CN110218463B - 一种改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种改性沥青及其制备方法。所述改性沥青由包含如下重量份组分的原料制备得到：基质沥青250～500份；SBS沥青改性剂5～50份；芳烃油2.5～50份；多聚磷酸0.05～2.5份；稳定剂0.5～5份。本发明提供的改性沥青加入了多聚磷酸，多聚磷酸在沥青中的相容性较好，改性过程中容易形成相容性及稳定性较高的交互结构，有利于改善沥青的感温性能，提高针入度指数，降低温度敏感性。所述多聚磷酸配合其他组分，协同作用，最终得到的改性沥青对温度敏感性较小，同时，得到的改性沥青的高温性能和抗车辙性能较优，已工业化生产。

Description

一种改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种改性沥青及其制备方法。
背景技术
沥青是一种典型的感温性材料，沥青材料的感温性决定沥青使用时的工作性，更确切地说，沥青路面的抗车辙能力、抗低温开裂能力和耐久性等主要技术指标均与沥青的感温性有内在联系。针入度指数是评价沥青感温性能应用较为广泛的指标。沥青的针入度指数越大，表示沥青对温度的敏感性越小，沥青的感温性能越好。
公开号为CN103865279A的中国专利公开了一种对温度敏感性较小的改性沥青及其制备方法，该方法采用聚乙二醇、活性炭、天然橡胶为原料，制备得到对温度敏感性较小的改性沥青，但是采用天然橡胶颗粒为原料，制备温度较高，很难实现工业化生产，因此，提供一种生产工艺简单、指标较高的改性沥青是十分必要的。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种改性沥青及其制备方法，本发明提供的改性沥青对温度敏感性较小，适于工业化生产。
本发明提供了一种改性沥青，由包含如下重量份组分的原料制备得到：
Figure BDA0002132241270000011
优选的，所述SBS沥青改性剂为线型SBS沥青改性剂。
优选的，所述SBS沥青改性剂的重量份数为15～25份。
优选的，所述芳烃油的重量份数为2.5～30份。
优选的，所述多聚磷酸的重量份数为0.5～2.5份。
优选的，所述稳定剂包括硫磺；
所述稳定剂的重量份数为1～5份。
本发明还提供了一种上文所述改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
A)将基质沥青、芳烃油和SBS沥青改性剂混合，在150～180℃下剪切0.5～1.5h后，进行溶胀，得到初始改性沥青；
B)将所述初始改性沥青与稳定剂混合，在160～180℃下发育0.5～1.5h后，加入多聚磷酸，继续发育，得到改性沥青。
优选的，所述溶胀的温度为150～180℃，所述溶胀的时间为0.5～1.5h。
优选的，继续发育的时间为1～5h。
本发明提供了一种改性沥青，由包含如下重量份组分的原料制备得到：基质沥青250～500份；SBS沥青改性剂5～50份；芳烃油2.5～50份；多聚磷酸0.05～2.5份；稳定剂0.5～5份。本发明提供的改性沥青加入了多聚磷酸，多聚磷酸在沥青中的相容性较好，改性过程中容易形成相容性及稳定性较高的交互结构，有利于改善沥青的感温性能，提高针入度指数，降低温度敏感性。所述多聚磷酸配合其他组分，协同作用，最终得到的改性沥青对温度敏感性较小，同时，得到的改性沥青的高温性能和抗车辙性能较优，已工业化生产。
实验结果表明，本发明制备的改性沥青针入度指数较高，超过了0.1，说明改性沥青对温度敏感性较小；改性沥青的软化点较高，高于60.0℃，说明改性沥青的高温性能较优；改性沥青的动稳定度较高，不低于6400次/mm，说明改性沥青的高温抗车辙性能较优。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种改性沥青，由包含如下重量份组分的原料制备得到：
Figure BDA0002132241270000021
Figure BDA0002132241270000031
本发明提供的改性沥青包括基质沥青。所述基质沥青的重量份数为250～500份。在本发明的某些实施例中，所述基质沥青的重量份数为500份、350份或250份。
本发明对所述基质沥青的组分和来源并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的基质沥青即可。在本发明的某些实施例中，所述基质沥青可以为马瑞70号基质沥青、巴重70号或冷湖70号。
本发明提供的改性沥青还包括SBS沥青改性剂。所述SBS沥青改性剂的重量份数为5～50份。在某些实施例中，所述SBS沥青改性剂的重量份数为25份、20.5份、15份或10份。
所述SBS沥青改性剂优选为线型SBS沥青改性剂。本发明对所述线型SBS沥青改性剂的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。在本发明的某些实施例中，所述SBS沥青改性剂可以为791HSBS、HY-7301SBS或LG501SSBS。
