CN106832976B - 改性沥青及其制备方法 - Google Patents
改性沥青及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106832976B CN106832976B CN201710116283.XA CN201710116283A CN106832976B CN 106832976 B CN106832976 B CN 106832976B CN 201710116283 A CN201710116283 A CN 201710116283A CN 106832976 B CN106832976 B CN 106832976B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pitch
- polyphosphoric acids
- auxiliary agent
- parts
- polymer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F289/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds not provided for in groups C08F251/00 - C08F287/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明提供了一种改性沥青及其制备方法。改性沥青的制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中多聚磷酸的用量为沥青中沥青质含量的3‑5倍,多聚磷酸与助剂的质量比为1:1‑1.3;助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2‑二羟甲基丙酸。通过沥青质与多聚磷酸共混,使得沥青的胶体结构改变为溶胶‑凝胶型,助剂既能与溶胶‑凝胶型沥青间发生化学反应,又可以与聚合物共聚形成聚合物,使得沥青均匀、稳定地分散至聚合物溶液中。
Description
技术领域
本发明通常涉及改性沥青,且特别地,涉及改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着交通运输的发展,交通流量增大,车载重量提高,沥青路面已很难满足交通荷载和自然环境的要求。相比于沥青,聚合物改性沥青的高温抗流淌、低温抗开裂能力大大提高。
聚合物沥青由于耐高温、抗低温、使用温度范围宽、力学性能好,是目前国内外使用最为广泛的一种改性沥青。
通常聚合物改性沥青是通过搅拌或剪切等物理方法将聚合物分散于沥青中,聚合物与沥青之间并未发生明显的化学反应,仅仅是物理意义上的混溶,且大部分聚合物与沥青之间的密度、极性、分子量以及溶解度等参数的性质差异较大,因此,聚合物与沥青间热力学不稳定,容易分层变质。
发明内容
本发明提供一种改性沥青及其制备方法,将沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂按照一定比例混合配置而成,沥青中的沥青质与多聚磷酸共混在一起,将沥青的胶体结构改变为溶胶-凝胶型,助剂既能与溶胶-凝胶型沥青间发生化学反应,又可以与聚合物聚合形成新的聚合物,使得沥青均匀、稳定低地分散至聚合物溶液中。
本发明的一方面,提供一种改性沥青,制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的用量为所述沥青中沥青质含量的3-5倍;
所述多聚磷酸和所述助剂质量比为1:1-1.3;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
在某些实施方式中,所述助剂包括:50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸。
在某些实施方式中,所述聚合物包括苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和丙烯酸酯聚合物。
进一步,所述聚合物中苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和丙烯酸酯类聚合物重量比为1:0.3-0.5。
在某些实施方式中,所述丙烯酸酯类聚合物包括按重量份数计的下述组份:
在某些实施方式中,所述沥青为110#沥青、130#沥青和140#沥青的一种或其组合之一。
在某些实施方式中,所述的改性沥青制备原料还包括稳定剂,例如,可以是硫类稳定剂。所述硫类稳定剂为至少一种含有硫单体和/或硫化合物。
在某些实施方式中,所述的改性沥青制备原料还包括乳化剂,所述乳化剂为磺化妥尔油皂、磺化琥珀酸、α-烯烃磺酸盐、磺化松香、磺化棉籽油中的一种或多种。
本发明的另一方面,还提供所述的改性沥青的制备方法,其包括:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述百分比含量,获得所述沥青中沥青质的质量,多聚磷酸的使用量为所述沥青质的质量的3-5倍;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定的多聚磷酸加入步骤(ii)得到的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)的沥青中加入助剂,在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-60分钟。
