CN103804924A

CN103804924A - 一种常温修补沥青液添加剂及其制备方法

Info

Publication number: CN103804924A
Application number: CN201210439797.6A
Authority: CN
Inventors: 张建峰; 刘树华; 郭皎河; 傅丽; 姚汉荣
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-11-07
Also published as: CN103804924B

Abstract

本发明公开了一种常温修补沥青液添加剂及其制备方法。该添加剂以质量百分含量计包括以下组分：沥青30%～35%，软化剂10%～15%，柴油5%～10%，聚合物5%～10%，硫磺0.25%～0.5%，降粘剂29.5%～49.75%。采用本发明添加剂和道路石油沥青进行简单调和即可制备出高性能的常温修补沥青液，拌制的常温修补混合料性能完全满足相关规范要求，适用环境温度宽，能够真正达到全天候修补，经实际应用，性能优异。

Description

一种常温修补沥青液添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种路面修补材料，具体地说涉及一种常温修补沥青液添加剂及其制备方法。

背景技术

经济和交通运输业的发展，使得交通量迅速增长，重载、超载情况加剧。导致路面经常出现松散、坑洞、剥落等病害。路面病害若不及时修补将会降低路面的服务寿命，影响道路正常交通，高速道路上的坑洞甚至可能引发交通事故。

目前，修补路面坑洞大都采用热拌沥青混合料、乳化沥青拌制的混合料及溶剂型常温修补混合料三种形式。热拌沥青混合料在生产过程中产生的CO₂、烟尘和有害气体(CO、SO₂、NO_x等)，不仅污染了环境，而且也影响了工作人员的身体健康；同时，高温条件下的拌和也造成了沥青的老化，降低了沥青混合料的路用性能；另外对于地点分散、工程量小的路面维修，不仅因数量太少而沥青拌和厂不愿生产，而且施工季节短。乳化沥青延长了公路养护的施工季节，可以在5℃以上的温度下进行路面养护，但是乳化沥青拌制的混合料只能在现场拌和，而且成型时间较长，延缓开放交通时间。溶剂型常温修补混合料属于全天候修补混合料，使用方便，施工简单，适用广泛。混合料可一次拌好后袋装存贮，修补时可直接使用，不需要二次加工。常温修补混合料在常温修补碾压成型后，即可开放交通。

CN1478821A公开了一种路面常温修补材料及其制备方法。修补料由沥青、缓凝剂、保粘剂或矿石配制而成。沥青包括热拌沥青混合料、液体沥青或改性液体沥青；改性剂包括SBS(热塑性橡胶)、GS(丁苯橡胶粉末)、废旧EPS(抛弃的泡沫包装等)；保粘剂包括汽油、煤油、柴油，缓凝剂为糠醇。该常温修补料因SBS等聚合物未被交联，因此稳定性差，聚合物会聚集，修补的路面容易损坏并且常温修补材料所需组分较多，制备复杂；此外，该专利中未涉及修补料的性能及效果。

CN1640939A公开了一种路面坑槽冷拌修补材料SBS沥青液及其生产工艺，该专利只是将柴油、汽油、SBS、乙二醇、抗剥落剂及抗老化剂几种物质简单的混合均匀，因SBS未能在沥青中形成交联网络结构，聚合物未能充分发挥作用。此外，众所周知，乙二醇不溶于石油烃及油类，因此并不能改善沥青液的一些性能。专利中沥青液的性能及修补效果也未体现。

溶剂型常温修补混合料具有诸多优势，一些厂家自己制备常温修补沥青液，但由于选择的组分及比例不合适，导致常温修补料适应气候范围窄，不能达到真正全天候修补。有些为了提高常温修补料性能，将一些聚合物或废弃的高分子材料简单加入到沥青液中，导致聚合物在体系中发生离析，未能真正发挥聚合物在沥青中的性能，这样会导致修补料性能较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种常温修补沥青液添加剂及其制备方法。采用本发明常温修补沥青液添加剂制备的常温修补沥青液使用温度范围宽，储存稳定性好，与石料混合性好，并且制备方法简单，适用范围广。

