CN106380876A - 一种道路沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于沥青材料技术领域，涉及到一种道路沥青及其制备方法。所述道路沥青按质量份计，包括30～50份的石油沥青和50～70份的煤焦油沥青；还包括分别占石油沥青与煤沥青总量0.5％～5％和1％～3％的改性纤维及聚合物；所述改性纤维长度为1mm～10mm。与现有技术相比，本发明所述的道路沥青通过将煤焦油沥青与石油沥青混合，再添加改性剂得到，方法简单、价格低廉易于实现工业化生产，煤沥青用量达到50％～70％，可大量解决煤焦油沥青产能过剩的现状；并且改性效果明显，可大幅度减少石油沥青用量，降低筑路胶黏剂价格，并将过剩的煤焦油沥青进行产业化应用，各项性能指标均可达到指标。

Description

一种道路沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程沥青材料技术领域，具体来说，涉及到一种道路沥青及其制备方法。
背景技术
我国是煤炭资源大国，煤沥青产量供大于求，随着其应用领域逐年萎缩，大量煤沥青被闲置或当做燃料烧掉，造成了资源浪费及环境污染，是我国煤炭领域及产业链急需解决的问题。而煤沥青作为筑路胶黏剂使用时，具有良好的润湿、粘附和抗油侵蚀性能，煤沥青混合料路面摩擦系数大、行车安全系数高，同时成本低廉，且近年来，我国筑路领域发展迅速，对筑路胶黏剂需求量巨大，如果将煤沥青改性用于筑路领域，将很好的解决其现存问题，且为筑路领域提供一种新的筑路胶黏剂。但传统的煤沥青存在易老化、温度敏感性差以及易挥发刺激性气体等缺点，不能满足道路工程建设需要。目前，需要对其进行改性才能满足道路应用要求。
纤维作为一种新型的增强材料，被广泛的用作复合材料增强体，应用于航空航天、电子机械等尖端领域，由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力，为提高沥青的路用性能提供了新的研究方向，在石油沥青的改性中广泛应用。纤维的加入对沥青产生阻裂、加筋以及增韧作用，提高纤维沥青及其混合料的高低温性能、老化性能等；传统的石油沥青又具有温度稳定性好、环境污染少等优点；聚合物则具备高的分子量，对提升沥青的高低温性能有很好的作用，且其中极性基团与煤沥青中多环芳烃发生反应，减少煤沥青在使用过程中污染物的释放。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种价格低廉易于实现工业化生产的道路沥青及其制备方法。
本发明所述的一种道路沥青，所述道路沥青按质量份计，包括30～50份的石油沥青和50～70份的煤焦油沥青；还包括分别占石油沥青与煤沥青总量0.5％～5％和1％～3％的改性纤维及聚合物；所述改性纤维长度为1mm～10mm。
本发明所述的一种道路沥青，所述石油沥青为《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004中规定的70#基质石油沥青或/和90#基质石油沥青。
本发明所述的一种道路沥青，所述煤焦油沥青为中温煤沥青或低温煤沥青。
本发明所述的一种道路沥青，所述改性纤维为短切纤维，包括聚酯纤维、木质素纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维、剑麻纤维、碳纤维等一种或几种。
本发明所述的一种道路沥青，所述改性纤维所用改性剂为KH-550、KH-560或KH-570中的一种或几种。
本发明所述的一种道路沥青，所述聚合物为环氧树脂、PEG、聚酯树脂、不饱和树脂的一种或几种。
本发明所述的一种道路沥青，所述改性纤维的制备方法为，将表面活性剂溶于丙酮或乙醇溶液，配置1％～10％的溶液，将纤维放入其中处理1～12h，倒出剩余溶液，100℃下烘干纤维3～5h，除去多余的溶剂，得到改性用纤维。
本发明所述的一种道路沥青的制备方法，所述制备方法具体步骤为：将30～50份石油沥青于160℃～180℃加热熔化，加入50份～70份煤沥青，并加入石油沥青和煤沥青总量0.5％～5％的改性用纤维，另加入1％～3％的聚合物，提高加热温度至200℃～230℃，在500～2000r/min的转速下，利用高剪切分散机迅速搅拌10～50min，即得道路沥青。
与现有技术相比，本发明所述的道路沥青通过将煤焦油沥青与石油沥青混合，再添加改性剂得到，方法简单、价格低廉易于实现工业化生产，煤沥青用量达到50％～70％，可大量解决煤焦油沥青产能过剩的现状；并且改性效果明显，可大幅度减少石油沥青用量，降低筑路胶黏剂价格，并将过剩的煤焦油沥青进行产业化应用，各项性能指标均可达到《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中90#基质石油沥青的指标。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述道路沥青及其制备方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-550溶于丙酮，配置5％的溶液，将聚酯纤维放入其中处理10h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维3h，除去多余的溶剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g70#基质石油沥青，加热至160℃，加入中温煤沥青100g，依次添加改性纤维2g以及环氧树脂(E51)2g，提升温度至220℃，转速为1000r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点48℃、15℃延度＞100、针入度85mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例2
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-550溶于丙酮，配置5％的溶液，将木质素纤维放入其中处理10h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维3h，除去多余的溶剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g90#基质石油沥青，加热至160℃，加入中温煤沥青100g，以此添加改性纤维2g以及PEG 2g，提升温度至220℃，转速为1000r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点46℃、15℃延度＞100、针入度86mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例3
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-550溶于丙酮，配置5％的溶液，将聚丙烯腈纤维放入其中处理10h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维3h，除去多余的表面活性剂，得到改性用纤维。
(2)称量80g70#基质石油沥青，加热至160℃，加入低温煤沥青120g，以此添加改性纤维2g以及聚酯树脂2g，提升温度至220℃，转速为1000r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点49℃、15℃延度＞100、针入度85mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例4
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-550溶于丙酮，配置5％的溶液，将聚丙烯腈纤维放入其中处理10h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维3h，除去多余的表面活性剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g70#基质石油沥青，加热至160℃，加入中温煤沥青100g，以此添加改性纤维3g以及环氧树脂(E51)2g，提升温度至220℃，转速为1000r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点50℃、15℃延度＞100、针入度86mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例5
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-560溶于丙酮，配置8％的溶液，将聚丙烯腈纤维放入其中处理8h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维5h，除去多余的表面活性剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g70#基质石油沥青，加热至160℃，加入中温煤沥青100g，以此添加改性纤维4g以及环氧树脂(E51)2g，提升温度至230℃，转速为1500r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点45℃、15℃延度＞100、针入度80mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例6
(1)制备改性纤维，将表面活性剂KH-550溶于丙酮，配置5％的溶液，将聚丙烯腈纤维放入其中处理10h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维3h，除去多余的表面活性剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g70#基质石油沥青，加热至180℃，加入中温煤沥青100g，以此添加改性纤维2g以及环氧树脂(E51)2g，提升温度至220℃，转速为1000r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点47℃、15℃延度＞100、针入度87mm，达到90#道路石油沥青标准。
实施例7
(1)制备改性纤维，将质量比为99:1的表面活性剂KH-560和双斑獐牙菜酮A(即1,3,6-三羟基-4,7-二甲氧基酮)溶于丙酮，配置8％的溶液，将聚丙烯腈纤维放入其中处理8h，倒出剩余溶液，100℃烘干纤维5h，除去多余的表面活性剂，得到改性用纤维。
(2)称量100g70#基质石油沥青，加热至160℃，加入中温煤沥青100g，以此添加改性纤维4g以及环氧树脂(E51)2g，提升温度至230℃，转速为1500r/min，搅拌30min后停止搅拌，冷却至室温即得道路沥青。经测试，该沥青软化点49℃、15℃延度＞100、针入度93mm，达到90#道路石油沥青标准。

