CN109810522A - 一种高粘性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高粘性沥青，属于沥青领域，其技术方案要点是按重量份数计，包括基质沥青100份、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物45‑65份、丁苯橡胶34‑40份、橡胶油1‑5份、聚酯纤维10‑14份、抗剥落剂10‑30份、分散剂7‑13份、调节助剂6‑8份。本发明还公开了一种高粘性沥青的制备方法。达到提高沥青粘结能力的效果。

Description

一种高粘性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉沥青领域，特别涉及一种高粘性沥青及其制备方法。

背景技术

沥青时道路工程中应用广泛的路面结构胶结材料，随着交通运输的发展，交通流量增大，车载重量提高，基质沥青路面已经很难满足交通荷载和自然环境的要求。相比于基质沥青，改性沥青的高温抗流淌、低温抗开裂能力大大提高。改性沥青是在基质沥青中加入橡胶、树脂、高分子聚合物或其他改性剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青混合料的性能得以改善。

高粘改性沥青时透水性沥青路面技术的核心，为了使透水性沥青路面保持良好的路表功能，延长透水性沥青路面的使用寿命，要求透水性沥青路面使用的沥青胶结料在对集料表面有较强的包裹里及高粘附性的同时，还具有较强的抗飞散性等性能，采用普通沥青时粘结力达不到要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种高粘性沥青及其制备方法，达到提高沥青粘结能力的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种高粘性沥青，按重量份数计，包括基质沥青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-65份、丁苯橡胶34-40份、橡胶油1-5份、聚酯纤维10-14份、抗剥落剂10-30份、分散剂7-13份、调节助剂6-8份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，包括基质沥青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物55份、丁苯橡胶37份、橡胶油3份、聚酯纤维12份、抗剥落剂20份、分散剂10份、调节助剂7份。

通过采用上述技术方案，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物相对分子质量大，溶液黏度大，粘结程度高，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与基质沥青混合，能够提高基质沥青的拉伸强度、弹性、表面摩擦大。

丁苯橡胶具有优异的抗紫外线照射性能，将丁苯橡胶加入基质沥青中，能够改变基质沥青的低温性能和高温性能，使得基质沥青在使用的过程中不会出现裂缝，同时丁苯橡胶的加入改善改性沥青的力学性能，从而提高改性沥青的抗车辙能力。

聚酯纤维加入沥青中，改善沥青的稳定性，同时聚酯纤维与沥青有很强的吸附性，且不缠绕，可以吸附过多的自由沥青，使得沥青的粘稠度和粘聚力增大，同时由于纵横交错的加筋和桥接作用，降低了沥青的流动性能，从而有效的改善了高温稳定性，由于聚酯纤维加入过多，沥青粘度也会增多，从而会影响施工，因此聚酯纤维和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的配合使用，减少聚酯纤维的用量，同时还能提高沥青的粘度。

橡胶油是一种软化剂，本身与丁苯橡胶具有很好的相容性，使得丁苯橡胶软化，从而使得丁苯橡胶能够与基质沥青快速溶合，同时橡胶油还具有弹性和柔韧性，能够改善沥青的弹性，柔韧性，同时也使得沥青的施工性好。分散剂与调节助剂的加入，使得橡胶油以及聚酯纤维能够快速与沥青混合，分散均匀，提高沥青的粘结性能。抗剥落剂的加入使得沥青与集料表面形成物理吸附，形成化学纽带，提高沥青与集料的粘附性，同时具有良好的抗热老化性以及抗水损害性。

本发明进一步设置为，按重量份数计，分散剂包括矿粉4-10份、滑石粉20-24份、十二烷基磷酸钠2-2.4份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，分散剂包括矿粉7份、滑石粉22份、十二烷基磷酸钠2.2份。

通过采用上述技术方案，矿粉、滑石粉以及十二烷基磷酸钠均具有分散能力，矿粉通过交互作用，提高结构沥青的数量，从而提高沥青的粘结力，矿粉与沥青形成较强的沥青膜，提高沥青与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚酯纤维、丁苯橡胶的粘聚力，降低沥青混合料的空隙率，减少自由沥青的含量，同时滑石粉的加入，能够提高沥青的剪切强度，降低沥青的变形，提高沥青的机械强度，从而提高沥青的车辙能力。

