CN103408956B - 一种高性能改性沥青及其制备方法 - Google Patents

一种高性能改性沥青及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种高性能改性沥青，构成如下：沥青，热塑性橡胶、胶粉，外加剂和稳定剂；其中：所述沥青为重交道路石油沥青或环烷基石油沥青，所述热塑性橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚合物（SIS）或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS），所述胶粉为采用常温法制备的废旧轮胎磨细的橡胶粉；外加剂为火山灰或硅粉或粉煤灰，稳定剂为松香或松香树脂。所述高性能改性沥青具有较好的高温稳定性，软化点可达80℃以上，较好的低温稳定性，脆点在-30℃以下，较高的弹性，弹性恢复在90%以上，较好的粘附性，粘附性达到4级以上。制备方法通过尽量采用工业和生活废料，减少能源、资源的浪费，具有节能减排、生产工艺简单、价格低廉的优点。

Description

一种高性能改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种筑路材料，特别提供了高性能改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着公路建设和公路运输业的高速发展，对道路路面的舒适性、耐久性、安全性、环保性也提出了更高的要求。在我国辽阔北方地区普遍存在着年最高路表温度在70℃左右，年最低路表温度在-30℃，环境温差较大，并且重载运输较多、超载现象严重等问题。普通沥青及其混合料和目前常用的SBS、SBR等改性沥青及其混合料不能全面满足北方地区道路路面所需的高、低温稳定性、水稳定性、较小残余变形等要求。致使在北方地区的重交通、温差大区域的一些道路路面经常出现车辙、开裂、水损害等病害。
因此，人们迫切希望获得一种解决上述问题的高性能改性沥青及其制备方法。
发明内容
本发明的目的提供一种高性能改性沥青及其制备方法，使其高温软化点可达80℃以上，低温脆点在-30℃以下，弹性恢复在90%以上，粘附性达到4级以上；使道路路面具有适合北方地区路面所需高、低温稳定性和承载能力，从而大幅提高道路路面的高温抗车辙性能，低温抗裂性能、抗水损害性能，满足北方地区路面对沥青结合料的要求。
所述高性能改性沥青及其制备方法，通过多种改性剂的优化配方来提高产品的使用性能；通过研磨、剪切、拌合组合的生产工艺来解决多种改性剂添加困难的生产加工问题。
所述高性能改性沥青构成如下：沥青，热塑性橡胶、胶粉，外加剂和稳定剂；其中：
所述沥青为重交道路石油沥青或环烷基石油沥青，针入度为50～110；针入度为50～110；
所述热塑性橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚合物（SIS）或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS），所述热塑性橡胶与沥青重量比为2～8：100；
所述胶粉为采用常温法制备的废旧轮胎磨细的橡胶粉，胶粉与沥青的重量比为15～30：100；
所述外加剂为火山灰或硅粉或粉煤灰，外加剂与沥青的重量比为5～15：100，
所述稳定剂为松香或松香树脂，稳定剂与沥青的重量比为3～10：100。
所述高性能改性沥青的制备方法；
（1）将沥青加热到170～190℃，得到高温沥青；
（2）将高温沥青中加入占沥青重量2～8%的热塑性橡胶，在160～190℃下，在混合罐中使用剪切机或胶体磨，高速剪切或磨2～5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；
（3）将热塑性橡胶改性沥青加温至180℃以上后，将胶粉、外加剂和稳定剂加入热塑性橡胶改性沥青；在170～200℃下，剪切或搅拌均匀，泵送至储存罐发育，得混合物沥青；
（4）将搅拌均匀的混合物沥青在170-190℃下发育，持温发育30-90分钟，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
本发明所述所述高性能改性沥青可代替现应用改性沥青的所有领域，可广泛用于水泥混凝土桥面铺装、钢桥面铺装、高等级公路中、上面层、其他公路的上面层、防水层、封层等结构。
所述高性能改性沥青具有较好的高温稳定性，软化点可达80℃以上，较好的低温稳定性，脆点在-30℃以下，较高的弹性，弹性恢复在90%以上，较好的粘附性，粘附性达到4级以上。
所述高性能改性沥青制备方法通过尽量采用工业和生活废料，减少能源、资源的浪费，具有节能减排、生产工艺简单、价格低廉的优点。
具体实施方式
实施例1
取辽河90号沥青7.8t在反应釜中加热到180℃，得到高温沥青，将高温沥青中加入占沥青重量2%的热塑性橡胶，在＞160℃下，使用高速剪切机，高速剪切过磨3遍后，泵送至储存罐发育，得热塑性橡胶改性沥青；将热塑性橡胶改性沥青升温至190℃，然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量20%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的5%电吸尘粉煤灰，同时，加入占沥青的重量比为3%的松香树脂，在混合罐中，温度为＞180℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）10分钟，泵送至储存罐发育30分钟，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
实施例2
取辽河90号沥青8t在反应釜中加热到180℃，将高温沥青中加入占沥青重量4%的热塑性橡胶，在180℃下，在混合罐中使用高速剪切机，高速剪切过磨5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量20%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的15%电吸尘粉煤灰，同时，加入占沥青的重量比为5%松香树脂，在混合罐中，升温至190℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）10分钟，泵送至储存罐发育，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
实施例3
取辽河90号沥青8.3t在反应釜中加热到180℃，将高温沥青中加入占沥青重量6%的热塑性橡胶，在180℃下，在混合罐中使用高速剪切机，高速剪切过磨2遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量15%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的10%火山灰，同时，加入占沥青的重量比为6%松香树脂，在混合罐中，温度为170℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）10分钟，泵送至储存罐发育，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
实施例4
取辽河90号沥青8.5t在反应釜中加热到180℃，将高温沥青中加入占沥青重量8%的热塑性橡胶，在180℃下，在混合罐中使用高速剪切机，高速剪切过磨5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量25%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的5%电吸尘粉煤灰和占沥青重量的5%火山灰，同时，加入占沥青的重量比为8%松香树脂，在混合罐中，升温至190℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）10分钟，泵送至储存罐发育，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
实施例5
取辽河90号沥青8.5t在反应釜中加热到190℃，将高温沥青中加入占沥青重量8%的热塑性橡胶，在190℃下，在混合罐中使用高速剪切机，高速剪切过磨5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量30%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的15%硅粉，同时，加入占沥青的重量比为8%松香树脂，在混合罐中，升温至190℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）15分钟，泵送至储存罐发育，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
实施例6
取辽河90号沥青8.5t在反应釜中加热到190℃，将高温沥青中加入占沥青重量6%的热塑性橡胶，在190℃下，在混合罐中使用高速剪切机，高速剪切过磨5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；然后加入水分小于5%，金属含量小于0.4%，灰分含量小于8%，目数为30目占沥青重量30%的废旧轮胎胶粉和占沥青重量的10%硅粉和占沥青重量的10%电吸尘粉煤灰，同时，加入占沥青的重量比为10%松香，在混合罐中，升温至190℃，低速搅拌（300～1000转/分钟）15分钟，泵送至储存罐发育，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
表1.实施例高性能改性沥青的性能比较