本发明常温修补沥青液添加剂，以质量百分含量计包括以下组分：

沥青 30%～35%；

软化剂 10%～15%；

柴油 5%～10%；

聚合物 5%～10%；

硫磺 0.25%～0.5%；

降粘剂 29.5%～49.75%。

本发明所述的沥青为石油沥青，包括减压渣油、直馏沥青、溶剂脱沥青工艺得到的脱油沥青、调和沥青等中的一种或几种的混合物，沥青25℃针入度为60～80 1/10mm。

本发明所述的软化剂为煤焦油、松焦油、妥尔油、催化油浆、减三或减四线抽出油、糠醛抽出油、芳烃油或废机油中的一种或几种的混合物。

本发明所述的柴油为0号柴油、-10号柴油和-20号柴油中的一种或几种的混合物。

本发明所述的聚合物为SBS、SBR或聚辛烯橡胶中的一种或几种。

本发明所述的降粘剂为原油常减压蒸馏中小于350℃馏程内的任意馏分，优选为馏程小于200℃的馏分与馏程为200～350℃的馏分的混合物。

本发明还可以根据应用需要加入其它添加剂，如抗剥离剂、阻燃剂和抗老化剂等。

本发明常温修补沥青液添加剂的制备方法，包括如下内容：（1）将软化剂和柴油混合均匀后，加入聚合物，搅拌至肉眼看不到聚合物，加入熔融状态的沥青，搅拌均匀；（2）向步骤（1）中的混合物加入硫磺继续搅拌；（3）向步骤（2）中的混合物加入降粘剂，搅拌均匀，自然冷却至室温，得到常温修补沥青液添加剂。

其中步骤（1）中也可以先将软化剂、柴油和沥青混合均匀，再加入聚合物。步骤（1）加入聚合物时反应体系温度为80～100℃，步骤（2）加入硫磺时反应体系温度为170～180℃，加入硫磺后继续搅拌2～4小时，步骤（3）加入降粘剂时反应体系的温度为100～120℃。搅拌方式可以采用普通搅拌，高剪切或胶体磨进行。

将上述制备的添加剂和道路石油沥青，如70号、90号和110号等道路沥青，进行调和，制备成常温修补沥青液。将常温修补沥青液与石料拌合得到常温修补混合料，可以在-20℃以上进行路面修补。其中调和比例按照使用气候条件、拌和温度、储存时间及路面性能要求等确定。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明在软化剂中调入部分柴油馏分，能够使得聚合物在较低粘度下进行充分溶解，体系均匀，聚合物在沥青液中不发生离析，储存稳定性好，保证了常温修补料的质量和性能的同时，还能使常温修补混合料具有较好低温施工性能。

（2）本发明降粘剂采用原油馏分与沥青具有很好的相容性，保证了沥青液的均匀性，此外选用混合馏分能够使沥青液具有较好的和易性、储存稳定性及混合料初始强度。

（3）本发明常温修补沥青液拌制的常温修补混合料完全符合使用要求，可在零度以下施工，达到真正的全天候修补，路面修补效果好。

（4）本发明常温修补沥青液制备方法简单易操作，而且不需要复杂设备。

（5）本发明常温修补沥青液可以根据不同的施工环境要求、路面性能要求和拌和要求，灵活调整其中的组分，适用范围广。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明的过程及效果，但以下实施例不构成对本发明的限制。其中的百分含量为质量百分含量。将制备的添加剂和道路石油沥青进行调和，制备成常温修补沥青液；将常温修补沥青液与石料拌合得到常温修补混合料，进行路面修补。其中调和比例按照使用气候条件、拌和温度、储存时间及路面性能要求等确定。常温修补混合料在室温下正反面各击实50次成型，然后在110℃下养护24小时，取出后再正反面各击实25次，连同试模在室温下竖立放置24小时，脱模后在60℃恒温水槽中养生30分钟，进行马歇尔试验。

实施例1

将15%的软化剂（济南减四线抽出油）和5%的0号柴油混合均匀，加热到80～100℃，加入8%的SBS（YH-791），搅拌至肉眼看不到聚合物，然后加入35%的25℃针入度60 1/10mm的齐鲁A级沥青，升温到170～180℃，搅拌30分钟后；加入0.4%的单质硫，继续搅拌2小时；然后降温至120℃，加入36.6%的降粘剂（小于200℃的馏分和200～350℃的馏分以质量比2：1混合）继续搅拌均匀即可，自然降温，得到常温修补沥青液添加剂。常温修补沥青液组成及混合料性能见表1。