本发明进一步设置为，按重量份数计，调节助剂包括木质素纤维10-30份、羧甲基纤维素钠5-15份、石灰5-9份、硅烷偶联剂10-14份、氧化钙膨胀剂5-9份。

本发明进一步设置为，按重量份数计，调节助剂包括木质素纤维20份、羧甲基纤维素钠10份、石灰7份、硅烷偶联剂12份、氧化钙膨胀剂7份。

通过采用上述技术方案，木质纤维素具有良好的韧性、分散性和化学稳定性，木质纤维素的加入能够提高三聚磷酸钠的保水性，从而提高路面的保水性能，同时木质纤维素能够提高改性沥青的稳定性，防止改性沥青表面开裂；羧甲基纤维素钠具有增稠的作用，这样保证改性沥青在施工的过程中有一定的黏度，防止改性沥青在施工的过程中而出现沉降的现象，给施工提供便捷；石灰的加入提高改性沥青与石料的粘结性能，进一步提高改性沥青的粘结性能，硅烷偶联剂的加入能够提高改性沥青的塑形，同时硅烷偶联剂与石灰、木质纤维素结合形成一层保护层，提高改性沥青的机械强度，同时形成的保护层还具有防水性能，防止在干旱和寒冷天气时，改性沥青中的水分散失而导致改性沥青路面出现干裂，氧化钙膨胀剂的加入，能够改变沥青的结构，使得沥青先蓬松，从而使得分散剂能够与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚酯纤维、丁苯橡胶混合，分散均匀，提高沥青的粘性。

本发明的目的二：提供一种改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

S1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、聚酯纤维按一定的比例加入高密度的粉碎机里进行粉碎混合，然后加入橡胶油混合形成改性剂；

S2：矿粉、滑石粉、十二烷基磷酸钠和抗剥落剂按一定比例混合加入容器内，加水稀释，并搅拌均匀，提纯去杂质，获得分散液；

S3：木质素纤维、羧甲基纤维素钠、石灰、硅烷偶联剂、氧化钙膨胀剂按一定比例加入分散液中，进行搅拌，获得混合液；

S4：将改性剂加入基质沥青中，并加热至250℃-260℃，然后将混合液加入，并搅拌均匀，制得高粘性改性沥青。

通过采用上述技术方案，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、聚酯纤维先进行混合，制成改性剂，这样有助于在加工的过程中减少混合的时间，将改性剂加入基质沥青中，并加热到250℃-260℃时，使得聚酯纤维以及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶能够充分熔化混合，使得改性沥青的性能一致。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与聚酯纤维的配合使用，提高沥青的粘性，改善沥青的高温稳定性，同时聚酯纤维和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的配合使用，减少聚酯纤维的用量，从而能够保证改性沥青的施工性能；

2、调节助剂和分散剂的配合使用，提高改性沥青的塑形以及抗裂性能，同时调节助剂中的硅烷偶联剂与木质素、石灰结合形成的保护层，减少改性沥青中水分的蒸发，同时还有助于提高改性沥青的机械强度。

具体实施方式

实施例1

一种高粘性沥青制备方法，包括如下步骤：

S1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45份、丁苯橡胶34份、聚酯纤维10份按一定的比例加入高密度的粉碎机里进行粉碎混合，然后加入橡胶油1-5份混合形成改性剂；

S2：称量分散剂7份进行混合，分散剂包括矿粉4份、滑石粉20份、十二烷基磷酸钠2份和抗剥落剂10份按一定比例混合加入容器内，加水稀释，并搅拌均匀，提纯去杂质，获得分散液；

S3：称量调节助剂6份，调节助剂包括木质素纤维10份、羧甲基纤维素钠5份、石灰5份、硅烷偶联剂10份、氧化钙膨胀剂5份，按一定比例加入分散液中，进行搅拌，获得混合液；

S4：将改性剂加入基质沥青100份中，并加热至250℃-260℃，然后将混合液加入，并搅拌均匀，制得高粘性改性沥青。

实施例2

一种高粘性沥青制备方法，包括如下步骤：

S1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物55份、丁苯橡胶37份、聚酯纤维12份按一定的比例加入高密度的粉碎机里进行粉碎混合，然后加入橡胶油3份混合形成改性剂；

S2：称量分散剂10份进行混合，分散剂包括矿粉7份、滑石粉22份、十二烷基磷酸钠2.2份和抗剥落剂20份按一定比例混合加入容器内，加水稀释，并搅拌均匀，提纯去杂质，获得分散液；

S3：称量调节助剂7份，调节助剂包括木质素纤维20份、羧甲基纤维素钠10份、石灰7份、硅烷偶联剂12份、氧化钙膨胀剂7份，按一定比例加入分散液中，进行搅拌，获得混合液；

S4：将改性剂加入基质沥青100份中，并加热至250℃-260℃，然后将混合液加入，并搅拌均匀，制得高粘性改性沥青。

实施例3

一种高粘性沥青制备方法，包括如下步骤：

S1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物65份、丁苯橡胶40份、聚酯纤维14份按一定的比例加入高密度的粉碎机里进行粉碎混合，然后加入橡胶油1-5份混合形成改性剂；

