CN107868481A - 一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，该道路沥青包括基质沥青和改性剂（十二羟基硬脂酸钙、丁苯橡胶、甘油溶液混合物和硫和含硫化合物的硫化剂）。将十二羟基硬脂酸钙、丁苯橡胶、甘油溶液混合物和硫和含硫化合物的硫化剂添加到基质沥青中，在一定条件下，混合均匀，加入十二羟基硬脂酸钙等改性剂能使沥青具有较好的稳定性。

Description

一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法

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沥青及其制备方法，属于沥青加工领域。

背景技术

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，沥青组合物被广泛用于道路铺砌、沥青屋面材料等用途中。随着公路交通事业的发展，改性沥青得到了越来越广泛的应用。伴随着道路通行车辆的增多或车辆的高速化的情况，对于具有优异的强度、耐流动性、耐磨耗性的沥青组合物的需求日益增加。为了根据用途附加性能，往往向这样的沥青组合物中添加各种聚合物，用橡胶或其他高分子化合物放性的道路沥青（加入橡胶者称橡胶沥青，其量为橡胶总量的3%-10%），可用于铺筑高级高速公路路面，机场跑道和重要交通路口承受高负荷的路面。

在沥青改性专利方面，在1873年，英国人Samuel Whiting就申请了橡胶改性沥青的专利；CN201010518568.4和CN03141804.X等专利，是利用SBS作为改性剂的改性沥青制备技术；CN03150929.0和CN200610165015.9是利用SBR作为改性剂的改性沥青制备技术。虽然都具有明显的改性效果，但高分子材料价格昂贵，而且对生产设备要求严格，生产工艺较复杂，综合加工成本较高。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；CN02139460.1是用天然沥青和有机金属皂与粉末丁苯橡胶共同对沥青进行改性；在CN200410069166.5和CN200610060366.3中是用膨润土、硅酸盐或硅藻土等和粉末丁苯橡胶一起对沥青改性，而且丁苯橡胶是改性剂的主体，同样存在着易分层离析等不足。

在添加丁苯橡胶后，提高了沥青的低温高延伸性能，同时为了克服出现分层现象，本发明在体系中加入硬脂酸盐提高沥青的稳定性，其中十二羟基硬脂酸钙作为改性剂，其能大大提高体系的稳定性能。

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剂的同时，再通过甘油溶液混合物胶凝剂和十二羟基硬脂酸钙添加剂改性沥青的性能，使得沥青能够储存稳定。

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：

基质沥青 90%-97%

丁苯橡胶（SBR） 0.2%-6%

甘油溶液混合物 0.2%-3%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.1%-6%

十二羟基硬脂酸钙 2%～5%。

用于本发明的基质沥青可以是石油沥青(即，油精制所副产的沥青)， 天然沥青，和其与石油的混合物。上述沥青分别包含沥青作为其主要组分。沥青的具体例子包括直馏沥青，半吹制沥青，吹制沥青，焦油，沥青，稀 释沥青(即，沥青与油的混合物)，和沥青乳液。这些沥青可单独或结合使用。在本发明中，作为优选的沥青，可提及具有穿透比率30至300，优选40 至200，更优选45至150的直馏沥青。

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。

于本发明的甘油溶液混合物中，甘油与水质量比为1：3-3：1的混合物。

于本发明的硫和含硫化合物的硫化剂包括粉状硫，沉淀硫，胶体硫，表面处理硫，不可溶硫和惰性硫。所用硫和含硫化合物的硫化剂包括氯化硫，二氧化硫，吗啉二硫化物，烷基苯酚二硫化物和高分子量聚硫化物。

本发明改性沥青组合物的制备方法，包括如下内容：将丁苯橡胶、甘油溶液混合物、硫和含硫化合物的硫化剂、十二羟基硬脂酸钙添加剂加到的基质沥青中，分散均匀，得到改性沥青组合物。具体方法包括如下步骤：

