CN107189470B - 一种改性高粘沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改性高粘沥青及其制备方法，包括：道路石油沥青，质量分数为88.6‑91.5％；丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物，质量分数为6.5‑8.5％；分子量为1480‑2200的低分子量高分子合成树脂，质量分数为1.0‑1.4％；分子量为4800‑8000的高分子量高分子合成树脂，质量分数为0.8‑1.2％；稳定剂，质量分数为0.2‑0.3％。具有储存稳定性好的优点，通过离析慢、不降解的高分子树脂进行复合改性，改性后的道路石油沥青其韧性、粘韧性良好，60℃动力粘度尤为突出，超过11万Pa·S，远高于市售高粘改性沥青的6‑8万Pa·S，并且耐腐蚀性能也很良好。
Description
技术领域
本发明涉及道路石油沥青技术领域，具体涉及一种改性高粘沥青及其制备方法。
背景技术
近年来，透水沥青路面以其良好的排水、降噪、抗滑等路用性能，在北京、上海、深圳等多个城市的主干道、快速路上得到广泛应用。为保证透水沥青混合料具有较好的高温抗车辙性能、耐久性及抗飞散性能，需采用高粘改性沥青作为胶结料，现有道路石油沥青在储存稳定性、韧性、粘韧性等各方面存在不足。
发明内容
为此，本发明为克服上述现有人骨替代材料的缺点，提供一种改性高粘沥青及其制备方法。
本发明采用的技术方案是：
一种改性高粘沥青,包括：
道路石油沥青，质量分数为88.6-91.5％；
丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，质量分数为6.5-8.5％；
分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂，质量分数为1.0-1.4％；
分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，质量分数为0.8-1.2％；
稳定剂，质量分数为0.2-0.3％。
优选地，所述丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物由线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和星型
丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物组成，所述线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物质量分数为3.0-4.0％；所述星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，质量分数为3.5-4.5％。
优选地，所述道路石油沥青为IRPC70#道路石油沥青。
本发明还提供一种改性高粘沥青的制备方法，包括以下步骤：
(1)先称量丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高分子合成树脂和稳定剂；
(2)将基质道路石油沥青加热到熔融状态；
(3)一边剪切搅拌熔融状态的道路石油沥青，剪切机转速控制在2500～3000r/min，加入预先称量好的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物时，先均匀连续地加入线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，线型加完再加入星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，投放完毕后，提高剪切机转速，以5000～5500r/min的转速高速剪切30～60min；
(4)剪切搅拌完成后，将基质道路石油沥青与丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物置于搅拌机下进行初步的溶胀；
(5)溶胀完成后，缓慢均匀地加入称量好两种高分子树脂作为粘韧性助剂，先加入分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂后加入分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，继续进行连续搅拌；
(6)连续搅拌完成后，加入称量好的稳定剂，保持温度继续搅拌完成发育熟化；
(7)发育熟化完成后静置得到改性高粘沥青。
优选地，所述步骤(2)中，将基质道路石油沥青加热到熔融状态，控制温度在180℃。
优选地，所述步骤(4)的具体步骤为，剪切搅拌完成后，控制搅拌机转速为2000～2500r/min连续搅拌30～60min后，再将基质道路石油沥青与丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物置于搅拌机下进行初步的溶胀，温度控制在180℃～185℃。本发明的有益效果是：
本发明的改性高粘沥青具有储存稳定性好的优点，通过离析慢、不降解的高分子树脂进行复合改性，改性后的道路石油沥青其韧性、粘韧性良好，60℃动力粘度尤为突出，超过11万Pa·S，远高于市售高粘改性沥青的6-8万Pa·S，并且耐腐蚀性能也很良好。
具体实施方式
下面，结合具体实施例对本发明进行详细描述。
实施例1改性高粘沥青的配方
本实施例复合改性高粘沥青配方如表一：
表一：复合改性高粘沥青配方
本实施例以泰国石化IRPC70#道路石油沥青为基质道路石油沥青，采用星型、线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为改性剂；选用两种分子量不同的高分子合成树脂作为粘韧性助剂，其分子结构中都含有羟基和醚键等活性基团，固体含量100％，反应过程中进一步生成新的—OH和—O—，使改性后的高粘改性沥青具有很高的内聚力和粘附力；选用国产颗粒型稳定剂，稳定剂的作用能降低基础沥青与SBS、粘韧性助剂之间的界面能，也促进SBS相的分散，并阻止SBS的凝聚，强化相间的结合。
材料的混溶性试验，泰国石化IRPC70#道路石油沥青、粘韧性助剂要经过混溶性试验选择，混溶性不好，易离析，储存性差，混溶性太好会降低高粘沥青的动力粘度，起不到增粘的作用，所以选择混溶性适中的粘韧性助剂，有利于提高储存稳定性的同时又能提高60℃动力粘度。
通过SBS改性剂和粘韧性助剂掺量由低到高进行试验，每组配方制备完成后先检测60℃动力粘度和135℃运动粘度，合格后再进行其他指标的测试。经过多组试验对比，试制工艺和方法调整，严格检测，和市售同类产品对比，最终成功试验配制出一种储存稳定性好、离析慢、不降解的树脂复合改性高粘沥青，其韧性、粘韧性良好，60℃动力粘度尤为突出，超过11万Pa·S，远高于市售高粘改性沥青的6-8万Pa·S，另外耐腐蚀性能良好。
本实施例中，泰国石化IRPC70#道路石油沥青每次进料，随批次不同性能指标稍有差别，SBS改性剂，粘韧性助剂、稳定剂根据基质沥青的情况适当做调整，使之改性后的指标符合高粘沥青的技术要求。
实施例2：复合改性高粘道路石油沥青的制备方法
本实施例复合改性高粘道路石油沥青的具体制备过程如下：
(1)先称量SBS改性剂、树脂粘韧性助剂、颗粒型稳定剂；
(2)将基质沥青加热到180℃左右，一边搅拌一边加热，使沥青受热均匀，再将高温熔融的基质沥青灌入改性沥青盛样皿中，盛样皿放入电热套中，用电热套继续加热使温度保持在180℃；
