CN109943086A - 一种抗油污改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗油污改性沥青，其重量组分为：基质沥青85～95%，苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物2～4%，乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物0.5～3%，乙烯‑丙烯酸酯共聚物0.5～2%，费托蜡0.5～2%，芳烃油1～3%，硫0.1～0.2%，硅烷偶联剂0.1～0.3%。本发明还公开上述抗油污改性沥青的制备方法。相比现有技术，本发明的抗油污改性沥青可有效防治油污污染这种特殊的沥青路面病害，同时增强路面的抗重载性能。

Description

一种抗油污改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青材料，尤其涉及一种具有优异抗油污特性的抗油污改性沥青及其制备方法。

背景技术

目前绝大多数的沥青路面都是由沥青与不同级配组成的石料高温拌合摊铺而修建的，但当柴油或汽油等类似物质泄漏到沥青路面上的时候，就会污染到路表的沥青混合料。由于柴油或汽油是从石油中提取出的轻质组分，而道路中所使用的沥青也是从石油中提取的重质组分，所以两种物质有着天然的相容性，柴油或汽油将非常迅速的将沥青路面中的沥青成分稀释，导致沥青膜与集料之间丧失粘结力，并从集料表面脱落下来。这种剥落会从沥青混凝土层的顶面开始向下发展，整个受到污染的沥青路面将会软化并失去承载能力，路面结构逐渐产生了松散，在行车的作用下，会导致局部细骨料脱落、直至粗骨料散失而形成坑塘。对于某些特殊的路段，例如公共大型停车场、公交车专用车道、物流集散中心、机场停机坪、港区道路这些容易受到柴油和汽油污染的区域，这种污染导致的路面破损就非常常见，影响了这些公共区域的道路行驶质量和行驶安全，但目前现有的SBS类的改性沥青技术无法解决这个难题。而且对于这些容易受到汽柴油污染的区域，也通常是重载车辆聚集的区域，所以这些区域的沥青路面不仅极易受到汽柴油污染的风险，也同时需要提高沥青混合料的高温抗车辙的能力，因此需要研制一种抗油污的专用特种改性沥青，来提高路面的抵抗汽柴油污染的能力，并可以增强路面的抗重载性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种抗油污改性沥青，可有效防治油污污染这种特殊的沥青路面病害，同时增强路面的抗重载性能。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种抗油污改性沥青，其重量组分为：基质沥青85～95％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2～4％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.5～3％，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5～2％，费托蜡0.5～2％，芳烃油1～3％，硫0.1～0.2％，硅烷偶联剂0.1～0.3％。

优选地，所述基质沥青为70号或90号基质沥青。

作为优选方案之一，其重量组分为：基质沥青91.7％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.6％，乙烯-丙烯酸酯共聚物2％，费托蜡0.7％，芳烃油2.8％，硫0.1％，硅烷偶联剂0.1％。

作为优选方案之二，其重量组分为：基质沥青91.1％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1％，乙烯-丙烯酸酯共聚物1％，费托蜡1.5％，芳烃油2％，硫0.15％，硅烷偶联剂0.2％。

作为优选方案之三，其重量组分为：基质沥青90％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物2.5％，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5％，费托蜡2％，芳烃油1％，硫0.18％，硅烷偶联剂0.3％。

为了使本发明的抗油污改性沥青获得更稳定优异的特性，进一步根据该抗油污改性沥青的特点针对性地提出了以下技术方案：

如上任一技术方案所述抗油污改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、将加热好的基质沥青倒入搅拌容器中并持续加热；

步骤2、对沥青缓慢搅拌；待沥青加热至182～185℃后，将除硫以外的其余组分依次加入，同时持续进行低速搅拌并保温6小时，所述低速搅拌的搅拌速度判断是以沥青有明显的漩涡出现即可；

步骤3、持续进行低速搅拌的同时将沥青的温度降至172～175℃后加入硫粉，然后在保持该温度的同时再低速搅拌2小时。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

1.本发明提高了沥青混合料抵抗汽柴油污染的能力，即在受到汽柴油污染路表之后，其中的抗油污改性沥青不易溶解于汽柴油等轻质油中，沥青混合料不会发生松散，可保持路面的结构强度和承载力；

2.本发明提高了沥青混合料的强度和高温抗重载能力，在夏季高温和重载交通作用下，采用专用抗油污改性沥青拌合生产的沥青路面不易变形，不会产生车辙、拥包、推移等常见高温变形。

3.本发明在制备过程中采用低速搅拌的方式来替代传统高速剪切搅拌的方式，可以减少沥青样品在实验室内高温高转速的剪切状态下发生氧化反应而产生老化。

具体实施方式

针对现有技术所存在的受油污污染情况下性能恶化以及高温抗车辙能力不足的问题，本发明提出了一种抗油污改性沥青，其重量组分为：基质沥青85～95％，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2～4％，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.5～3％，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5～2％，费托蜡0.5～2％，芳烃油1～3％，硫0.1～0.2％，硅烷偶联剂0.1～0.3％。

