高分子蜡：15～45份，优选20～45份；
富含芳烃的抽出油：10～30份，优选10～20份。
2.按照权利要求1所述的改性剂，其特征在于：苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物是分子构型为A-B-A型的三嵌段共聚物。
3.按照权利要求1或2所述的改性剂，其特征在于：苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物的分子量为3～35万，优选10～25万。
4.按照权利要求1所述的改性剂，其特征在于：聚乙烯树脂是低密度聚乙烯，其密度为0.910～0.925g/cm3。
5.按照权利要求1所述的改性剂，其特征在于：高分子蜡为费-托合成过程得到的蜡，滴熔点不小于100℃。
6.按照权利要求1所述的改性剂，其特征在于：富含芳烃的抽出油的总芳烃含量不小于50％。
7.按照权利要求1或6所述的改性剂，其特征在于：富含芳烃的抽出油为糠醛精制抽出油或酚精制抽出油。
8.权利要求1～7任一所述改性剂的制备方法，将固体物料按比例预先混合均匀，加到螺杆挤出机进料斗中，富含芳烃的抽出油由计量泵送到挤出机的进料口，在挤出温度120～200℃下进行拉条造粒。
9.权利要求1～7所述改性剂的应用方法，其特征在于：在基础沥青中加入沥青总量5％～15％重量的改性剂颗粒。
10.按照权利要求9所述的应用方法，其特征在于：将基础沥青加热到150～180℃，添加沥青总量5％～15％重量的改性剂颗粒，0.1％～0.3％重量的交联剂，搅拌均匀即得到耐油性和使性能优异的道路沥青材料。
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