CN107828218A - 一种添加乙二醇改性沥青及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加乙二醇改性沥青及加工方法。该改性沥青以石油沥青作为基础沥青，以硅藻土作为填料，以丁苯橡胶、粉状氯化硫、十二羟基硬脂酸钙、乙二醇作为改性剂。首先将石油沥青加热，加热到融溶状态后再添加十二羟基硬脂酸钙、粉状氯化硫、丁苯橡胶和硅藻土等改性剂，然后分散均匀，再依次加入甘油水溶液和丙二醇稳定剂，最后降温并后期发育充分后即可得产品。制备的改性沥青储存时间长，不容易出现分层现象，具有较好应用前景。

Description

一种添加乙二醇改性沥青及加工方法

技术领域

本发明涉及一种道路沥青，特别涉及一种添加改性剂的耐高低温性能沥青及其制备方法，属于沥青加工领域。

背景技术

近年来，沥青组合物被广泛用于道路铺砌，随着对道路路面的要求日益提高，需要有优异的强度、耐流动性、耐磨耗性的沥青道路，因此必须制备出软化点更高、弹性模量等机械强度高的沥青组合物，需要用各种共聚物剂改性剂来进行改良。

因为这些改性剂与沥青的相容性很差，改性道路沥青产生下面的问题，(1)为了制备均相的沥青组合物，沥青与改性剂的混合物必须在高温加热的情况下搅拌很长的时间。因此产生改性剂和沥青的变性，生成的沥青组合物有如下的缺点，即不能提供指定的动力学稳定性和韧性，并且用该沥青组合物铺设的路面受到严重的磨损。此外，该沥青变性，其就破坏了在沥青中所含的沥青质(正戊烷不溶物)的分散性和沥青的均匀性。于是就产生了沥青与集料的粘结性能降低的问题。(2)在加热储存的过程中，已经均匀分散在沥青中的改性剂聚集，于是使得改性剂与沥青分离。例如，改性剂之一的苯乙烯-丁二烯橡胶的比重(约0.93/15℃)比沥青(比重约1.04/15℃)低。因此，当在加热的储罐中储存沥青组合物的过程中发生改性剂与沥青分离的时候，改性剂就不均匀的分布。因此，在沥青组合物的上部，改性剂(苯乙烯-二烯橡胶)变的很多，而在其下部，改性剂变的很少。于是，该沥青组合物就包括一部分不呈显指定的各种性能的物质。当改性剂的含量很低的沥青组合物用于铺路时，铺成的路面的耐凹陷性能和耐磨损性能都很差。

在专利方面：CN201010522786.5是一种宽域改性沥青制备技术，将粉末状丁苯橡胶作为第一改性剂，将聚乙烯蜡作为第二改性剂，靠聚乙烯蜡的高熔点和熔点以上快速融化的特性，使改性沥青具备了一定的聚乙烯蜡的性能，即提高沥青的软化点，利用丁苯橡胶的低温高延伸性能，使改性沥青的低温延伸度增大，属物理改性范畴，苯橡胶与沥青的相容性存在问题，即热储存时，一旦停止搅拌则会出现分层现象。

为了解决上述的问题，即在高温下改性剂与沥青分离的问题，日本专利公开号6-329919提出了一种方法，该方法包括与沥青一起使用一种酯或者该酯的盐，该酯是通过由乙烯不饱和羧酸和芳族乙烯基化合物制备的共聚物与含羟基的化合物反应制备的，日本专利公开号7-157665公开了使用含有带有酸基和碱基的油溶的聚合物的沥青改性剂。采用这些方法使得沥青组合物的性质稍微有所改进。但是，当让该沥青组合物在没有搅拌的情况下静置很长的一段时间时，本领域需要进一步改善改性剂的分散性。

发明内容

为克服现有技术中的不足之处，本发明的目的在于提供一种改性沥青组合物及其制备方法。在添加丁苯橡胶改性其塑性，再通过甘油水溶液胶凝剂和硬脂酸钙改善稳定性，最后通过添加乙二醇进一步改善改性剂的分散性。

本发明的改性沥青组合物，以组合物重量百分比计包括以下组分：

石油沥青 90%-97%

丁苯橡胶 0.2%-6%

粉状氯化硫 0.1%-6%

硅藻土 0.5%-1.5%

十二羟基硬脂酸钙 1%-4%

甘油水溶液 0.2%-3%

乙二醇 0.5%-1.5%。

用于本发明的石油沥青是指满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)70号、90号或110号指标要求的石油沥青，15℃相对密度大于1.02，老化前后质量变化为-0.3％～0，其70号沥青60℃动力粘度不大于220Pa.s，90号沥青60℃动力粘度不大于180Pa.s，110号沥青60℃动力粘度不大于130Pa.s。

用于本发明的丁苯橡胶优先是选粉末丁苯橡胶（简称PSBR），是在乳聚丁苯橡胶的基础上接枝其它单体，它除了具有丁苯橡胶显著改善沥青的低温性能特点外，粉末丁苯橡胶还能明显改善沥青的高温性能。

