CN107722654A - 一种复合改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合改性沥青及其制备方法,该复合改性沥青包括SEBS、增塑剂和基质沥青,其中,增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三正丁酯、马来酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯;其制备方法为:加热基质沥青,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌,剪切,溶胀,得改性沥青;将所述改性沥青自然冷却,向冷却后的改性沥青中加入增塑剂,搅拌,得复合改性沥青。本发明提供的复合沥青具有较高的低温抗裂性,且其高温稳定性、存储稳定性和抗紫外辐射老化性能较佳,其制备方法简单、合理、能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及道路建筑材料领域,具体涉及一种复合改性沥青及其制备方法。
背景技术
近些年,我国公路建设事业迅猛发展,通车里程屡创新高,但是随之而来的是沥青路面受到严重破坏,因此不得不寻求更好的材料用于沥青路面的修筑,其中改性沥青使用最为广泛。
传统的改性沥青是SBS改性沥青,其具有优良的高低温性能,但其抗老化性能不明显且能耗较大。SEBS既具有可塑性,又具有高弹性,它是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)选择性加氢得到的嵌段共聚物,具有与SBS相近的高温性能,SEBS改性沥青能克服SBS改性沥青相容性差、稳定性差、对氧、臭氧和光的耐老化性差等缺点,但是SEBS改性沥青的低温抗裂性、延展性一般,且其成本造价高,使其无法在我国昼夜温差较大的西北地区及青藏高原被推广使用。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种复合改性沥青及其制备方法,该复合沥青具有较高的低温抗裂性,且其高温稳定性、存储稳定性和抗紫外老化性能较佳,其制备方法简单、合理。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现。
(一)一种复合改性沥青,包括以下原料:SEBS、增塑剂和基质沥青。
优选的,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、柠檬酸三正丁酯(TBC)、马来酸二辛酯(DOM)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)。
优选的,所述SEBS占所述基质沥青质量的5%-9%。
进一步优选的,所述SEBS占所述基质沥青质量的5%-7%。
优选的,所述增塑剂占所述基质沥青质量的1%-4%。
优选的,所述SEBS为YH-503SEBS。
优选的,所述基质沥青为SK90基质沥青。
(二)一种复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,加热基质沥青,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌,剪切,溶胀,得改性沥青;
步骤2,将所述改性沥青自然冷却,向冷却后的改性沥青中加入增塑剂,搅拌,得复合改性沥青。
优选的,步骤1中,所述基质沥青加热至160℃-170℃,并保持恒温30min。
优选的,步骤1中,所述搅拌的时间为10min-15min。
优选的,步骤1中,所述剪切的速率为5000r/min,剪切的温度为160℃-180℃,剪切的时间为30min。
优选的,步骤1中,所述溶胀的温度为170℃-180℃,溶胀的时间为60min。
优选的,步骤2中,所述改性沥青自然冷却为冷却至130℃-140℃。
优选的,步骤2中,所述搅拌的温度为130℃-140℃,搅拌的时间为10min-20min。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明提供的复合改性沥青具有较高的低温抗裂性和高温稳定性;复合改性沥青中的增塑剂和基质沥青具有很好的相容性,使复合改性沥青具有很好的贮存稳定性;复合改性沥青中的增塑剂可明显改善复合改性沥青的塑性,增加复合改性沥青的柔韧性和延展性。
复合改性沥青中的SEBS具有良好的抗紫外老化作用,使复合改性沥青比常规的SBS改性沥青具有更好的抗紫外老化性能,使用本发明的复合改性沥青铺筑路面时,能增加路面的使用寿命,减少路面的养护成本。本发明的复合改性沥青的制备方法简单、合理,便于工业化生产及应用。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域的技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。
实施例1
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量5%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量1%的DBP,其中DBP为无色透明液体,溶解于大多数有机溶剂和泾类。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例2
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量5%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例3
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量5%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量3%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例4
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量5%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量4%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例5
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量7%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例6
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量7%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量3%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例7
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量9%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例8
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g、占SK90基质沥青质量9%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量3%的DBP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至135℃,向冷却后的改性沥青中加入DBP,在135℃下搅拌15min,得复合改性沥青。
实施例9
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青680g、占SK90基质沥青质量7%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2.5%的TBC。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青在165℃下加热30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为180℃条件下剪切30min,在170℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至140℃,向冷却后的改性沥青中加入TBC,在130℃下搅拌10min,得复合改性沥青。
实施例10
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青680g、占SK90基质沥青质量7%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2.5%的DOM。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青在160℃下加热30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为180℃条件下剪切30min,在175℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至130℃,向冷却后的改性沥青中加入DOM,在140℃下搅拌20min,得复合改性沥青。