在某些实施方式中,步骤(iv)中所述助剂加入所述沥青中的具体操作为:
按照所述多聚磷酸使用重量的1-1.3倍确定所述助剂的使用重量;
按照上述助剂的使用重量配置该助剂,且所述助剂包括下述以重量份数计的组份:50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸;
将配置好的所述助剂加入步骤(iii)得到的沥青中,在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
或者,
按照所述多聚磷酸使用重量的1-1.3倍确定所述助剂的使用重量;
按照上述助剂的使用重量确定所述助剂的各个组份的预定使用剂量,所述助剂包括下述以重量份数计的下述组份:50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸;
向步骤(iii)得到的沥青中加入预定使用剂量的马来酸酐,加热至100至130℃,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟;
然后将预定使用剂量的苯乙烯和双丙酮丙酰胺加入沥青中,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟,温度100-130℃;
再加入预定使用剂量的2,2-二羟甲基丙酸,在4000r/min~10000r/min剪切速度下剪切20min~60min。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式,该详细说明不应认为是对本发明的限制,而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式,并非用于限制本发明。另外,对于本发明中的数值范围,应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明,否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料,但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入,用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时,以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下,可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化,这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
本发明中所述的“份”和述及的物质的数量,如无特别说明,均按质量计。
本发明所述的沥青是由复杂的碳氢化合物组成的混合物。胶体理论认为沥青是一种胶体体系。以分子量相对较大的沥青质为中心,周围吸附了一些半固态的胶质形成胶团,由于胶质的胶溶作用,而使胶团胶溶、分散于液态芳香分和饱和分组成的分散介质中,形成稳定胶体。在沥青中,分子量很高的沥青质不能直接胶溶与分子量很低的芳香分和饱和分的介质中,特别是饱和分为胶凝剂,会阻碍沥青质的胶溶,胶质中极性最强的部分吸附在沥青质表面,然后逐步向外扩散,极性逐渐减小,芳香度也逐渐减弱,距离沥青质越远,则极性越小,直到芳香分接近,设置到几乎没有极性的饱和分。这样,在沥青胶体结构中,从沥青质到胶质,乃至芳香分和饱和分,它们的极性是逐步递变的,没有明显的分界线。随着与沥青质分子距离的增大,可溶质的极性减弱,芳香度减小;距离继续向外扩大,则为极性更小或几乎没有极性的脂肪族类所组成的分散介质。
本发明所述的改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细橡胶粉或其他填料等改性剂,或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料。所述的改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机材质,可熔融、分散在沥青中,改善或提供沥青路用性能的材料。
本发明所述的多聚磷酸又称四聚磷酸盐、聚合磷酸盐或多磷酸,是一种无色透明粘稠状液体,易潮解,不结晶,有腐蚀性,能与水混溶,水解为正磷酸;多聚磷酸熔点为48-50℃,沸点为856℃。磷化工业中一般将w(H3PO4)为105%以上的磷酸称为多聚磷酸。
本发明中的多聚磷酸是具有实验式PqHrOs的化合物,其中q,r和s是正数,q大于等于2,5q+r-2s=0。多聚磷酸可以是直链化合物,或者可以选用具有二维结构或三维结构的产品。
本发明提供一种改性沥青,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的质量为所述沥青中沥青质质量的3-5倍;
所述多聚磷酸和所述助剂按照质量比为1:1-1.3;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
