CN107177209A - 一种浅色沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浅色沥青及其制备方法，所述浅色沥青由以下质量份数的成分制备而成：石油炼化产物含量为21‑23份，共聚石油树脂为53‑56份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯三嵌段共聚物含量为4‑6份，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物含量为15‑16份。本发明的有益效果是，降低了浅色沥青生产成本，该浅色沥青的具有较好的粘附性，高温性能，黏附性能优异；具有优良的黏附性能，较大的内聚力，极大提高了沥青混合料的抗侵蚀和抗剥落能力；添加颜料后可制备彩色沥青。

Description

一种浅色沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于公路工程技术领域，涉及一种浅色沥青，发明还涉及一种浅色沥青的制备方法。
背景技术
近几年社会快速的发展，很多地方开始修筑彩色路面。不同颜色的彩色沥青路面，相对普通黑色沥青路面来讲，不但具有色彩鲜艳、美化环境的特点，而且可以提高路面的可视度，引导车流有序通行，减少交通事故的发生，对组织城市交通起到积极作用。
浅色沥青是制备彩色沥青及浅色乳化沥青的基础。
浅色沥青的来源主要有两种方式：一种是利用常规黑色沥青，利用特殊工艺技术，脱去沥青质即沥青中的黑色物质，制备浅色沥青；一种是利用石油炼化产物，又称之为渣油，一般为芳烃重组分，可着色，油配合多种高分子聚合物，经高温剪切发育制备而成。
利用黑色沥青脱色制备浅色沥青，技术要求高，成本高，能耗高，污染高，制备的浅色沥青性能变差，还需要通过添加高分子聚合物改性，提高其路用性能。
利用石油炼化产物或植物油制备的浅色沥青，技术要求低，成本低，能耗低，制备的浅色沥青性能具有优良。
现有的彩色沥青及制备方法也有多种，如中国专利申请01138806.4公开的一种彩色沥青及其制备方法，其组成重量百分比为:石油脱质沥青90#40-44、石油树脂120#26-30％、石油树脂90#3-5、抽出油4-6％、二甲苯2-4％、五氯酚钠盐5-7％、99％铬2-4％,氧化铁30 3-5％、松香2-4％,氧化钦1-3％,颜料适量，其制备方法为:采用减压蒸馏后提出沥青质，进入分流塔分流，然后添加树脂材料、钦、颜料等进行高温合成，但这种方法沥青脱色困难，所用溶剂对环境污染大且影响沥青性能，还使后续处理复杂且难度加大，并且彩色沥青的组成众多，生产复杂，成本高。
目前已经有许多专利和文献公开了各自的彩色沥青胶结料，有的己经工业化生产，如:JP A 2001-253988描述了一种具有耐板缺(plate-out)特性的着色树脂。板缺是一种与挤压模塑相关的现象，它会导致在塑形外观形成刻痕和缺陷。JPA2001-253988所述着色树脂含有苯乙烯基树脂、颜料、脂肪酸和金属皂，所述脂肪酸酞胺和金属皂是作为分散剂添加的，以在所树脂之中均匀分散所述颜料，为了防止板缺和保证所核实，需要特定的酞胺与金属皂的值。JPA2001-253988所述着色树脂用于挤压模塑中，并且不适合用作合成沥表中的粘合剂。
专利GB 1226234.EP-AO 179510和EP-A0330281所披露的技术，以及中国专利申请号03802619.X和ZL93107531所报道的技术。上述专利公开的一个显著的缺陷是，在具体施工时，需要将其加热到极高的温度，不仅需要大量的能耗，而且污染环境，施工困难，也不可能向组合物中加入过多比例的聚合物，限制了彩色沥青胶结料的高温稳定性，不利于推广使用，因此，开发研究一种新的彩色沥青胶结料，是有关部门所十分期望的。
又如中国专利申请号为03135423.8的专利申请披露了一种路面铺装用彩色胶结料及其制备方法，该彩色胶结料由环氧树脂、环氧树脂稀释增韧剂、无机颜料、环氧树脂固化剂组成，在常温下充分搅拌均匀制得。该彩色胶结料完全使用树脂、添加剂和颜料，成本高，固化时间短，不利于施工操作。
又如中国专利申请号为94118271.1的专利申请公开了一种彩色沥青及其制备方法，该彩色沥青由沥青、低分子量聚合物、颜料、分散剂和遮盖剂组成，这种方法存在颜色不够鲜艳，理化指标性能差的缺点。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供一种浅色沥青，解决了现有技术中耐高温性差、抗水损害性能差、胶结料的性能差、可施工性能差的问题。
本发明还提供了一种浅色沥青的制备方法。
本发明所采用的技术方案是，一种浅色沥青，所述浅色沥青由以下质量份数的成分制备而成：石油炼化产物21-23份，共聚石油树脂53-56份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物4-6份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15-16份。
本发明的特征还在于，
所述石油炼化产物是石油炼制过程中的副产品，其制备方法是：原油经减压蒸馏后得到残余油，残余油又称减压渣油，减压渣油再次蒸馏，分成重组分残余和轻组分残余，所得轻组分残余即为石油炼化产物；所述石油炼化产物由以下组分组成：芳香烃含量为70％-80％，饱和烃含量为10％-20％，极性物质含量<25％，沥青烯烃含量<0.5％。
本发明所采用的另一种方案是，一种浅色沥青的制备方法，具体根据以下步骤进行：
步骤一
依次称量21-23份的石油炼化产物，53-56份的共聚石油树脂、4-6份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，15-16份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉等加热设备对反应容器进行控温，使反应容器温度为155℃-165℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