(3)放下剪切搅拌头，使其处于液面下距底1/3处，开启剪切机，转速控制在2500～3000r/min，使高温沥青液体旋涡状运动又不飞溅为宜，投入预先称量好的SBS改性剂，先均匀连续地投放线型SBS改性剂，线型投完再投放星型SBS改性剂，投放完毕后，提高剪切机转速，以5000～5500r/min的转速高速剪切30～60min；
(4)剪切完成后，将基质沥青与SBS改性剂的混合物置于搅拌机下，转速为2000～2500r/min连续搅拌30～60min后，进行初步的溶胀，温度控制在180℃～185℃；
(5)溶胀完成后，缓慢均匀地加入称量好两种树脂粘韧性助剂，投放比例按配方控制，先加入分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂后加入分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，温度控制在180℃左右，搅拌速度控制在2500～3500r/min，连续搅拌2h；
(6)连续搅拌完成后，开始投放称量好的颗粒型稳定剂，温度控制在180℃左右，搅拌过程中对容器表面进行覆盖保温处理；
(7)稳定剂投放完成后继续搅拌2h以上，温度控制在180℃左右，连续搅拌过程也是改性剂SBS发育熟化进程；
(8)发育完成后静置2个小时以上，取样检测改性沥青的各项指标是否符合技术要求，待用。
本实施例制备得到的复合改性高粘道路石油沥青的技术性能指标如下表二所示。
表二：实施例2制备得到的复合改性高粘道路石油沥青的技术指标
2016年7月复合改性高粘沥青应用于深圳市大鹏新区大鹏基因库OGFC-13透水沥青路面，大鹏基因库透水沥青工程全长1.6Km，4cm厚OGFC透水路面，共用树脂复合改性高粘沥青124吨。摊铺完成后用无核密度仪检测压实度良好，孔隙率在19-23％之间，透水性良好，混合料动稳定度车辙试验达到9026次/mm，远超《公路沥青路面施工技术规范》中不小于3000次/mm的要求。大鹏基因库路面工程通车一年整，未出现明显车辙、水损害等现象，说明复合改性高粘沥青路用性能良好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种改性高粘沥青,包括：道路石油沥青，质量分数为88.6-91.5％；丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，质量分数为6.5-8.5％；分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂，质量分数为1.0-1.4％；分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，质量分数为0.8-1.2％；稳定剂，质量分数为0.2-0.3％；
根据以下的步骤，获得所述改性高粘沥青：
(1)先称量丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高分子合成树脂和稳定剂；
(2)将基质道路石油沥青加热到熔融状态；
(3)一边剪切搅拌熔融状态的道路石油沥青，剪切机转速控制在2500～3000r/min，加入预先称量好的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物时，先均匀连续地加入线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，线型加完再加入星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，投放完毕后，提高剪切机转速，以5000～5500r/min的转速高速剪切30～60min；
(4)剪切搅拌完成后，将基质道路石油沥青与丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物置于搅拌机下进行初步的溶胀；
(5)溶胀完成后，缓慢均匀地加入称量好两种高分子树脂作为粘韧性助剂，先加入分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂后加入分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，继续进行连续搅拌；
(6)连续搅拌完成后，加入称量好的稳定剂，保持温度继续搅拌完成发育熟化；
(7)发育熟化完成后静置得到改性高粘沥青。
2.根据权利要求1所述的改性高粘沥青，其特征在于：所述丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物由线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物组成，所述线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物质量分数为3.0-4.0％；所述星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，质量分数为3.5-4.5％。
3.一种改性高粘沥青的制备方法，包括以下步骤：
(1)先称量丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高分子合成树脂和稳定剂；
(2)将基质道路石油沥青加热到熔融状态；
(3)一边剪切搅拌熔融状态的道路石油沥青，剪切机转速控制在2500～3000r/min，加入预先称量好的丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物时，先均匀连续地加入线型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，线型加完再加入星型丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，投放完毕后，提高剪切机转速，以5000～5500r/min的转速高速剪切30～60min；
(4)剪切搅拌完成后，将基质道路石油沥青与丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物置于搅拌机下进行初步的溶胀；
(5)溶胀完成后，缓慢均匀地加入称量好两种高分子树脂作为粘韧性助剂，先加入分子量为1480-2200的低分子量高分子合成树脂后加入分子量为4800-8000的高分子量高分子合成树脂，继续进行连续搅拌；
(6)连续搅拌完成后，加入称量好的稳定剂，保持温度继续搅拌完成发育熟化；
(7)发育熟化完成后静置得到改性高粘沥青。
4.根据权利要求3所述的改性高粘沥青的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，将基质道路石油沥青加热到熔融状态，控制温度在180℃。
5.根据权利要求4所述的改性高粘沥青的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的具体步骤为，剪切搅拌完成后，控制搅拌机转速为2000～2500r/min连续搅拌30～60min后，再将基质道路石油沥青与丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的混合物置于搅拌机下进行初步的溶胀，温度控制在180℃～185℃。
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