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和硫磺在高温下可以与石油沥青发生物理和化学改反应，特别是与沥青中的不饱和链和芳香烃成分发生复杂的化学反应和交联反应，例如SBS中的聚丁二烯段的双键与沥青中的活性基团发生反应，使得沥青中的支链可以接枝到SBS上，形成沥青与SBS的接枝物。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯共聚物与沥青有着相近的溶解度参数，非常易于混溶，混溶在沥青分子链中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和乙烯-丙烯酸酯共聚物具备憎油性能，当遇到轻质油分(例如汽油、柴油、航空煤油等)时，可以在沥青与轻质油之间形成有效阻隔，阻止沥青组分溶解于轻质油成分中，这样就可形成优异的抗油污特性。由于多种塑料成分和热塑性弹性体的添加，沥青粘度增大，会增加沥青混合料拌合、摊铺和碾压的难度，所以本发明进一步添加了费托蜡成分(其熔点约在110-130度)，可以降低高温施工时沥青的粘度，使得沥青混合料容易被压实，保证路面的密实度达到设计要求。此外，发明人还发现，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物与SBS在沥青内部形成复杂的网状结构，可以明显提高沥青的高温性能，使得沥青在高温下更加粘稠，从而可提高沥青的高温抗车辙能力。

为了尽最大可能提高抗油污改性沥青的性能以及稳定性，本发明进一步对其制备工艺进行了改进，具体包括以下步骤：

步骤1、将加热好的基质沥青倒入搅拌容器中并持续加热；

步骤2、对沥青缓慢搅拌；待沥青加热至182～185℃后，将除硫以外的其余组分依次加入，同时持续进行低速搅拌并保温6小时，所述低速搅拌的搅拌速度判断是以沥青有明显的漩涡出现即可；

步骤3、持续进行低速搅拌的同时将沥青的温度降至172～175℃后加入硫粉，然后在保持该温度的同时再低速搅拌2小时。

为便于公众理解，下面通过几个具体实施例来对本发明的技术方案进行进一步详细说明：

实施例1：

配方1

材料	含量
		70号基质沥青	91.70％
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)	2.00％
		乙烯-醋酸乙烯酯共聚物	0.60％
乙烯-丙烯酸酯共聚物	2.00％
		费托蜡	0.70％
芳烃油	2.80％
		硫	0.10％
硅烷偶联剂	0.10％

根据以上配方，按照以下方法进行制备：

1)将已经加热好的70#基质沥青按照计算好的量倒入到沥青罐中，然后将沥青桶放在加热套内；

2)对沥青缓慢加以搅拌，确保沥青的温度均匀，不会造成局部过热；待沥青加热到182-185度后，调整搅拌速度为低速搅拌，将需要添加的SBS、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、费托蜡、芳烃油这些组分依次添加入到沥青中，保持低速搅拌，搅拌速度的控制是以沥青有明显的漩涡出现即可(无需高速剪切搅拌)，连续高温(182-185℃)搅拌6h；

3)将搅拌温度降低至172-175度，然后缓慢加入硫粉，在此温度下再低速搅拌搅拌2h。

对制备好的抗油污改性沥青进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方1抗油污改性沥青性能检测

测试项目	单位	测试方法	检测结果
				25℃针入度	0.1mm	T 0604	46
软化点	℃	T 0606	83
				135℃黏度	Pas	T 0625	2.1
闪点	℃	T 0611	296
				PG	/	AASHTO M 320	76-16
储存稳定性	℃	T 0661	2.4

将室内制备的抗油污改性沥青与玄武岩石料高温拌合后成型AC-13级配的沥青混合料，进行常规指标检测，并在浸泡柴油24h后再次进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方1抗油污改性沥青混合料性能检测

根据以上检测结果可以看出，按照配方1制备的抗油污改性沥青各项指标均满足规范要求，且抗油污和抗车辙性能优异。

实施例2：

配方2

材料	含量
		70号基质沥青	91.10％
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)	3.00％
		乙烯-醋酸乙烯酯共聚物	1.00％
乙烯-丙烯酸酯共聚物	1.00％
		费托蜡	1.50％
芳烃油	2.00％
		硫	0.15％
硅烷偶联剂	0.20％

根据以上配方，按照以下方法进行制备：

1)将已经加热好的70#基质沥青按照计算好的量倒入到沥青罐中，然后将沥青桶放在加热套内；

2)对沥青缓慢加以搅拌，确保沥青的温度均匀，不会造成局部过热；待沥青加热到182-185度后，调整搅拌速度为低速搅拌，将需要添加的SBS、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、费托蜡、芳烃油这些组分依次添加入到沥青中，保持低速搅拌，搅拌速度的控制是以沥青有明显的漩涡出现即可(无需高速剪切搅拌)，连续高温(182-185℃)搅拌6h；