本发明提供的改性沥青还包括芳烃油。所述芳烃油为助溶剂。所述芳烃油的重量份数为2.5～50份。在某些实施例中，所述芳烃油的重量份数为10份、20份、30份或45份。
在本发明的某些实施例中，所述芳烃油为含有苯环结构的碳氢化合物。具体的，可以为橡胶油、糠醛抽出油和减三线蜡油中的一种或几种。
本发明提供的改性沥青还包括多聚磷酸(PPA)。所述多聚磷酸的重量份数为0.05～2.5份。在本发明的某些实施例中，所述多聚磷酸的重量份数为0.5～2.5份。在某些实施例中，所述多聚磷酸的重量份数为0.5份、0.525份或1份。
所述多聚磷酸在沥青中的相容性较好，改性过程中容易形成相容性及稳定性较高的交互结构，有利于改善沥青的感温性能，提高针入度指数，降低温度敏感性。所述多聚磷酸配合其他组分，协同作用，最终得到的改性沥青对温度敏感性较小，同时，得到的改性沥青的高温性能和抗车辙性能较优。
本发明提供的改性沥青还包括稳定剂。所述稳定剂的重量份数为0.5～5份。在本发明的某些实施例中，所述稳定剂的重量份数为1～5份。在某些实施例中，所述稳定剂的重量份数为1份、0.875份或1.25份。
在本发明的某些实施例中，所述稳定剂包括硫磺。
本发明还提供了一种上文所述改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
A)将基质沥青、芳烃油和SBS沥青改性剂混合，在150～180℃下剪切0.5～1.5h后，进行溶胀，得到初始改性沥青；
B)将所述初始改性沥青与稳定剂混合，在160～180℃下发育0.5～1.5h后，加入多聚磷酸，继续发育，得到改性沥青。
在本发明中，所述基质沥青、芳烃油、SBS沥青改性剂和稳定剂的组分和配比同上，在此不再赘述。
所述剪切的温度为150～180℃。在本发明的某些实施例中，所述剪切的温度为160℃、170℃或180℃。所述剪切的时间为0.5～1.5h。在本发明的某些实施例中，所述剪切的时间为0.5h、1h或1.5h。在本发明的某些实施例中，所述剪切的转速为3500～4500r/min。在某些实施例中，所述剪切的转速为4000r/min。
在本发明的某些实施例中，所述溶胀的温度为150～180℃。在某些实施例中，所述溶胀的温度为160℃、170℃或180℃。在本发明的某些实施例中，所述溶胀的时间为0.5～1.5h。在某些实施例中，所述溶胀的时间为0.5h、1h或1.5h。
初始改性沥青在加入稳定剂后，进行发育。所述发育的温度为160～180℃。在本发明的某些实施例中，所述发育的温度为160℃、170℃或180℃。所述发育的时间为0.5～1.5h。在本发明的某些实施例中，所述发育的时间为0.5h、1h或1.5h。在本发明的某些实施例中，所述发育为搅拌发育。本发明对所述搅拌发育的搅拌方法和速率并无特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌方法和搅拌速率即可。
发育完成后，加入多聚磷酸，继续发育，得到改性沥青。
在本发明的某些实施例中，继续发育的温度与发育的温度相同。继续发育的时间为1～5h。在某些实施例中，继续发育的时间为2h或4h。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制，可以为一般市售。
本发明提供的改性沥青的制备方法只需要将原料经过剪切、溶胀、发育，即可得到改性沥青，制备工艺简单，成本较低。同时，制备得到的改性沥青对温度敏感性较小，改性沥青的高温性能和抗车辙性能较优，已工业化生产。
本发明提供了一种改性沥青，由包含如下重量份组分的原料制备得到：基质沥青250～500份；SBS沥青改性剂5～50份；芳烃油2.5～50份；多聚磷酸0.05～2.5份；稳定剂0.5～5份。本发明提供的改性沥青加入了多聚磷酸，多聚磷酸在沥青中的相容性较好，改性过程中容易形成相容性及稳定性较高的交互结构，有利于改善沥青的感温性能，提高针入度指数，降低温度敏感性。所述多聚磷酸配合其他组分，协同作用，最终得到的改性沥青对温度敏感性较小，同时，得到的改性沥青的高温性能和抗车辙性能较优，已工业化生产。
实验结果表明，本发明制备的改性沥青针入度指数较高，超过了0.1，说明改性沥青对温度敏感性较小；改性沥青的软化点较高，高于60.0℃，说明改性沥青的高温性能较优；改性沥青的动稳定度较高，不低于6400次/mm，说明改性沥青的高温抗车辙性能较优。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种改性沥青及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的原料均为一般市售。
实施例1
