CN105462272A - 一种具有导电性能的复合改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有导电性能的复合改性沥青及其制备方法，以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物0.7～11份，沥青导电性能改善剂0.01～2份，偶联剂0.01～2份，分散剂0.01～0.5份。首先将导电聚合物、沥青导电性能改善剂、偶联剂和分散剂加入到乙醇溶液中，搅拌均匀后加热制得复合改性剂；然后将复合改性剂高温加入基础沥青中。本发明的复合改性沥青中添加了导电聚合物，提高了沥青的导电性能，同时，3,4-二羟基肉桂酸的加入，协同作用提高了导电聚合物的导电性能，导电聚合物均匀的分散在沥青当中，能够促使沥青中的饱和分部分发生裂化，降低饱和分的含量，降低了沥青的感温性，此外，还能够使沥青中的树脂含量增加，提高了沥青的延性，改善了沥青的低温性能。
Description
技术领域
本发明属于道路工程材料领域，涉及沥青，具体涉及一种具有导电性能的复合改性沥青及其制备方法。
背景技术
沥青路面因其具有行车舒适、噪音低、抗滑性能好、交通安全性高等优点，被广泛的用于公路路面铺装。然而，由于沥青本身具有的一些缺点，例如沥青在高温状态下粘稠度降低，低温状态下脆性大和柔性差等，导致沥青路面病害严重，降低了路面的使用年限，致使许多公路提前进入大修或改造期，造成了大量的经济损失。国内外已做了大量关于沥青改性剂的研究，但是大多只是单一的提高沥青的路用性能，对于既能提高路用性能同时又能提高沥青导电性能的改性剂的研究较少，因此，亟需开发一种新型沥青改性剂，提高沥青性能的同时促使沥青兼具导电性能，以推进导电沥青路面的进一步发展。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供一种具有导电性能的复合改性沥青及其制备方法，在能够提高道路沥青的路用性能的同时使得该沥青兼具良好的导电性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种具有导电性能的复合改性沥青，包括基础沥青、偶联剂和分散剂，还包括导电聚合物和沥青导电性能改善剂；
所述的导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物中的一种以上组合。
所述的沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸。
本发明还具有如下区别技术特征：
优选的，所述的导电聚合物的聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物数均分子量在20000～50000范围之内。
具体的，以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物0.7～11份，沥青导电性能改善剂0.01～2份，偶联剂0.01～2份，分散剂0.01～0.5份。
具体的，所述的导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物中的两种以上组合时，按照等质量比例组合。
优选的，以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物2～9份，沥青导电性能改善剂0.9～1.5份，偶联剂0.5～1.2份，分散剂0.1～0.3份。
更优选的，以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物8份，沥青导电性能改善剂1.1份，偶联剂0.9份，分散剂0.18份。
具体的，所述的基础沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青或纤维类改性沥青。
具体的，所述的偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷。
具体的，所述的分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
一种具有导电性能的复合改性沥青的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、将导电聚合物、沥青导电性能改善剂、偶联剂和分散剂加入到质量浓度为25％～35％的乙醇溶液中，所需乙醇溶液的质量为添加成分总质量的5倍，搅拌均匀并浸泡40～60min后加热使乙醇溶液完全挥发，最后自然冷却，制得复合改性剂；
步骤二、将基础沥青在温度为130℃～160℃的条件下加热熔融，然后将步骤一中所述复合改性剂加入熔融后的基质沥青中，手动搅拌10min后采用高速剪切机进行剪切处理，自然冷却后得到聚合物改性沥青；所述剪切处理的具体过程为：先在剪切速率为800rpm～1000rpm的条件下低速剪切5min～10min，再在剪切速率为2000rpm～5000rpm的条件下高速剪切20min～40min。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的复合改性沥青中添加了导电聚合物，提高了沥青的导电性能，同时，3,4-二羟基肉桂酸的加入，协同作用提高了导电聚合物的导电性能，导电聚合物在三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷和二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯的作用下，均匀的分散在沥青当中，能够促使沥青中的饱和分部分发生裂化，降低饱和分的含量，降低了沥青的感温性，此外，还能够使沥青中的树脂含量增加，提高了沥青的延性，改善了沥青的低温性能。
本发明的复合改性沥青属于环保无毒无腐蚀类改性沥青，具有良好的路用性能，可在保证良好路用性能的同时具有导电性能，原材料来源广泛，生产过程无污染且价格低廉，制备工艺简单，成本低，具有良好的经济效益。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
实施例1:
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物11份；沥青导电性能改善剂2份；偶联剂2份；分散剂0.5份，其中：
基础沥青为道路石油沥青，导电聚合物为聚对苯乙烯撑，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法为：
步骤一、将导电聚合物、沥青导电性能改善剂、偶联剂和分散剂加入到质量浓度为25％～35％的乙醇溶液中，所需乙醇溶液的质量为添加成分总质量的5倍，搅拌均匀并浸泡40～60min后加热使乙醇溶液完全挥发，最后自然冷却，制得复合改性剂；
步骤二、将基础沥青在温度为130℃～160℃的条件下加热熔融，然后将步骤一中所述复合改性剂加入熔融后的基质沥青中，手动搅拌10min后采用高速剪切机进行剪切处理，自然冷却后得到聚合物改性沥青；所述剪切处理的具体过程为：先在剪切速率为800rpm～1000rpm的条件下低速剪切5min～10min，再在剪切速率为2000rpm～5000rpm的条件下高速剪切20min～40min。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例2：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物9份；沥青导电性能改善剂1.5份；偶联剂1.2份；分散剂0.3份。
基础沥青为道路石油沥青，导电聚合物为聚对苯乙烯撑，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例3：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为煤沥青，导电聚合物为聚苯撑乙烯，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例4：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物2份；沥青导电性能改善剂0.9份；偶联剂0.5份；分散剂0.1份。
基础沥青为煤沥青，导电聚合物为聚苯撑，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例5：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物0.7份；沥青导电性能改善剂0.01份；偶联剂0.01份；分散剂0.01份。