表1常温修补沥青液组成及混合料性能。

项目	沥青液1	沥青液2	技术指标
				添加剂：沥青（质量比）	1：1	0.8：1
沥青液状态	长期室温静置不分层	长期室温静置不分层
				石料级配	AC-10，玄武岩	AC-10，玄武岩
拌和温度，℃	110℃～120℃	110℃～120℃
				沥青液温度，℃	60℃～70℃	60℃～70℃
油石比，%	6.5	6.0
				马歇尔稳定度，KN	5.7	5.6	＞5
流值，0.1mm	30	24	20～50
				修补料施工性能	-10℃～常温，混合料均具有很好的黏附性及和易性	-10℃～常温，混合料均具有很好的黏附性及和易性

实施例2

将10%的软化剂（糠醛抽出油）、10%的-10号柴油、30%的25℃针入度为75 1/10mm的齐鲁A级沥青混合均匀并加热到140～150℃，加入6%的SBR，进行高速剪切40分钟；然后升温到170～180℃，搅拌30分钟后，加入0.3%的单质硫，继续搅拌4小时；然后停止加热降温至120℃，加入43.7%降粘剂（小于200℃的馏分和200～350℃的馏分以质量比3：1混合）继续搅拌均匀即可，自然降温，得到常温修补沥青液添加剂。常温修补沥青液组成及混合料性能见表2。

表2 常温修补沥青液组成及混合料性能。

项目	沥青液3	沥青液4	技术指标
				添加剂：沥青（质量比）	1：1	0.5：1
沥青液状态	长期室温静置不分层	长期室温静置不分层
				石料级配	AC-10，石灰岩	AC-10，石灰岩
拌和温度，℃	60～70℃	60～70℃
				沥青液温度，℃	60～70℃	60～70℃
油石比，%	7.0	6.5
				马歇尔稳定度，KN	5.4	5.2	＞5
流值，0.1mm	35	40	20～50
				修补料施工性能	-20℃～常温，混合料均具有很好的黏附性及和易性	-20℃～常温，混合料均具有很好的黏附性及和易性

从表1和表2中可以看出，本发明常温修补沥青液添加剂制备的常温修补沥青液具有较好的和易性、储存稳定性及混合料性能。

Claims

1.一种常温修补沥青液添加剂，其特征在于：以质量百分含量计包括以下组分：

沥青 30%～35%；

软化剂 10%～15%；

柴油 5%～10%；

聚合物 5%～10%；

硫磺 0.25%～0.5%；

降粘剂 29.5%～49.75%。

2.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的沥青为减压渣油、直馏沥青、溶剂脱沥青工艺得到的脱油沥青或调和沥青中的一种或几种的混合物，沥青25℃针入度为60～80 1/10mm。

3.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的软化剂为煤焦油、松焦油、妥尔油、催化油浆、减三或减四线抽出油、糠醛抽出油、芳烃油或废机油中的一种或几种的混合物。

4.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的柴油为0号柴油、-10号柴油和-20号柴油中的一种或几种的混合物。

5.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的聚合物为SBS、SBR或聚辛烯橡胶中的一种或几种。

6.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的降粘剂为原油常减压蒸馏中馏程小于350℃内的任意馏分。

7.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：所述的降粘剂为原油常减压蒸馏中馏程小于200℃的馏分与馏程为200～350℃的馏分的混合物。

8.按照权利要求1所述的添加剂，其特征在于：添加剂中加入抗剥离剂、阻燃剂和抗老化剂中一种或几种。

9.一种权利要求1所述的常温修补沥青液添加剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将软化剂和柴油混合均匀后，加入聚合物，搅拌至肉眼看不到聚合物，加入熔融状态的沥青，搅拌均匀；（2）向步骤（1）中的混合物加入硫磺继续搅拌；（3）向步骤（2）中的混合物加入降粘剂，搅拌均匀，自然冷却至室温，得到常温修补沥青液添加剂。

10.按照权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中将软化剂、柴油和沥青混合均匀，再加入聚合物。

11.按照权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）加入聚合物时反应体系温度为80～100℃，步骤（2）加入硫磺时反应体系温度为170～180℃，加入硫磺后继续搅拌2～4小时，步骤（3）加入降粘剂时反应体系的温度为100～120℃。

12.一种由权利要求1所述的添加剂在路面修补中的应用。

13.按照权利要求12所述的应用，其特征在于：添加剂和道路石油沥青进行调和，制备成常温修补沥青液，然后与石料拌合得到常温修补混合料，进行路面修补。

14.按照权利要求12所述的应用，其特征在于：路面修补施工温度为-20℃以上。