将500g马瑞70号基质沥青、10g橡胶油、20.5g 791H SBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度170℃，4000r/min的转速剪切1.0h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，170℃下溶胀1h，加入1g硫磺，控制温度170℃，搅拌发育1h，加入0.5g PPA，继续发育2h，得到改性沥青材料。
实施例2
将500g马瑞70号基质沥青、20g橡胶油、20.5g 791HSBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度180℃，4000r/min的转速剪切1.0h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，180℃下溶胀1h，加入1g硫磺，控制温度180℃，搅拌发育1h，加入0.5g PPA，继续发育2h，得到改性沥青材料。
实施例3
将350g巴重70号基质沥青、30g糠醛抽出油、15g 791HSBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度160℃，4000r/min的转速剪切1.0h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，160℃下溶胀1h，加入0.875g硫磺，控制温度160℃，搅拌发育1h，加入0.525g PPA，继续发育2h，得到改性沥青材料。
实施例4
将250g冷湖70号基质沥青、10g减三线蜡油、10g HY-7301SBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度160℃，4000r/min的转速剪切0.5h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，160℃下溶胀0.5h，加入1g硫磺，控制温度160℃，搅拌发育0.5h，加入0.5g PPA，继续发育2h，得到改性沥青材料。
实施例5
将500g马瑞70号基质沥青、45g橡胶油、25g LG501S SBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度170℃，4000r/min的转速剪切1.5h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，170℃下溶胀1.5h，加入1.25g硫磺，控制温度170℃，搅拌发育1.5h，加入1g PPA，继续发育4h，得到改性沥青材料。
比较例1
将500g马瑞70号基质沥青、20g橡胶油、20.5g 791H SBS加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度180℃，4000r/min的转速剪切1.0h，剪切完毕后将得到的样品转移至加热套，180℃下溶胀1h，加入1g硫磺，控制温度180℃，搅拌发育1h，得到改性沥青材料。
实施例6
对实施例1～5和比较例1得到的改性沥青材料的性能进行检测，检测结果如表1所示。
表1实施例1～5和比较例1得到的改性沥青材料的性能检测结果
Figure BDA0002132241270000061
从表1可以看出，本发明制备的改性沥青针入度指数较高，超过了0.1，说明改性沥青对温度敏感性较小；改性沥青的软化点较高，高于60.0℃，说明改性沥青的高温性能较优；改性沥青的动稳定度较高，不低于6400次/mm，说明改性沥青的高温抗车辙性能较优。
实验结果表明，本发明制备的改性沥青针入度指数较高，超过了0.1，说明改性沥青对温度敏感性较小；改性沥青的软化点较高，高于60.0℃，说明改性沥青的高温性能较优；改性沥青的动稳定度较高，不低于6400次/mm，说明改性沥青的高温抗车辙性能较优。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种改性沥青，其特征在于，由如下重量份组分的原料制备得到：
基质沥青 250~500份；
SBS沥青改性剂 15~25份；
芳烃油 10~20份；
多聚磷酸 0.5份；
硫磺 1~1.25份；
所述SBS沥青改性剂为791H SBS或HY-7301 SBS；
所述芳烃油为橡胶油或减三线蜡油。
2.权利要求1所述改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
A）将基质沥青、芳烃油和SBS沥青改性剂混合，在150~180℃下剪切0.5~1.5h后，进行溶胀，得到初始改性沥青；
B）将所述初始改性沥青与硫磺混合，在160~180℃下发育0.5~1.5h后，加入多聚磷酸，继续发育，得到改性沥青。
3.根据权利要求2所述的改性沥青的制备方法，其特征在于，所述溶胀的温度为150~180℃，所述溶胀的时间为0.5~1.5h。
4.根据权利要求2所述的改性沥青的制备方法，其特征在于，继续发育的时间为1~5h。
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