本发明的有益效果是，降低了浅色沥青生产成本，该浅色沥青的具有较好的粘附性，高温性能，黏附性能优异；具有优良的黏附性能，较大的内聚力，极大提高了沥青混合料的抗侵蚀和抗剥落能力；添加颜料后可制备彩色沥青。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
说明书附图(图1)是本发明一种浅色沥青的制备方法的制备流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种浅色沥青，所述浅色沥青由以下质量份数的成分制备而成：石油炼化产物21-23份，共聚石油树脂53-56份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物4-6份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15-16份。
所述石油炼化产物是石油炼制过程中的副产品，其制备方法是：原油经减压蒸馏后得到残余油，残余油又称减压渣油，减压渣油再次蒸馏，分成重组分残余和轻组分残余，所得轻组分残余即为石油炼化产物；所述石油炼化产物由以下组分组成：芳香烃含量为70％-80％，饱和烃含量为10％-20％，极性物质含量<25％，沥青烯烃含量<0.5％。
本发明一种浅色沥青的制备方法，如附图1所示，具体根据以下步骤进行：
步骤一
依次称量21-23份的石油炼化产物，53-56份的共聚石油树脂、4-6份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，15-16份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉等加热设备对反应容器进行控温，使反应容器温度为155℃-165℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
(1)石油炼化产物
石油炼化产物是生产彩色沥青的基础原料，石油炼化产物又称为渣油，是石油炼制过程中的副产品，原油经减压蒸馏所得的残余油，又称减压渣油，再次蒸馏分成重组分渣油和轻组分渣油，重组分渣油即为可以直接铺路使用的沥青；轻组分渣油即为本发明所指的渣油，本发明中所用的渣油，还可以做增塑剂使用，与高分子聚合物等具有很好的相容性。其中，芳香烃含量为70％-80％，饱和烃含量为10％-20％，极性物质含量<25％，沥青烯烃含量<0.5％。
渣油是作为分散剂，使高分子材料分散质均匀稳定分散到其中，形成稳定的、性能优良的胶体结构，本发明中所采用的石油炼化产物即渣油的组成成分如表1所示：
表1渣油组成成分
(2)C5C9共聚石油树脂
树脂类主要作为增黏剂使用，不仅可使胶黏剂具有良好的初黏性，而且可提高胶结料对石料表面的黏合力。此外，增黏剂可以降低胶结料表面张力，润湿石料表面，通过表面扩散和内部渗透产生黏附力，提高黏附性，延长胶结料的黏性适用期和保持期。良好的混溶性、增黏性、耐热性、耐水和耐酸碱等性能也很关键。
C5C9共聚石油树脂，是石油中提取的树脂，与渣油有优秀的相容性能。相对密度为0.97-1.07；软化点为90-140℃；色度值偏小，一般小于8；具有良好的粘结性能，其在胶黏剂中有广泛的应用。与酚醛树脂、丙烯酸树脂、天然橡胶、合成橡胶相容性好，尤其是与丁苯橡胶SBR相容性优良；抗老化性能较好；溶于丙酮，溶剂汽油等，与大部分有机溶剂有较好的相容性。本发明选取C5C9共聚树脂的具体技术指标，如表2所示。
表2 C5C9共聚树脂技术指标表
(3)乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂EVA
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物是乙烯与醋酸乙烯的共聚物，其性质随乙酸乙烯酯含量变化而表现出巨大差异，当乙酸乙烯酯含量高时乙烯-醋酸乙烯酯共聚物近似于橡胶，乙酸乙烯酯含量低时则近似于热塑性树脂。聚合过程中在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物大分子中引入了醋键，因而具有内增塑作用。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物分子单元链段上带有较大的侧基，增大了分子间的距离，有利于链段运动，因而柔韧性较好，对浅色沥青的高低温性能均有显著的改善效果。
乙烯-醋酸乙烯酯共聚物具有较好黏结性能，相对密度为0.92-0.95；软化点为63-64℃；结晶度低，弹性大，呈橡胶状，含有足够的起着物理交联作用的聚乙烯结晶，具有热塑性弹性体的特点；具有良好的柔软性，-50℃下仍有较好的可挠性。透明性和光泽性好，具有良好的化学稳定性、耐老化性、无毒性。本发明选取的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂的具体技术指标，如表3所示。
表3树脂B技术指标表
(4)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物SBS
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物具有柔性链段，分子间距较大，轻质油分向苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物分子网络中的渗透和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物分子链段向沥青中的扩散都相对容易发生，使渣油中能成为“束缚溶剂”的那部分芳烃重组分的比率增大。乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物能有效地吸收一部分饱和分，包括蜡分，故而它能降低浅色沥青的感温性。在路面使用温度范围内，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物本身将保持很高的弹性，能承受较大的变形而不被破坏在较低温度下，有效地吸收了部分应变能，从而使改性沥青具有良好的低温抗裂性另一方面。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物具有优良的溶解性、相溶性、粘接性、耐水性、耐候性、热稳定性，对酸碱具有化学稳定性，与天然橡胶NR、合成橡胶、聚乙烯、SIS、SEBS、EVA等有很好的相容性，剥离粘接强度高、快粘性好、粘接性能稳定、熔融粘度适度、耐热性好，与高聚物基质的相容性好，粘性好，有突出的初粘性能。