多聚磷酸与沥青分子中的活性位(羟基、亚氨基、硫基)发生反应,使得沥青质团簇被打破,沥青质在沥青软组分中的分散度得到增强,分散的沥青质之间可以形成稳定的空间网格。多聚磷酸对沥青的改性效果取决于沥青中沥青质的多少。发明中多聚磷酸按照沥青中沥青质含量的3倍至5倍添加至改性沥青中,且本发明所用的多聚磷酸其磷酸含量为110-130%,其中,可以使用磷酸含量为114%的多聚磷酸,磷酸含量为116%的多聚磷酸,磷酸含量为118%的多聚磷酸,磷酸含量为120%的多聚磷酸或磷酸含量为144%的多聚磷酸,多聚磷酸中磷酸含量增加,使得多聚磷酸的链长增加也增加链之间的交互作用,使得沥青质可以分散至更加稳定空间网格中,从而形成稳定的,乳液态更好的溶胶-凝胶型沥青。同时,利用马来酸酐与沥青中的二烯发生反应,利用化学键提高沥青与聚合物之间的稳定性,并且,马来酸酐与双丙酮丙烯酰胺和苯乙烯发生共聚反应,提高沥青的分散性能,使得溶胶-凝胶型沥青在马来酸酐和双丙酮丙烯酰胺的作用下,提升其在聚合物中的分散性能,并以2,2-二羟甲基丙酸作为亲水剂,沥青在低温下便可以制成液态沥青,方便施工。
其中某些实施方式中,所述助剂按照重量份数计,包括:50-70份马来酸酐,60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸。
其中某些实施方式中,所述聚合物包括苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和丙烯酸酯类聚合物。
苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物、多聚磷酸与沥青质使得聚合物中离散的聚合物单点逐步变成长条的链状交联聚合物。丙烯酸酯类聚合物与马来酸酐聚合形成富含羧基的聚合物,并改善苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物与沥青的相溶性和热稳定性。
进一步,其中所述聚合物中苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和丙烯酸酯类聚合物的重量为1:0.3-0.5。
其中某些实施方式中,所述丙烯酸酯类聚合物包括按重量份数计的下述组份:
在聚合物中包含亚氨基丙酸,利用亚氨基丙酸中的亚氨基与助剂中的2,2-二羟甲基丙酸中的羟甲基自交联,提高改性沥青的稳定性。
其中某些实施方式中,所述沥青为110#沥青、130#沥青和/或140#沥青的一种或其组合。
其中某些实施方式中,所述稳定剂为含硫稳定剂。
含硫稳定剂中含有硫化剂、硫化促进剂和分散剂,硫化剂与沥青和用于改性沥青的聚合物改性剂之间的交联反应速度进行控制,防止局部交联反应过快和/或局部交联程度过高。所述硫化剂可以形成自由基或活性硫,硫化剂形成的自由基或活性硫能够与沥青和用于改性沥青的聚合物改性剂中的活泼氢发生反应,从而将沥青与用于沥青改性的聚合物改性剂通过化学键连接在一起,进而提高沥青与用于沥青改性的聚合物改性剂之间的相容性,提高聚合物改性沥青的稳定性。
本发明的另一方面,还提供所述的改性沥青的制备方法,其包括如下步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述质量百分比含量获得所述沥青中沥青质的质量;并按照沥青质质量的3-5倍确定多聚磷酸的使用量;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定的多聚磷酸加入的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向所述步骤(iii)的沥青中加入助剂,在4000r/min~10000r/min剪切速率下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-60分钟。
按照所述多聚磷酸使用量的1-1.3倍确定所述助剂的使用量;
按照上述助剂的使用量配置该助剂,且所述助剂包括重量份数计的下述组份:
50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸;
将配置好的助剂加入步骤(iii)得到的沥青中,在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
或者,
按照所述多聚磷酸使用量的1-1.3倍确定所述助剂的使用量;
按照上述助剂的使用量确定所述助剂的各个组份的预定使用剂量,所述助剂包括按照重量份数计的下述组份:50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸;
向步骤(iii)得到的沥青中加入预定使用剂量的马来酸酐,加热至100至130℃,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟;
然后将预定使用剂量的苯乙烯和双丙酮丙酰胺加入沥青中,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟,温度100-130℃;
再加入预定使用剂量的2,2-二羟甲基丙酸,4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min。
本发明所述的沥青质含量按照石油化工行业标准《SH/T 0266-92石油沥青质含量测定法》测试。
道路沥青的质量常用下述指标进行评定。
延伸度:主要用于反映沥青的低温性能。沥青的延伸度是指在规定的拉伸速度和温度下,拉伸标准试件的两端到断裂时的长度。延伸度是剪切面上剪切压力大于沥青内聚力时的断裂长度,随温度不同而变化。它反映沥青的粘弹性质,延伸度可按照ASTMD113或GB/T4508方法测定。