3)将搅拌温度降低至172-175度，然后缓慢加入硫粉，在此温度下再低速搅拌搅拌2h。

对制备好的抗油污改性沥青进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方2抗油污改性沥青性能检测

测试项目	单位	测试方法	检测结果
				25℃针入度	0.1mm	T 0604	43
软化点	℃	T 0606	89
				135℃黏度	Pas	T 0625	2.4
闪点	℃	T 0611	305
				PG	/	AASHTO M 320	82-16
储存稳定性	℃	T 0661	2.8

将室内制备的抗油污改性沥青与玄武岩石料高温拌合后成型AC-13级配的沥青混合料，进行常规指标检测，并在浸泡柴油24h后再次进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方2制备的抗油污改性沥青混合料性能检测

根据以上检测结果可以看出，按照配方2制备的抗油污改性沥青各项指标均满足规范要求，且抗油污和抗车辙性能优异。

实施例3：

配方3

材料	含量
		90号基质沥青	90％
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)	3.50％
		乙烯-醋酸乙烯酯共聚物	2.50％
乙烯-丙烯酸酯共聚物	0.50％
		费托蜡	2％
芳烃油	1.00％
		硫	0.18％
硅烷偶联剂	0.30％

根据以上配方，按照以下方法进行制备：

1)将已经加热好的70#基质沥青按照计算好的量倒入到沥青罐中，然后将沥青桶放在加热套内；

2)对沥青缓慢加以搅拌，确保沥青的温度均匀，不会造成局部过热；待沥青加热到182-185度后，调整搅拌速度为低速搅拌，将需要添加的SBS、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、费托蜡、芳烃油这些组分依次添加入到沥青中，保持低速搅拌，搅拌速度的控制是以沥青有明显的漩涡出现即可(无需高速剪切搅拌)，连续高温(182-185℃)搅拌6h；

3)将搅拌温度降低至172-175度，然后缓慢加入硫粉，在此温度下再低速搅拌搅拌2h。

对制备好的抗油污改性沥青进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方3抗油污改性沥青性能检测

测试项目	单位	测试方法	检测结果
				25C针入度	0.1mm	T 0604	40
软化点	℃	T 0606	93
				135℃黏度	Pas	T 0625	2.7
闪点	℃	T 0611	313
				PG	/	AASHTO M 320	82-16
储存稳定性	℃	T 0661	3.3

将室内制备的抗油污改性沥青与玄武岩石料高温拌合后成型AC-13级配的沥青混合料，进行常规指标检测，并在浸泡柴油24h后再次进行性能检测，检测方法及检测结果如下：

配方3制备的抗油污改性沥青混合料性能检测

根据以上检测结果可以看出，按照配方3制备的抗油污改性沥青各项指标均满足规范要求，且抗油污性能良好，抗车辙性能优异。

Claims (6)

1.一种抗油污改性沥青，其特征在于，其重量组分为：基质沥青85～95%，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2～4%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.5～3%，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5～2%，费托蜡0.5～2%，芳烃油1～3%，硫0.1～0.2%，硅烷偶联剂0.1～0.3%。

2.如权利要求1所述抗油污改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为70号或90号基质沥青。

3.如权利要求1所述抗油污改性沥青，其特征在于，其重量组分为：基质沥青91.7%，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.6%，乙烯-丙烯酸酯共聚物2%，费托蜡0.7%，芳烃油2.8%，硫0.1%，硅烷偶联剂0.1%。

4.如权利要求1所述抗油污改性沥青，其特征在于，其重量组分为：基质沥青91.1%，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物1%，乙烯-丙烯酸酯共聚物1%，费托蜡1.5%，芳烃油2%，硫0.15%，硅烷偶联剂0.2%。

5.如权利要求1所述抗油污改性沥青，其特征在于，其重量组分为：基质沥青90%，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3.5%，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物2.5%，乙烯-丙烯酸酯共聚物0.5%，费托蜡2%，芳烃油1%，硫0.18%，硅烷偶联剂0.3%。

6.如权利要求1～5任一项所述抗油污改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将加热好的基质沥青倒入搅拌容器中并持续加热；

步骤2、对沥青缓慢搅拌；待沥青加热至182～185℃后，将除硫以外的其余组分依次加入，同时持续进行低速搅拌并保温6小时，所述低速搅拌的搅拌速度判断是以沥青有明显的漩涡出现即可；

步骤3、持续进行低速搅拌的同时将沥青的温度降至172～175℃后加入硫粉，然后在保持该温度的同时再低速搅拌2小时。