本发明选取的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物具有橡胶和塑料的特性，与高分子树脂相容性较好。本身又具有较好的弹性、抗拉伸等性能，能有效改善胶结料的高温稳定性和低温抗裂性。本发明选取的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物的基本技术指标，如表4所示。
表4 SBS技术指标表
本发明使用方法：
1、制备彩色沥青：通过添加颜料制备彩色沥青，铺筑彩色热拌沥青混合料。
2、制备浅色沥青乳化沥青：该浅色沥青极易乳化，乳化后制备的浅色沥青稳定性后，具有良好的性能，可用于制备彩色乳化沥青混合料。
表5浅色沥青最佳方案具体参数
能满足JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》种对改性沥青Ⅲ类的要求。
实施例1
步骤一
依次称量21份的石油炼化产物，53份的共聚石油树脂、4份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，15份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为145℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉等加热设备对反应容器进行控温，使反应容器温度为155℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为145℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
实施例2
步骤一
依次称量22份的石油炼化产物，54.5份的共聚石油树脂、5份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，15.5份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为150℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉等加热设备对反应容器进行控温，使反应容器温度为160℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为150℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
实施例3
步骤一
依次称量23份的石油炼化产物，56份的共聚石油树脂、6份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，16份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为155℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉等加热设备对反应容器进行控温，使反应容器温度为165℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为155℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种浅色沥青，其特征在于，所述浅色沥青由以下质量份数的成分制备而成：石油炼化产物21-23份，共聚石油树脂53-56份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物4-6份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15-16份。
2.根据权利要求所述的一种浅色沥青，其特征在于，所述石油炼化产物是石油炼制过程中的副产品，其制备方法是：原油经减压蒸馏后得到残余油，残余油又称减压渣油，减压渣油再次蒸馏，分成重组分残余和轻组分残余，所得轻组分残余即为石油炼化产物；所述石油炼化产物由以下组分组成：芳香烃含量为70％-80％，饱和烃含量为10％-20％，极性物质含量<25％，沥青烯烃含量<0.5％。
3.一种如权利要求1所述的浅色沥青的制备方法，其特征在于，具体根据以下步骤进行：
步骤一
依次称量21-23份的石油炼化产物，53-56份的共聚石油树脂、4-6份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，15-16份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，将称量好的以上成分依次加入到反应容器中，将反应容器密闭后放入烘箱中进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为3小时；
步骤二
上述步骤一加热完成后，从烘箱中取出反应容器，再将打开反应容器，将其置于高速剪切仪下进行剪切，高速剪切仪转速为6000r/min，剪切时间为1小时，剪切时采用电炉对反应容器进行控温，使反应容器温度为155℃-165℃；
步骤三
上述步骤二剪切完成后，将反应容器取出，将其密封后放入烘箱内进行加热，加热温度为145℃-155℃，加热时间为1小时；
步骤四
上述步骤完成后，取出反应容器，将其置于室内冷却，此时浅色沥青制备完成。
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