Claims (2)

1.一种高性能改性沥青，其特征在于：所述高性能改性沥青构成如下：沥青、热塑性橡胶、胶粉、外加剂和稳定剂；其中：
所述沥青为重交道路石油沥青，针入度为50～110；
所述热塑性橡胶为苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚合物(SIS)或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，所述热塑性橡胶与沥青重量比为2～8：100；
所述胶粉为采用常温法制备的废旧轮胎磨细的橡胶粉，胶粉与沥青的重量比为15～30：100；
所述外加剂为火山灰或硅粉或粉煤灰，外加剂与沥青的重量比为5～15：100；
所述稳定剂为松香或松香树脂，稳定剂与沥青的重量比为3～10：100。
2.如权利要求1所述高性能改性沥青，其特征在于：所述的高性能改性沥青的制备方法基本流程为：
(1)将沥青加热到170～190℃，得到高温沥青；
(2)将高温沥青中加入占沥青重量2～8％的热塑性橡胶，在160～190℃下，在混合罐中使用剪切机或胶体磨，高速剪切或磨2～5遍后，泵送至储存罐发育，得发育物；得热塑性橡胶改性沥青；
(3)将热塑性橡胶改性沥青加温至180℃以上后，将胶粉、外加剂和稳定剂加入热塑性橡胶改性沥青；在170～200℃下，剪切或搅拌均匀，泵送至储存罐发育，得混合物沥青；
(4)将搅拌均匀的混合物沥青在170-190℃下发育，持温发育30-90分钟，搅拌均匀，即得高性能改性沥青。
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