用于本发明的甘油水溶液的甘油与水质量比为1：2-2：1的混合物。

本发明所述的一种耐高低温性能沥青的制备方法，包括如下步骤：

⑴先将石油沥青原料倒入升温罐中，对其进行加热至流动状态；

⑵在搅拌状态下，依次加入适量的十二羟基硬脂酸钙和粉状氯化硫和丁苯橡胶和硅藻土；

⑶再用分散设备将上述混合物高速研磨一段时间，分散均匀；

⑷最后添加甘油水溶液和乙二醇，升高温度继续研磨分散一段时间；

⑸将体系降温至160℃，后期发育一段时间即可得产品。

所述的耐高低温性能沥青的制备方法，在步骤⑴中，加热温度至175-190℃。

所述的耐高低温性能沥青的制备方法，在步骤⑶中，分散时间控制在1-3h。

所述的耐高低温性能沥青的制备方法，在步骤⑷中，温度升高220-260℃，持续分散时间控制在1-3h。

所述的耐高低温性能沥青的制备方法，在步骤⑸中，在现场改性的情况下，一般后期发育需要1-3h。

本方法所用的分散设备可以采用搅拌设备、剪切机或胶体磨。

优先地，改性沥青的储存时间一般不要超过24小时，储存温度在150-160℃。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备工艺简单，成本低；

⑵流程时间短，易大规模生产。

具体实施方式

实施例一：

所制备的沥青含如下组分：

石油沥青 90%

丁苯橡胶 2%

粉状氯化硫 1%

硅藻土 0.5%

十二羟基硬脂酸钙 4%

甘油水溶液 2%

乙二醇 0.5%

具体制备方法如下：

先取9kg的70号石油沥青倒入升温罐中，对其进行加热至175℃，在搅拌状态下迅速添加0.4kg的十二羟基硬脂酸钙、0.1kg的粉状氯化硫、0.2kg的丁苯橡胶、0.05kg硅藻土，用胶体磨分散设备将上述混合物高速研磨1h，最后添加0.2kg甘油水溶液和0.05k乙二醇，升高温度220℃，继续研磨分散1h，将体系降温至160℃，后期发育1h后即可得到加工好的改性沥青供使用。

实施例二：

所制备的沥青含如下组分：

基质沥青 91%

丁苯橡胶 1%

粉状氯化硫 2%

硅藻土 1.5%

十二羟基硬脂酸钙 2%

甘油水溶液 1%

乙二醇 1.5%

具体制备方法如下：

先取45.5kg的90号石油沥青倒入升温罐中，对其进行加热至180℃，在搅拌状态下迅速添加1kg的十二羟基硬脂酸钙、1kg的粉状氯化硫、0.5kg的丁苯橡胶粉体、0.75kg硅藻土，用剪切机分散设备将上述混合物高速研磨2h，最后添加0.5kg甘油水溶液和0.75kg乙二醇，升高温度240℃，继续研磨分散2h，将体系降温至160℃，后期发育2h后即可得到加工好的改性沥青供使用。

实施例三：

所制备的沥青含如下组分：

基质沥青 97%

丁苯橡胶 0.3%

烷粉状氯化硫 0.5%

硅藻土 0.5%

十二羟基硬脂酸钙 1%

甘油水溶液 0.2%

乙二醇 0.5%

具体制备方法如下：

先取194kg的110号石油沥青倒入升温罐中，对其进行加热至190℃，在搅拌状态下迅速添加2kg的十二羟基硬脂酸钙、1kg的粉状氯化硫、0.6kg的丁苯橡胶粉体、1kg硅藻土，用剪切机分散设备将上述混合物高速研磨3h，最后添加0.4kg kg甘油水溶液和1kg乙二醇，升高温度260℃，继续研磨分散3h，将体系降温至160℃，后期发育3h后即可得到加工好的改性沥青供使用。

Claims (7)

1.一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于该沥青原料包括以下组分：

石油沥青 90%-97%

丁苯橡胶 0.2%-6%

粉状氯化硫 0.1%-6%

硅藻土 0.5%-1.5%

十二羟基硬脂酸钙 1%-4%

甘油水溶液 0.2%-3%

乙二醇 0.5%-1.5%。

2.如权利要求1所述的一种添加丙二醇的耐高低温改性沥青，其特征在于，所述的石油沥青是指满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)70号、90号或110号指标要求的石油沥青，15℃相对密度大于1.02，老化前后质量变化为-0.3％～0，其70号沥青60℃动力粘度不大于220Pa.s，90号沥青60℃动力粘度不大于180Pa.s，110号沥青60℃动力粘度不大于130Pa.s；所述的丁苯橡胶是选粉末丁苯橡胶，是在乳聚丁苯橡胶的基础上接枝其它单体，它除了具有丁苯橡胶显著改善沥青的低温性能特点外，粉末丁苯橡胶还能明显改善沥青的高温性能；所述的甘油水溶液的甘油与水质量比为1：2-2：1的混合物。

3.如权利要求1-2任意所述的一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于，该改性沥青的制备方法包括如下如下步骤：

⑴先将石油沥青原料倒入升温罐中，对其进行加热至流动状态；

⑵在搅拌状态下，依次加入适量的十二羟基硬脂酸钙和粉状氯化硫和丁苯橡胶和硅藻土；

⑶再用分散设备将上述混合物高速研磨一段时间，分散均匀；

⑷最后添加甘油水溶液和乙二醇，升高温度继续研磨分散一段时间；

⑸将体系降温至160℃，后期发育一段时间即可得产品。

4.如权利要求3所述的一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于，在所述的制备方法步骤⑴中，加热温度至175-190℃。

5.如权利要求3所述的一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于，在所述的制备方法步骤⑶中，分散时间控制在1-3h。

6.如权利要求3所述的一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于，在所述的制备方法步骤⑷中，温度升高220-260℃，持续分散时间控制在1-3h。

7.如权利要求3所述的一种添加乙二醇改性沥青，其特征在于，在所述的制备方法步骤⑸中，在现场改性的情况下，一般后期发育需要1-3h。