软化点:反应沥青的高温性能。沥青的软化点是沥青在一定条件下的等粘温度,软化点高表示沥青的等粘温度高,混合料的高温稳定性好,软化点的测定方法可参照ASTMD36或GB/T4508。
针入度:是沥青的稠度指标。反映沥青在一定条件上的软硬程度,沥青的针入度用标准针在一定负荷、时间和温度条件下,垂直穿入沥青试样的深度表示,单位为1/10mm,不同温度针入度的对数与温度呈线性关系,即IgP=AT+K,其中P为温度T时的针入度,A反映针入度对数温度的敏感性,简称针入温度系数,K为常数。
以上是评定沥青质量标准的三大技术指标,根据JT/T798-2011行业标准,另有180℃旋转粘度(Pa.s)和弹性恢复(25℃,%)两大指标来评定沥青的性能。
实施例
实施例1
一种改性沥青,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的质量为所述沥青中沥青质含量的3倍;
所述多聚磷酸与所述助剂按照质量比为1:1;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
其中,每100份沥青需要1份聚合物用量;所述助剂的组份信息如下所列:50份马来酸酐、60份苯乙烯、40份双丙酮丙酰胺和20份2,2-二羟甲基丙酸。
制备步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述质量百分比含量,获得所述沥青中沥青质的质量;并按照沥青质质量数的3倍确定多聚磷酸的使用量;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定的多聚磷酸加入的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)的沥青中加入助剂,获取所述多聚磷酸的使用量,按照所述多聚磷酸的使用量确定所述助剂的使用量;
按照上述助剂的使用量配置该助剂,且所述助剂包括重量份数计的下述组份:50份马来酸酐、60份苯乙烯、40份双丙酮丙酰胺和20份2,2-二羟甲基丙酸;
在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟。
实施例2
一种改性沥青,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的用量为所述沥青中沥青质含量的5倍;
所述多聚磷酸与所述助剂按照质量比为1:1.3;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
其中,每100份沥青需要3份聚合物用量;所述助剂的组份信息如下:70份马来酸酐、70份苯乙烯、30份双丙酮丙酰胺和10份2,2-二羟甲基丙酸。
制备步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述质量百分比含量获得所述沥青中沥青质的质量;并按照沥青质质量的5倍确定多聚磷酸的使用量;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定用量的多聚磷酸加入步骤(ii)得到的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)得到的沥青中加入助剂,
按照所述多聚磷酸使用量的1.3倍确定所述助剂的使用量;
按照上述助剂的使用量确定所述助剂的各个组份的预定使用剂量,所述助剂包括以重量份数计的下述组份:70份马来酸酐、70份苯乙烯、30份双丙酮丙酰胺和10份2,2-二羟甲基丙酸;
向步骤(iii)得到的沥青中加入预定使用剂量的马来酸酐,加热至100至130℃,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟;
然后将预定使用剂量的苯乙烯和双丙酮丙酰胺加入沥青中,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟,温度100-130℃;
再加入预定使用剂量的2,2-二羟甲基丙酸,在温度100-130℃,600-800r/min转速下搅拌20-30分钟。
实施例3
一种改性沥青,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的质量为所述沥青中沥青质含量的4倍;
所述多聚磷酸与所述助剂按照质量比为1:1.2;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
其中,每100份沥青需要3份聚合物用量;所述助剂的组份信息如下:65份马来酸酐、65份苯乙烯、25份双丙酮丙酰胺和15份2,2-二羟甲基丙酸。
制备步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述质量百分比获得所述沥青中沥青质的质量;并按照沥青质质量的5倍确定多聚磷酸的使用量;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(ii)确定用量的多聚磷酸加入的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)的沥青中加入助剂,
获取所述多聚磷酸的使用量,按照所述多聚磷酸使用量的1.3倍确定所述助剂的使用量;