基础沥青为SBS改性沥青，导电聚合物为聚对苯撑，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例6：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为SBS改性沥青，导电聚合物为聚对苯撑，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
对比例1：
本对比例给出一种沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为SBS改性沥青，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本对比例的改性沥青的制备方法与实施例1基本相同，混合均匀即可。
本对比例中的改性沥青性能测试结果见表1。
对比例2：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为SBS改性沥青，导电聚合物为聚对苯撑，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本对比例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本对比例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例7：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为PE改性沥青，导电聚合物为聚亚苯基亚乙烯衍生物，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例8：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为PE改性沥青，导电聚合物为聚对苯乙烯撑和聚苯撑乙烯等质量比的混合物，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例9：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为SBR改性沥青，导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯和聚苯撑等质量比的混合物，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例10：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基础沥青为SBR改性沥青，导电聚合物为聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物等质量比的混合物，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
实施例11：
本实施例给出一种具有导电性能的复合改性沥青，以重量份数计，由以下原料组成：
基础沥青100份；导电聚合物8份；沥青导电性能改善剂1.1份；偶联剂0.9份；分散剂0.18份。
基质沥青为纤维类改性沥青，导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物等质量比的混合物，沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸，偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷，分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
本实施例的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法与实施例1相同。
本实施例中的具有导电性能的复合改性沥青性能测试结果见表1。
为了验证本发明具有导电性能的复合改性沥青的路用性能，依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)的相关规定对本发明实施例1至11复合改性沥青进行基本性能试验；依据《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》(GB/T1410-2006)。本发明实施例1至11复合改性沥青的具体试验结果如表1所示。
表1本发明的实施例和对比例的改性沥青的性能测试结果
由表1可知，本发明所述的一种具有导电性性能的改性沥青及其制备方法制备的改性沥青的针入度、延度、软化点和粘度均满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中相关规定的要求，通过对改性沥青体积电阻率进行测试，结果表明，本发明所述的改性沥青具有良好导电性能，且由表1中实施例6、对比例1和对比例2的对比结果可知，本发明所述的导电性能改善剂能够明显提高改性沥青的导电性能。
Claims (9)
1.一种具有导电性能的复合改性沥青，包括基础沥青、偶联剂和分散剂，其特征在于：还包括导电聚合物和沥青导电性能改善剂；
所述的导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物中的一种以上组合；
所述的沥青导电性能改善剂为3,4-二羟基肉桂酸。
2.如权利要求1所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物0.7～11份，沥青导电性能改善剂0.01～2份，偶联剂0.01～2份，分散剂0.01～0.5份。
3.如权利要求2所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：所述的导电聚合物为聚对苯乙烯撑、聚苯撑乙烯、聚苯撑、聚对苯撑和聚亚苯基亚乙烯衍生物中的两种以上组合时，按照等质量比例组合。
4.如权利要求2所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物2～9份，沥青导电性能改善剂0.9～1.5份，偶联剂0.5～1.2份，分散剂0.1～0.3份。
5.如权利要求4所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：以重量份数计，由以下原料制成：基础沥青100份，导电聚合物8份，沥青导电性能改善剂1.1份，偶联剂0.9份，分散剂0.18份。
6.如权利要求1至5任一权利要求所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：所述的基础沥青为道路石油沥青、煤沥青、SBS改性沥青、PE改性沥青、SBR改性沥青或纤维类改性沥青。
7.如权利要求1至5任一权利要求所述的具有导电性能的复合改性沥青，其特征在于：所述的偶联剂为三甲氧基-2-叠氮苯磺酰乙基硅烷。
8.如权利要求1至5任一权利要求所述的具有导电性能的复合改性沥青，所述的分散剂为二(辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)磷酯。
9.一种如权利要求1至5任一权利要求所述的具有导电性能的复合改性沥青的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一、将导电聚合物、沥青导电性能改善剂、偶联剂和分散剂加入到质量浓度为25％～35％的乙醇溶液中，所需乙醇溶液的质量为添加成分总质量的5倍，搅拌均匀并浸泡40～60min后加热使乙醇溶液完全挥发，最后自然冷却，制得复合改性剂；
步骤二、将基质沥青在温度为130℃～160℃的条件下加热熔融，然后将步骤一中所述复合改性剂加入熔融后的基质沥青中，手动搅拌10min后采用高速剪切机进行剪切处理，自然冷却后得到聚合物改性沥青；所述剪切处理的具体过程为：先在剪切速率为800rpm～1000rpm的条件下低速剪切5min～10min，再在剪切速率为2000rpm～5000rpm的条件下高速剪切20min～40min。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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