实施例11
一种复合改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青680g、占SK90基质沥青质量7%的YH-503SEBS和占SK90基质沥青质量2.5%的DOP。
上述复合改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
步骤1,将基质沥青在160℃下加热30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为180℃条件下剪切30min,在175℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青;
步骤2,将改性沥青自然冷却至130℃,向冷却后的改性沥青中加入DOP,在140℃下搅拌20min,得复合改性沥青。
对比实施例1
一种改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g和占SK90基质沥青质量5%的SEBS。
上述改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青。
对比实施例2
一种改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g和占SK90基质沥青质量7%的SEBS。
上述改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青。
对比实施例3
一种改性沥青,包括以下原料:SK90基质沥青700g和占SK90基质沥青质量9%的SEBS。
上述改性沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
将基质沥青加热至170℃,保持温度30min,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌10min,采用高速剪切机在剪切速率为5000r/min、剪切温度为170℃条件下剪切30min,在180℃的恒温箱中溶胀60min,得改性沥青。
试验
对上述实施例所得的复合改性沥青和对比实施例所得的改性沥青的针入度、延度和软化点进行试验,具体如下:
1)试验方法:针入度、延度和软化点的试验方法参考JTG E20-2011《公
路工程沥青及沥青混合料试验工程》。
试验1
将实施例1所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验2
将实施例2所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验3
将实施例3所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验4
将实施例4所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验5
将实施例5所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验6
将实施例6所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验7
将实施例7所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
试验8
将实施例8所得的复合改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
对比试验1
将基质沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
对比试验2
将对比实施例1所得的改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
对比试验3
将对比实施例2所得的改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
对比试验4
将对比实施例3所得的改性沥青按上述试验方法对其针入度、延度和软化点进行测试,试验结果如表1所示。
2)试验结果:试验结果如表1所示。
表1
由表1可知,试验1-8的延度和软化点均高于对比试验1的延度和软化点,说明与基质沥青相比,在复合改性沥青中的基质沥青上添加的SEBS和增塑剂可相互作用,能明显提高复合改性沥青的低温抗裂性能和高温稳定性。
试验1-4的延度高于对比试验2的延度,试验5-6的延度高于对比试验3的延度,试验7-8的延度高于对比试验3的延度,说明加入增塑剂的复合改性沥青比没有加入增塑剂的改性沥青具有更强的低温抗裂性能,表明增塑剂能明显改善改性沥青的低温抗裂性能。
试验1-4的针入度在15℃时依次递增,试验1-4的针入度在25℃时依次递增,试验1-4的针入度在35℃时依次递增,表明在复合改性沥青中,增塑剂掺量越大,复合改性沥青的稠度越低。试验1-4的延度依次递增,试验5-6的延度依次递增,试验7-8的延度依次递增,表明在复合改性沥青中,随着增塑剂掺量的增加,能够提高复合改性沥青的低温抗裂性能。试验1-4的软化点依次递减,试验5-6的软化点依次递减,试验7-8的软化点依次递减,表明在复合改性沥青中,随着增塑剂掺量的增加,不利于复合改性沥青的高温稳定性能。
试验2、试验5和试验7的针入度在15℃时依次递减,针入度在25℃时依次递减,针入度在35℃时依次递减,表明在复合改性沥青中,随着SEBS掺量的增加,能提高复合改性沥青的稠度。对比试验2-4的针入度在15℃时依次递减,针入度在25℃时依次递减,针入度在35℃时依次递减,同样表明在复合改性沥青中,随着SEBS掺量的增加,能提高复合改性沥青的稠度。试验2、试验5和试验7的软化点依次递增,对比试验2-4的软化点依次递增,表明在复合改性沥青中,随着SEBS掺量的增加,能提高复合改性沥青的高温稳定性能。
试验2的延度高于试验5和试验7的延度,对比试验2的延度高于对比试验3和对比试验4的延度,表明在复合改性沥青中,随着SEBS掺量的增加,复合改性沥青的低温抗裂性能表现出先增加后降低的趋势;由试验3、试验6和试验8的延度,对比试验2-4的延度同样可得,随着SEBS掺量的增加,复合改性沥青的低温抗裂性能表现出先增加后降低的趋势。
试验2、试验5和试验7的软化点依次递增,试验3、试验6和试验8的软化点依次递增,对比试验2-4的软化点依次递增,表明随着SEBS掺量的增加,能提高复合改性沥青的高温稳定性。SEBS的成本较高,综合考虑SEBS对复合改性沥青的高温稳定性和低温抗裂性能的影响以及其复合改性沥青的生产成本,SEBS的掺量应控制在7%以内。
虽然,本说明书中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种复合改性沥青,其特征在于,包括以下原料:SEBS、增塑剂和基质沥青。
2.根据权利要求1所述的复合改性沥青,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、柠檬酸三正丁酯、马来酸二辛酯或邻苯二甲酸二辛酯。
3.根据权利要求1所述的复合改性沥青,其特征在于,所述SEBS占所述基质沥青质量的5%-9%,所述增塑剂占所述基质沥青质量的1%-4%。
4.一种复合改性沥青的制备方法,其特征在于,包括以下制备步骤:
步骤1,加热基质沥青,向加热后的基质沥青中加入SEBS,搅拌,剪切,溶胀,得改性沥青;
步骤2,将所述改性沥青自然冷却,向冷却后的改性沥青中加入增塑剂,搅拌,得复合改性沥青。
5.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述基质沥青加热至160℃-170℃,并保持恒温30min。
6.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述搅拌的时间为10min-15min。
7.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述剪切的速率为5000r/min,剪切的温度为160℃-180℃,剪切的时间为30min。
8.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述溶胀的温度为170-180℃,溶胀的时间为60min。
9.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述改性沥青自然冷却为冷却至130℃-140℃。
10.根据权利要求4所述的复合改性沥青的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述搅拌的温度为130℃-140℃,搅拌的时间为10-20min。
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CN109439000A (zh) * | 2018-09-25 | 2019-03-08 | 厦门百城建设投资有限公司 | 一种化学反应性复合改性沥青及其制备方法 |
CN109439000B (zh) * | 2018-09-25 | 2021-03-26 | 厦门百城建设投资有限公司 | 一种化学反应性复合改性沥青及其制备方法 |
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