S2：称量分散剂13份进行混合，分散剂包括矿粉10份、滑石粉24份、十二烷基磷酸钠2.4份和抗剥落剂30份按一定比例混合加入容器内，加水稀释，并搅拌均匀，提纯去杂质，获得分散液；

S3：称量调节助剂8份，调节助剂包括木质素纤维30份、羧甲基纤维素钠15份、石灰9份、硅烷偶联剂14份、氧化钙膨胀剂9份，按一定比例加入分散液中，进行搅拌，获得混合液；

S4：将改性剂加入基质沥青100份中，并加热至250℃-260℃，然后将混合液加入，并搅拌均匀，制得高粘性改性沥青。

对比例1

与实施例2的不同之处在于调节助剂中无木质纤维素。

对比例2

与实施例2的不同之处在于调节助剂中无硅烷偶联剂。

对比例3

与实施例2的不同之处在于调节助剂中同时无木质纤维素和硅烷偶联剂。

对实施例1-3和对比例1-3制成的改性沥青进行检测，结果如表1所示。

表1改性沥青的检测结果

编号	针入度（0.1mm）(100g、5s)	软化点（℃）	延度（cm）(5℃、5cm/min)	老化延度（cm）	离析（℃）（48h）
						技术要求	40-60	≥60	≥20	≥15	≤2.5
实施例1	51.5	83.2	43.5	24.5	0.8
						实施例2	54.2	88.7	45.9	25.5	0.5
实施例3	51.7	83.1	43.8	24.4	0.7
						对比例1	43.7	72.2	30.2	14.6	1.4
对比例2	42.3	70.7	31.5	14.4	1.4
						对比例3	40.2	65.5	25.3	13.5	2.1

结论：

通过表1分析，实施例1-3中，实施例2中的针入度最大、软化点最高、延度和老化延度最大，离析最小，说明由实施例2的配方制成的改性沥青的粘度好、耐老化、塑性好、且混合料在基质沥青中分散均匀，空隙率小；

实施例2和对比例1-3分析可得当对比例1、对比例2和对比例3中的针入度、软化点、延度、老化延度和离析均比实施例2的中的性能要差，说明木质纤维素和硅烷偶联剂对高粘性沥青的粘性有重要影响，能够提高沥青的粘性、塑形以及耐老化性能，对比例1、对比例2分别与对比例3相比较，对比例3中的各项性能指标均比对比例1和对比例2的各项性能指标差，说明木质纤维素和硅烷偶联剂配合使用，不仅能够提高改性沥青的粘性，同时还能提高改性沥青的稳定性和保水性，提高改性沥青的耐老化性能以及机械性能。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，包括基质沥青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物45-65份、丁苯橡胶34-40份、橡胶油1-5份、聚酯纤维10-14份、抗剥落剂10-30份、分散剂7-13份、调节助剂6-8份。

2.根据权利要求1所述的一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，包括基质沥青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物55份、丁苯橡胶37份、橡胶油3份、聚酯纤维12份、抗剥落剂20份、分散剂10份、调节助剂7份。

3.根据权利要求1所述的一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，分散剂包括矿粉4-10份、滑石粉20-24份、十二烷基磷酸钠2-2.4份。

4.根据权利要求3所述的一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，分散剂包括矿粉7份、滑石粉22份、十二烷基磷酸钠2.2份。

5.根据权利要求1所述的一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，调节助剂包括木质素纤维10-30份、羧甲基纤维素钠5-15份、石灰5-9份、硅烷偶联剂10-14份、氧化钙膨胀剂5-9份。

6.根据权利要求5所述的一种高粘性沥青，其特征在于：按重量份数计，调节助剂包括木质素纤维20份、羧甲基纤维素钠10份、石灰7份、硅烷偶联剂12份、氧化钙膨胀剂7份。

7.如权利要求1-6任一所述的一种改性沥青的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、聚酯纤维按一定的比例加入高密度的粉碎机里进行粉碎混合，然后加入橡胶油混合形成改性剂；

S2：矿粉、滑石粉、十二烷基磷酸钠和抗剥落剂按一定比例混合加入容器内，加水稀释，并搅拌均匀，提纯去杂质，获得分散液；

S3：木质素纤维、羧甲基纤维素钠、石灰、硅烷偶联剂、氧化钙膨胀剂按一定比例加入分散液中，进行搅拌，获得混合液；

S4：将改性剂加入基质沥青中，并加热至250℃-260℃，然后将混合液加入，并搅拌均匀，制得高粘性改性沥青。