Claims (8)

1.一种道路沥青，所述道路沥青按质量份计，其特征在于，包括30～50份的石油沥青和50～70份的煤焦油沥青；还包括分别占石油沥青与煤沥青总量0.5％～5％和1％～3％的改性纤维及聚合物；所述改性纤维长度为1mm～10mm。
2.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述石油沥青为《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定的70#基质石油沥青或/和90#基质石油沥青。
3.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述煤焦油沥青为中温煤沥青或低温煤沥青。
4.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述改性纤维为短切纤维，包括聚酯纤维、木质素纤维、聚丙烯腈纤维、玄武岩纤维、剑麻纤维、碳纤维等一种或几种。
5.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述改性纤维所用改性剂为KH-550、KH-560或KH-570中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述聚合物为环氧树脂、PEG、聚酯树脂、不饱和树脂的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的道路沥青，其特征在于，所述改性纤维的制备方法为，将表面活性剂溶于丙酮或乙醇溶液，配置1％～10％的溶液，将纤维放入其中处理1～12h，倒出剩余溶液，100℃下烘干纤维3～5h，除去多余的溶剂，得到改性用纤维。
8.根据权利要求1所述的道路沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体步骤为：将30～50份石油沥青于160℃～180℃加热熔化，加入50份～70份煤沥青，并加入石油沥青和煤沥青总量0.5％～5％的改性用纤维，另加入1％～3％的聚合物，提高加热温度至200℃～230℃，在500～2000r/min的转速下，利用高剪切分散机迅速搅拌10～50min，即得道路沥青。
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