按照上述助剂的使用量确定所述助剂的各个组份的预定使用剂量,所述助剂包括重量份数计的下述组份:65份马来酸酐、65份苯乙烯、25份双丙酮丙酰胺和15份2,2-二羟甲基丙酸;
向步骤(iii)得到的所述沥青中加入预定使用剂量的马来酸酐,加热至100至130℃,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟;
然后将预定使用剂量的苯乙烯和双丙酮丙酰胺加入沥青中,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟,温度100-130℃;
再加入预定使用剂量的2,2-二羟甲基丙酸,在温度100-130℃,600-800r/min转速下搅拌20-30分钟。
实施例4
一种改性沥青,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂;其中,
所述多聚磷酸的质量为所述沥青中沥青质含量的3.5倍;
所述多聚磷酸与所述助剂按照质量比为1:1.1;
所述助剂包括马来酸酐、苯乙烯、双丙酮丙烯酰胺和2,2-二羟甲基丙酸。
其中,每100份沥青需要2份聚合物用量;所述助剂的组份信息如下:59份马来酸酐、65份苯乙烯、32份双丙酮丙酰胺和17份2,2-二羟甲基丙酸。
制备步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述质量百分比获得所述沥青中沥青质的质量;并按照沥青质质量的3.5倍确定多聚磷酸的使用量;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定用量的多聚磷酸加入的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)的沥青中加入助剂,在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-60分钟。
在实施例1至实施例4中,所述聚合物包括苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和丙烯酸酯类聚合物。且所述苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和所述丙烯酸酯类聚合物按照1:0.3-0.5混合,在实施例1中,所述苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和所述丙烯酸酯类聚合物按照1:0.3混合;在实施例2中,所述苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和所述丙烯酸酯类聚合物按照1:0.5混合;在实施例3中,所述苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和所述丙烯酸酯类聚合物按照1:0.4混合;在实施例4中,所述苯乙烯-丁二酯-苯乙烯共聚物和所述丙烯酸酯类聚合物按照1:0.3混合
在实施例1至实施例4中,其中所述丙烯酸酯类聚合物包括按重量份数计的下述组份:
在实施例1中,所述丙烯酸树脂包括按照重量份数计的50份甲基丙烯酸酯、45份丙烯酸酯、5份甲基丙烯酸羟基酯、4份甲基丙烯酸、6份亚氨基丙酸和4份引发剂。在实施例2中,所述丙烯酸树脂包括按照重量份数计的25份甲基丙烯酸酯、30份丙烯酸酯、1份甲基丙烯酸羟基酯、1份甲基丙烯酸、1份亚氨基丙酸和1份引发剂。在实施例3中,所述丙烯酸树脂包括按照重量份数计的35份甲基丙烯酸酯、42份丙烯酸酯、3份甲基丙烯酸羟基酯、2份甲基丙烯酸、4份亚氨基丙酸和2份引发剂。在实施例4中,所述丙烯酸树脂包括按照重量份数计的44份甲基丙烯酸酯、42份丙烯酸酯、2份甲基丙烯酸羟基酯、2份甲基丙烯酸、4份亚氨基丙酸和1份引发剂。
在实施例1至实施例4中,可以选用110#沥青、130#沥青和/或140#沥青的一种或其组合。在实施例1中,所述沥青为110#沥青;在实施例2中,所述沥青为130#沥青;在实施例3中,所述沥青为130#沥青和110#沥青按照1:1.5比例混合;在实施例4中,所述沥青为110#沥青、130#沥青和140#沥青按照1:1.2:1.5比例混合。
在实施例1至实施例4中,所选用的稳定剂为硫类稳定剂,在实施例1至实施例4中具体所选用的硫类稳定剂为硫磺粉。
在实施例1至实施例4中,所选用的引发剂为4-苯甲酰-4’-甲基二苯硫醚。
在实施例1中选用的乳化剂为磺化妥尔油皂,在实施例2中选用的乳化剂为磺化琥珀酸,在实施例3中选用的α-烯烃磺酸盐,在实施例4中选用的乳化剂磺化松香和磺化棉籽油,在实施例1至实施例4中乳化剂使用量为按照质量份数计的0-3份。
在沥青生产中按照先乳化后改性的原则,在实施例1至4中,将热沥青和乳化剂皂液一起通过胶体磨制成普通的乳化沥青,再通过机械搅拌将多聚磷酸、聚合物和助剂加入到乳化沥青中,制成改性的乳化沥青。
对比例1
一种改性沥青,其包括以质量百分比计的下述原料,1%多聚磷酸和3%聚合物,其余为沥青。
制备方法:
将沥青加热至130-170℃,将聚合物添加至沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;然后在4000-10000r/min的剪切速度下剪切10-15分钟;
将多聚磷酸添加至剪切后的沥青中,然后在600-800r/min转速下搅拌30-60分钟.