⑴先将基质沥青原料倒入升温罐中，对其进行加热；

⑵加热到一定温度后，迅速添加适量的十二羟基硬脂酸钙添加剂和硫和含硫化合物的硫化剂；

⑶启动搅拌器，再添加适量的丁苯橡胶，并持续搅拌一段时间；

⑷搅拌均匀后，最后添加甘油溶液混合物，升高温度并持续搅拌，继续搅拌混合一段时间后降温至160℃结束即可得到加工好的改性沥青供使用。

所述的改性沥青组合物的方法步骤⑴中，加热温度至180-200℃。

所述的改性沥青组合物的方法步骤⑶中，搅拌时间控制在0.5-2h。

所述的改性沥青组合物的方法步骤⑷中，温度升高220-260℃，持续搅拌时间控制在0.5-2h。

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，在现场改性的情况下，一般后期发育需要1-2个小时。

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：

基质沥青 90%

丁苯橡胶（SBR） 2%

甘油溶液混合物 2%

硫和含硫化合物的硫化剂 1%

十二羟基硬脂酸钙添加剂 5%

具体制备方法如下：

先取9kg将穿透比率为45的石油沥青倒入升温罐中，对其进行加热至180℃，迅速添加0.5kg的十二羟基硬脂酸钙添加剂和0.1kg的粉状氯化硫，启动搅拌器，再添加0.2kg的粉末丁苯橡胶，并持续搅拌一段时间0.5h，搅拌均匀后，最后添加0.2kg的甘油溶液混合物，再升高温度至220℃，持续搅拌0.5h后降温至160℃结束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 94%

丁苯橡胶（SBR） 1%

甘油溶液混合物 1%

硫和含硫化合物的硫化剂 2%

十二羟基硬脂酸钙添加剂 2%

具体制备方法如下：

先取47kg穿透比率为120的直馏沥青倒入升温罐中，对其进行加热至190℃，迅速添加1kg的十二羟基硬脂酸钙添加剂和1kg的吗啉二硫化物，启动搅拌器，再添加0.5kg的粉末丁苯橡胶，并持续搅拌一段时间1h，搅拌均匀后，最后添加0.5kg的甘油溶液混合物胶凝剂，再升高温度至240℃，持续搅拌1h后降温至160℃结束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（SBR） 0.3%

甘油溶液混合物 0.2%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.5%

十二羟基硬脂酸钙添加剂 2%

具体制备方法如下：

先取194kg透比率为150的石油沥青与石油的混合物原料倒入升温罐中，对其进行加热至200℃，迅速添加4kg的十二羟基硬脂酸钙添加剂和1kg的烷基苯酚二硫化物，启动搅拌器，再添加0.6kg的丁苯橡胶粉体，并持续搅拌一段时间2h，搅拌均匀后，最后添加0.4kg的甘油溶液混合物胶凝剂，再升高温度至260℃，持续搅拌2h后降温至160℃结束即可得到加工好的改性沥青供使用。

Claims (5)

1.一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，其特征在于，该沥青所用原料含如下组分（重量百分比计）：

基质沥青 90%-97%

丁苯橡胶（SBR） 0.2%-6%

甘油溶液混合物 0.2%-3%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.1%-6%

十二羟基硬脂酸钙 2%～5%。

2.如权利要求1所述的一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

⑴先将基质沥青原料倒入升温罐中，对其进行加热；

⑵加热到一定温度后，迅速添加适量的十二羟基硬脂酸钙添加剂和硫和含硫化合物的硫化剂；

⑶启动搅拌器，再添加适量的丁苯橡胶，并持续搅拌一段时间；

⑷搅拌均匀后，最后添加甘油溶液混合物，升高温度并持续搅拌，继续搅拌混合一段时间后降温至160℃结束即可得到加工好的改性沥青供使用。

3.如权利要求2所述的一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，其特征在于，所述的改性沥青组合物的方法步骤⑴中，加热温度至180-200℃。

4.如权利要求2所述的一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，其特征在于，所述的改性沥青组合物的方法步骤⑶中，搅拌时间控制在0.5-2h。

5.如权利要求2-5任意所述的一种添加十二羟基硬脂酸钙制备高性能道路沥青的方法，其特征在于，所述的改性沥青组合物的方法步骤⑷中，温度升高220-260℃，持续搅拌时间控制在0.5-2h。