CN107880570A - 一种添加有机金属盐的改性道路沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种添加有机金属盐的改性道路沥青及其制备方法，该道路沥青组合物，以重量计包括：基质沥青（90%‑97%），丁苯橡胶（0.2%‑6%），硫和含硫化合物的硫化剂(0.1%‑6%)，胶凝剂（0.2%‑3%），硬脂酸锌(2%‑4%)。制备方法包括：在一定温度下，采用搅拌设备、剪切机或胶体磨等设备，将丁苯橡胶、胶凝剂、硫和含硫化合物的硫化剂、硬脂酸钙添加剂加到的基质沥青中，分散均匀，通过胶凝剂和硬脂酸锌添加剂制备稳定的胶体结构的改性沥青。

Description

一种添加有机金属盐的改性道路沥青及其制备方法

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

一直以来，沥青组合物被广泛用于道路铺砌、隔音片材、沥青屋面材料等用途中。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，例如添加了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、橡胶乳液、由共轭二烯和乙烯基芳香族烃形成的嵌段共聚物等。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，因此需要软化点更高、弹性模量等机械强度高的沥青组合物，尝试了通过提高上述各种共聚物的分子量来进行改良。早在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。

发明内容

本发明的目的在于基质沥青在添加丁苯橡胶后，防止出现分层现象，往体系加入胶凝剂和硬脂酸锌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%

胶凝剂 0.2%-3%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.1%-6%

硬脂酸锌添加剂 2%-4%。

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。

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。

于本发明的胶凝剂包括主要起分散和形成稳定胶体结构的甘油和水等有机物或无机物添加剂。可以是上述添加剂中的一种或两种添加剂的混合物。优选为甘油，或甘油与水质量比为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、胶凝剂、硫和含硫化合物的硫化剂、硬脂酸锌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先取一定量的基质沥青，将其倒入一升温罐中，并对其进行加热；

⑵加热到一定温度后，迅速添加适量的硬脂酸锌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，最后添加胶凝剂，升高温度并持续搅拌，继续搅拌混合一段时间后降温至160℃结束存储发育后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。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备工艺简单，流程短；

⑵成本低廉，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%

胶凝剂 2%

硫和含硫化合物的硫化剂 2%

硬脂酸锌添加剂 4%

具体制备方法如下：

先取9kg的石油沥青倒入升温罐中，对其进行加热至180℃，迅速添加0.4kg的硬脂酸锌添加剂和0.2kg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的甘油含量为25%的甘油和水的混合物胶凝剂，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%

胶凝剂 1%

硫和含硫化合物的硫化剂 2%

硬脂酸锌添加剂 2%

具体制备方法如下：

先取47kg直馏沥青倒入升温罐中，对其进行加热至190℃，迅速添加1kg的硬脂酸锌添加剂和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%

胶凝剂 0.2%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.5%

硬脂酸锌添加剂 2%

具体制备方法如下：

先取194kg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的硬脂酸锌添加剂和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的甘油含量为75%的甘油和水的混合物胶凝剂，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 (7)

1.一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，该沥青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%

胶凝剂 0.2%-3%

硫和含硫化合物的硫化剂 0.1%-6%

硬脂酸锌添加剂 2%-4%。

2.如权利要求1所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述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。

3.如权利要求1所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述的丁苯橡胶优先是选粉末丁苯橡胶（简称PSBR）。

4.如权利要求1所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述的胶凝剂包括主要起分散和形成稳定胶体结构的甘油、水或者甘油与水质量比为1：3-3：1的混合物。

5.如权利要求1所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述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。

6.如权利要求5所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述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。

7.如权利要求1-6任意所述的一种添加有机金属盐的改性道路沥青，其特征在于，所述道路沥青的制备方法，包括如下如下步骤：

⑴先取一定量的基质沥青，将其倒入一升温罐中，并对其进行加热；

⑵加热到一定温度后，迅速添加适量的硬脂酸锌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，最后添加胶凝剂，升高温度并持续搅拌，继续搅拌混合一段时间后降温至160℃结束存储发育后即可得到加工好的改性沥青供使用。