上述实施例和对比例得到的改性沥青,依据中华人民共和国行业标准公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG40-2004进行性能检测,性能指标见表1。
表1实施例至4和对比例的针入度、延度和软化度的实验数据
从表1可以看出,与对比例1相比,本发明的实施例1至4的改性沥青具有较低的针入度和较高的软化点和延度,这表明本发明的改性沥青具有较好的高低温性能,有利于夏季沥青路面的抗车辙作用,具有最佳优异路用性能。
Claims (5)
1.一种改性沥青,其特征在于,其制备原料包括沥青、多聚磷酸、聚合物和助剂,其中:
所述多聚磷酸的质量为所述沥青中沥青质质量的3-5倍;
所述多聚磷酸与所述助剂的质量比为1∶1-1.3;
其中,所述多聚磷酸其磷酸含量为110-130%,所述助剂按照重量份数计,包括50-70份马来酸酐、60-70份苯乙烯、30-40份双丙酮丙酰胺和10-20份2,2-二羟甲基丙酸;
所述沥青为110#沥青、130#沥青和140#沥青的一种或其组合之一。
2.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于:制备原料还包括稳定剂,所述稳定剂为硫类稳定剂。
3.根据权利要求1所述的改性沥青,其特征在于:制备原料还包括乳化剂,所述乳化剂为磺化妥尔油皂、磺化琥珀酸、α-烯烃磺酸盐、磺化松香、磺化棉籽油中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的改性沥青的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述百分比含量,获得所述沥青中沥青质的质量,多聚磷酸的使用量为所述沥青质的质量的3-5倍;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定的多聚磷酸加入步骤(ii)得到的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)得到的沥青中加入助剂,在剪切速率为4000r/min~10000r/min的条件下剪切20min~60min;然后在600-800r/min转速下搅拌10-60分钟。
5.一种根据权利要求1所述的改性沥青的制备方法,其特征在于,至少包括以下步骤:
(i)测量沥青中沥青质的质量百分比含量,根据所述沥青的使用量和所述百分比含量,获得所述沥青中沥青质的质量,多聚磷酸的使用量为所述沥青质的质量的3-5倍;
(ii)将所述沥青加热至120-150℃,将聚合物加入所述沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iii)将步骤(i)确定的多聚磷酸加入步骤(ii)得到的沥青中,在600-800r/min转速下搅拌10-15分钟;
(iv)向步骤(iii)得到的沥青中加入预定使用剂量的马来酸酐,加热至100至130℃,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟;
然后将预定使用剂量的苯乙烯和双丙酮丙酰胺加入沥青中,在600-800r/min转速下搅拌20-30分钟,温度100-130℃;
再加入预定使用剂量的2,2-二羟甲基丙酸,在4000r/min~10000r/min剪切速度下剪切20min~60min。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710116283.XA CN106832976B (zh) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | 改性沥青及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710116283.XA CN106832976B (zh) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | 改性沥青及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106832976A CN106832976A (zh) | 2017-06-13 |
CN106832976B true CN106832976B (zh) | 2019-06-11 |
Family
ID=59137662
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710116283.XA Expired - Fee Related CN106832976B (zh) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | 改性沥青及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106832976B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108129858A (zh) * | 2017-12-22 | 2018-06-08 | 中油佳汇防水科技(深圳)股份有限公司 | 一种改性沥青胶料及其制备方法、防水卷材 |
CN108359252B (zh) * | 2018-02-09 | 2020-08-18 | 重庆交通大学 | 制作基质沥青温拌再生剂的方法 |
CN111334056A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-26 | 南京诚赢集约建材科技有限公司 | 一种改性净味沥青混合料及其制备方法 |
CN113801675B (zh) * | 2020-06-17 | 2023-07-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 90a道路石油沥青及其制备 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104109215A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-22 | 华烁科技股份有限公司 | 一种低碳温拌沥青改性剂及其应用方法 |
CN105176110A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-12-23 | 中国海洋石油总公司 | 一种符合pg 82-22等级的改性沥青及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8198350B2 (en) * | 2010-02-11 | 2012-06-12 | Icl Performance Products, Lp | Polymer-modified asphalt with a crosslinking agent and methods of preparing |
-
2017
- 2017-03-01 CN CN201710116283.XA patent/CN106832976B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104109215A (zh) * | 2014-06-16 | 2014-10-22 | 华烁科技股份有限公司 | 一种低碳温拌沥青改性剂及其应用方法 |
CN105176110A (zh) * | 2015-09-01 | 2015-12-23 | 中国海洋石油总公司 | 一种符合pg 82-22等级的改性沥青及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
多聚磷酸对沥青化学组分与路面性能的影响;丁海波等;《中外公路》;20140905;第34卷(第4期);第327-330页 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106832976A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106832976B (zh) | 改性沥青及其制备方法 | |
Singh et al. | Evaluating performance of PPA-and-Elvaloy-modified binder containing WMA additives and lime using MSCR and LAS tests | |
Liu et al. | BBR and DSR testing of aging properties of polymer and polyphosphoric acid–modified asphalt binders | |
CN109946441A (zh) | 一种岩沥青改性沥青的低温性能分析方法 | |
CN103073903A (zh) | 一种橡胶粉改性沥青及其制备方法 | |
Wei et al. | Rheological properties of amorphous poly alpha olefin (APAO) modified asphalt binders | |
Sani et al. | Engineering and microscopic characteristics of natural rubber latex modified binders incorporating silane additive | |
Irfan et al. | Performance evaluation of elvaloy as a fuel-resistant polymer in asphaltic concrete airfield pavements | |
CN110044773A (zh) | 一种改性沥青高温性能评价方法 | |
CN105111757A (zh) | 一种高粘度改性沥青及其制备方法 | |
Qasim et al. | Evaluation of Mixing and Compaction Temperatures (MCT) for modified asphalt binders using zero shear viscosity and Cross-Williamson model | |
Liu et al. | Evaluation of the characteristics of Trinidad Lake Asphalt and Styrene–Butadiene–Rubber compound modified binder | |
Zhang et al. | Comparative analysis of mechanical behavior of composite modified asphalt mixture based on PG technology | |
Yang et al. | Performance of SBS modifier-crumb rubber composite modified asphalt used as an anti-wear layer of perpetual pavement | |
Hasan et al. | Performance characterizations of asphalt binders and mixtures incorporating silane additive ZycoTherm | |
Hamedi et al. | Effects of asphalt binder modifying with polypropylene on moisture susceptibility of asphalt mixtures with thermodynamically concepts | |
CN108752850A (zh) | 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法 | |
Mirzaiyan et al. | Investigating the influence of SBS and Gilsonite on the rheological properties of asphalt binder using statistical analysis | |
Cao et al. | Experimental study on polyphosphoric acid (PPA) modified asphalt binders | |
Domingos et al. | Creep-recovery behavior of asphalt binders modified with SBS and PPA | |
CN112213473B (zh) | 一种沥青老化指标的测定方法 | |
Gürü et al. | Effects of sugar beet molasses and molasses-based boron oxide compound on bitumen properties | |
Mahdy et al. | Investigating the physical properties of reed fly ash modified asphalt binder | |
Du et al. | The raveling characteristic of porous asphalt mixture | |
Airey | Viscosity-Temperature Effects of Polymer Modification as Depicted by Heukelom's Bitumen Test Data Chart |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190611 Termination date: 20210301 |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |