CN110922769A - 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法 - Google Patents

一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110922769A
CN110922769A CN201811096464.1A CN201811096464A CN110922769A CN 110922769 A CN110922769 A CN 110922769A CN 201811096464 A CN201811096464 A CN 201811096464A CN 110922769 A CN110922769 A CN 110922769A
Authority
CN
China
Prior art keywords
direct
viscosity
vat
parts
asphalt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811096464.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110922769B (zh
Inventor
郭小圣
郭皎河
傅丽
宁爱民
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Dalian Petrochemical Research Institute Co ltd
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemicals filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201811096464.1A priority Critical patent/CN110922769B/zh
Publication of CN110922769A publication Critical patent/CN110922769A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110922769B publication Critical patent/CN110922769B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/06—Sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/346—Clay
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/39—Thiocarbamic acids; Derivatives thereof, e.g. dithiocarbamates
    • C08K5/40—Thiurams, i.e. compounds containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L53/00—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L53/02—Compositions of block copolymers containing at least one sequence of a polymer obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers of vinyl-aromatic monomers and conjugated dienes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00—Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2248—Oxides; Hydroxides of metals of copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2265—Oxides; Hydroxides of metals of iron
    • C08K2003/2272—Ferric oxide (Fe2O3)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2293—Oxides; Hydroxides of metals of nickel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Abstract

本发明公开了一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法。该高粘沥青改性剂，按重量份计包括以下原料组分：苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物5～15份；富芳油5～15份；高岭土6~20份；过渡金属氧化物0.1~1份；硫磺0.5~2份；硫化促进剂0.2~1.5份。本发明提供的直投式高粘沥青改性剂，不仅制作成本低，而且改性效果明显，将本发明提供的改性剂采用直投式至热沥青中，即可得到成品高粘度改性沥青，所得高粘度改性沥青具有粘度可控、延伸度高、抗离析性强和储存稳定性优异等特点，既避免了传统方式中高强度剪切工艺、节能减排，又解决了干法直投改性剂混合不均匀，以及湿法直投式改性剂改性后储存稳定性低的缺点，可在改性沥青，尤其是高粘度改性沥青制备领域发挥重要作用。

Description

一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种高粘沥青改性剂及其制备方法，特别涉及一种直投式的高粘沥青改性剂及其制备方法。
背景技术
高粘沥青一般指60℃动力粘度大于20000 Pa·s的沥青，适用于开级配抗滑磨耗层（OGFC）等路面的应用。由于具有较大的空隙率，OGFC路面具有很好的排水、降噪、防滑性能。经验表明，排水路面使用的胶结料必须使用聚合物改性沥青，尤其是高粘度改性沥青，这样才能保证所铺筑路面具有足够的强度，避免因高空隙率而在交通荷载作用下导致的压密、变形甚至塌陷等情况的发生。
目前，中国对排水性路面已经进行了较多研究，其中采用的主要沥青类型就是高粘改性沥青。高粘度改性沥青主要有几种生产方式：第一种是现场制作，改性设备与沥青混合料搅拌楼对接，该工艺的优点是没有了储存稳定性的担忧，生产过程便于监督和掌控，但生产效率较低，一台搅拌楼就需要一台现场改性设备。第二种是商用成品改性沥青，也是目前最主流的改性沥青生产方式，通过胶体磨剪切聚合物并添加其他助剂制得产品，优点是沥青批量生产，质量比较稳定，但在成品储存与运输等过程，极易发生聚合物离析现象，导致产品无法长期储存，并可能发生产品出厂合格而现场检验不合格的情况。第一种方法采用高粘沥青添加剂直接投入到混合料中，通过快速拌和得到，但存在搅拌不匀、性质不均的问题；而第二种方法高粘沥青改性剂可直接加入沥青中制备成品沥青，例如日本产品TPS，但该改性剂的主要问题在于价格昂贵、存在离析问题。如何能够制备出性能良好、质量稳定、可长期存储的高粘度改性沥青已成为道路工作者亟需解决的问题。
CN107974092A公开了一种直拌式SBS沥青改性剂的制备方法及沥青混合料的制备方法，改性剂中包括4303星型SBS，1301线型SBS，润滑机油，石油树脂以及碳酸钙，制成后可直接投入到混合料中进行拌合，简化了改性沥青生产工艺，避免改性沥青在储存、运输过程中可能出现的离析，减小沥青老化和SBS的热-氧降解效应。然而此类方法采用沥青添加剂直接投入到混合料中，通过快速拌和得到，但往往存在搅拌不匀、性质不均的问题。
CN105949800A公开了一种全溶直投式高粘度改性添加剂及其制备方法，通过将苯乙烯类热塑性弹性体、裂解剂、交联剂、石油树脂等物质挤出造粒，制备得到全溶直投式高粘度改性添加剂。然而此种方法往往在成品储存与运输等过程，极易发生聚合物离析现象，导致产品无法长期储存，并可能发生产品出厂合格而现场检验不合格的情况。
综上，现有技术中常见的高粘度沥青改性剂通常是直接加入到沥青混合料中，通过现场直接拌和铺路，该方法的缺点就是拌合过程中难以均匀混合、产品质量难以把控；而将改性剂直接投入到沥青中制备的高粘沥青存在成本高昂、储存稳定性和分散性差的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法。本发明提供的直投式高粘沥青改性剂，不仅制作成本低，而且改性效果明显，将本发明提供的改性剂采用直投式至热沥青中，即可得到成品高粘度改性沥青，所得高粘度改性沥青具有粘度可控、延伸度高、抗离析性强和储存稳定性优异等特点，既避免了传统方式中高强度剪切工艺、节能减排，又解决了干法直投改性剂混合不均匀，以及湿法直投式改性剂改性后的缺点，可在改性沥青、尤其是高粘度改性沥青制备领域发挥重要作用。
本发明第一方面提供了一种直投式高粘沥青改性剂，按重量份计包括以下原料组分：
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）：5～15份；
富芳油：5～15份；
高岭土：6~20份；
过渡金属氧化物：0.1～1份；
硫磺：0.5~2份；
硫化促进剂：0.2~1.5份；
进一步，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）按重量份计优选为6～12份；
进一步，富芳油按重量份计优选为6～12份；
进一步，高岭土按重量份计优选为7～18份；
进一步，过渡金属氧化物按重量份计优选为0.2～0.8份；
进一步，硫磺按重量份计优选为0.8～1.6份；
进一步，硫化促进剂按重量份计优选为0.3～1.2份；
进一步，所述的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）结构为线型结构或星型结构的颗粒，嵌段比S/B为20/80~40/60。
进一步，所述的富芳油为一种富含芳烃的组分，源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油；所述富芳油中芳香烃的重量含量为40%～80%；优选糠醛精制抽出油、酚精制抽出油中的至少一种。
进一步，所述高岭土外观呈白色细腻的粉末状，主要矿物成分的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O。
进一步，所述过渡金属氧化物中，过渡金属为Ti、V、Mn、Fe、Cu、Ni中的一种或者几种。
进一步，所述硫磺为纯度大于99.5wt%的淡黄色块状结晶或淡黄色粉末。
进一步，所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、硫化促进剂H、硫化促进剂ZBX、硫化促进剂NA-22、硫化促进剂CZ等中的一种或几种。
所述SBS：富芳油：高岭土的重量比为1:0.5~2:1~4，优选为1:0.5~2:1.2~2。
所述过渡金属氧化物：硫磺：硫化促进剂的重量比为1:1~4:1~3；优选为1:2~3.5:1.2~2。
所述直投式高粘沥青改性剂的粒径为3~8 mm。
本发明第二方面提供了一种直投式高粘沥青改性剂的制备方法，其包括如下步骤：
（1）将SBS与富芳油加入混合容器中加热、搅拌后，再加入高岭土并拌合均匀，得到组分Ａ；
（2）将过渡金属氧化物与硫磺及硫化促进剂混合均匀后，得到组分Ｂ；
（3）将组分Ｂ缓慢加入到组分A中，并混合搅拌均匀，得到改性剂混合料C；
（4）将改性剂混合料Ｃ加入至螺杆挤出机中，经挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。
进一步，步骤（1）中SBS与富芳油的混合温度为80~140℃，优选95~120℃。
进一步，步骤（1）所述的高岭土及步骤（2）中所述的过渡金属氧化物、硫磺、硫化促进剂在混合时，均应为固体粉末状，颗粒直径应在20~100目，混合均匀后不发生粘结、成块。
进一步，步骤（3）中组分Ａ与组分Ｂ混合搅拌的温度为100~160℃，优选120~140℃；搅拌速度为300~500 rpm。
进一步，步骤（4）所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，优选双螺杆挤出机，长径比L/D为30:1~40:1；螺杆挤出机温度控制在120~160℃，螺杆转速为30～150 r/min；优选采用八个温度段操作，其中操作条件如下：一段为130～150℃；二段为135～155℃；三段为140～160℃；四段为140～160℃；五段为150～160℃；六段为150～160℃；七段为145～160℃；八段为150～160℃。
本发明第三方面提供了一种直投式高粘沥青改性剂的应用，所述直投式高粘沥青改性剂可直接投入到热沥青中进行搅拌，即可得到高粘度改性沥青。
所述直投式高粘沥青改性剂投入至热沥青制备高粘度改性沥青的方法如下：将基质沥青在140~160℃条件下加热后，在搅拌条件下将所述直投式高粘沥青改性剂加入至热沥青中，其中以重量份计，所述直投式高粘沥青改性剂为10~25份，基质沥青为100份，两者混合后将加热温度调至160~190℃，持续搅拌0.5~3小时，搅拌速度为300~1000 rpm，得到高粘度改性沥青。
与现有技术相比，本发明提供的直投式高粘沥青改性剂及其制备方法具有如下优点：
（1）本发明提供的直投式高粘沥青改性剂利用各组分之间的配合作用，综合调控，通过选用一定比例的SBS、富芳油及高岭土等物质，相互作用，可进一步加强SBS分子与沥青之间的交联作用，减少SBS与沥青的密度差，聚合物以非常微小的分子链均匀分散在沥青介质中，并在硫磺、硫化促进剂及过渡金属氧化物的作用下与沥青中各组分交联，充分的硫化反应有效解决高粘度改性沥青的离析问题，而且高粘沥青的上、下两部分软化点差值较小，稳定性高。同时，各组分之间的配合作用还综合调控沥青产品的粘度，其中沥青产品的60℃动力粘度可在2×104Pa·s到50×104Pa·s之间调控，得到的高粘沥青产品各项指标均满足相关规范要求，由此还极大降低了改性剂制备成本，从而降低成品高粘沥青的成本。本发明提供的高粘沥青改性剂采用直投式至热沥青中，即可得到成品高粘度改性沥青，通过高倍显微镜观察到SBS颗粒尺寸在1~3微米，表明SBS在沥青中的具有很好的分散性。所得高粘度改性沥青具有粘度可控、延伸度高、抗离析性强和储存稳定性优异等特点。
（2）本发明提供的直投式高粘沥青改性剂的制备方法，省去了常规制备方法里的剪切过程，SBS、富芳油及高岭土等在其它助剂的配合作用下充分混合，通过螺杆挤出机的剪切、混合作用制得。本发明的制备方法得到的高粘沥青改性剂外观为具有规则形状的弹性颗粒，按照比例直接投入热沥青中搅拌即可得到高粘度改性沥青，属于湿法工艺技术，整体工艺无需进行高强度剪切，降低了沥青因热老化而导致的性质衰退。而且，本发明制备的高粘沥青制备过程耗能及排放低，工艺精简。
（3）本发明提供的直投式高粘沥青改性剂的应用，所述直投式高粘沥青改性剂可直接投入到热沥青中进行简单搅拌，便可得高粘度改性沥青。所得高粘度改性沥青粘度可控、延伸度高、抗离析性能优，既避免了传统方式中高强度剪切工艺、节能减排，又解决了干法直投改性剂混合不均匀的缺点，可重点应用于海绵城市建设中排水路面用高粘度改性沥青的制备中，并在其他高等级沥青路面、低噪声吸热路面等建设中发挥重要作用。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明的技术方案，但并不局限于以下实施例。
实施例1
（1）将7重量份SBS（线型）、10重量份糠醛抽出油，在100℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，加入9重量份的高岭土粉末，并在该温度下继续搅拌混合，使固体粉末与聚合物充分接触和分散后，得到组分A1。
（2）将0.3重量份Fe2O3与0.9重量份硫磺，0.4重量份硫化促进剂H混合至颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状混合物，得到组分B1；
（3）将组分B1缓慢加入到组分A1中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm，得到改性剂混合料C1；
（4）将改性剂混合料C1加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为50r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为130℃；二段为135℃；三段为140℃；四段为140℃；五段为150℃；六段为150℃；七段为145℃；八段为150℃。
实施例2
（1）将9重量份SBS（线型）、12重量份糠醛抽出油，在110℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，加入17重量份的高岭土粉末，并在该温度下继续搅拌混合，使固体粉末与聚合物充分接触和分散后，得到组分A2。
（2）将0.5重量份NiO与1.2重量份硫磺，0.8重量份硫化促进剂NA-22混合至颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状混合物，得到组分B2；
（3）将组分B2缓慢加入到组分A2中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm，得到改性剂混合料C2；
（4）将改性剂混合料C2加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为100r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为140℃；二段为145℃；三段为150℃；四段为150℃；五段为155℃；六段为155℃；七段为155℃；八段为150℃。
实施例3
（1）将11重量份SBS（星型）、7重量份酚精抽出油，在120℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，加入14重量份的高岭土粉末，并在该温度下继续搅拌混合，使固体粉末与聚合物充分接触和分散后，得到组分A3。
（2）将0.7重量份CuO与1.5重量份硫磺，1.1重量份硫化促进剂TMTD混合至颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状混合物，得到组分B3；
（3）将组分B3缓慢加入到组分A3中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm防止交联过度而发生胶凝现象，得到改性剂混合料C3；
（4）将改性剂混合料Ｃ3加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为150r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为145℃；二段为145℃；三段为150℃；四段为155℃；五段为155℃；六段为160℃；七段为160℃；八段为155℃。
比较例1
（1）将9重量份SBS（线型）、12重量份糠醛抽出油，在110℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，加入17重量份的高岭土粉末，并在该温度下继续搅拌混合，使固体粉末与聚合物充分接触和分散后，得到组分A4。
（2）将1.2重量份硫磺，0.8重量份硫化促进剂NA-22混合至颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状混合物，得到组分B4；
（3）将组分B4缓慢加入到组分A4中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm防止交联过度而发生胶凝现象，得到改性剂混合料C4；
（4）将改性剂混合料C4加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为100r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为140℃；二段为145℃；三段为150℃；四段为150℃；五段为155℃；六段为155℃；七段为155℃；八段为150℃。
比较例2
（1）将9重量份SBS（线型）、12重量份糠醛抽出油，在110℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，并在该温度下继续搅拌混合分散，得到组分A5。
（2）将0.5重量份NiO与1.2重量份硫磺、0.8重量份硫化促进剂NA-22混合至颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状混合物，得到组分B5；
（3）将组分B5缓慢加入到组分A5中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm防止交联过度而发生胶凝现象，得到改性剂混合料C5；
（4）将改性剂混合料C5加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为100r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为140℃；二段为145℃；三段为150℃；四段为150℃；五段为155℃；六段为155℃；七段为155℃；八段为150℃。
比较例3
（1）将9重量份SBS（线型）、12重量份糠醛抽出油，在110℃下混合并持续搅拌，进行初步溶胀；混合均匀后，在该温度下继续搅拌混合分散后，得到组分A6。
（2）将0.5重量份NiO和1.2重量份硫磺混合并保证颗粒均匀、不存在粘结团聚的块状物，得到组分B6；
（3）将组分B6缓慢加入到组分A6中，并在130℃下混合搅拌均匀，搅拌速度为400 rpm防止交联过度而发生胶凝现象，得到改性剂混合料C6；
（4）将改性剂混合料C6加入至螺杆挤出机中（长径比L/D为35:1），设定螺杆转速为100r/min，混合均匀后，经双螺杆挤出机，共混挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。挤出机操作条件为：一段为140℃；二段为145℃；三段为150℃；四段为150℃；五段为155℃；六段为155℃；七段为155℃；八段为150℃。
测试例
将20重量份上述实施例及比较例中的高粘沥青改性剂，加入到100重量份熔融的基质沥青（减压渣油，25℃针入度为74 1/10mm）中，在180℃下持续搅拌1 h，搅拌速度500 rpm，使改性剂均匀的溶解分散于基质沥青中，最后对所得高粘改性沥青进行测试，其结果见表1。
表1 高粘沥青主要性质
高粘沥青材料 基质沥青 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3 JT/T 860-2013技术要求
针入度25℃/0.1mm 73 56 54 52 58 56 55 ≥40
软化点/℃ 47.6 92.0 93.2 93.9 92.8 93.0 93.1 ≥80
延度5℃/cm 10 45 43 39 37 40 41 ≥30
60℃动力粘度/(×10<sup>4 </sup>Pa·s) 0.021 6.4 13.3 21.6 13.0 13.1 12.7 ≥5
薄膜烘箱试验后
针入度残留率/% 66 83.6 85.3 86.2 85.1 85.0 84.6 ≥80
延度5℃/cm 4 30 29 22 25 28 29 ≥20
上下软化点差/℃ - 0.9 1.1 1.9 9.5 11.8 25.4 —
由表1中可见，本发明直投式高粘沥青改性剂可明显提高沥青的粘度，得到的高粘沥青产品软化点高、粘度大。在进行48小时储存稳定试验后，高粘沥青上、下两部分软化点差值较小，满足SBS改性沥青需低于2.5℃的要求，在薄膜烘箱试验后，针入度损失小，残留5℃延度高，表明沥青的抗老化性和稳定性较好。比较例1、比较例2和比较例3的上下软化点差值偏大。

Claims (17)

1.一种直投式高粘沥青改性剂，按重量份计包括以下原料组分：
苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物：5～15份；优选为6～12份；
富芳油：5～15份；优选为6～12份；
高岭土：6~20份；优选为7～18份；
过渡金属氧化物：0.1～1份；优选为0.2～0.8份；
硫磺：0.5~2份；优选为0.8～1.6份；
硫化促进剂：0.2~1.5份；优选为0.3～1.2份。
2.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物结构为线型结构或星型结构的颗粒，嵌段比S/B为20/80~40/60。
3.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述的富芳油为一种富含芳烃的组分，源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油；所述富芳油中芳香烃的重量含量为40%～80%；优选糠醛精制抽出油、酚精制抽出油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述高岭土外观呈白色细腻的粉末状，主要矿物成分的晶体化学式为2SiO2·Al2O3·2H2O。
5.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物中，过渡金属为Ti、V、Mn、Fe、Cu、Ni中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述硫磺为纯度大于99.5wt%的淡黄色块状结晶或淡黄色粉末。
7.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述硫化促进剂为二硫化四甲基秋兰姆、硫化促进剂H、硫化促进剂ZBX、硫化促进剂NA-22、硫化促进剂CZ中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述SBS：富芳油：高岭土的重量比为1:0.5~2:1~4，优选为1:0.5~2:1.2~2。
9.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述过渡金属氧化物：硫磺：硫化促进剂的重量比为1:1~4:1~3；优选为1:2~3.5:1.2~2。
10.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述直投式高粘沥青改性剂的粒径为3~8 mm。
11.一种根据权利要求1~10任一所述的直投式高粘沥青改性剂的制备方法，其包括如下步骤：
（1）将SBS与富芳油加入混合容器中加热、搅拌后，再加入高岭土并拌合均匀，得到组分Ａ；
（2）将过渡金属氧化物与硫磺及硫化促进剂混合均匀后，得到组分Ｂ；
（3）将组分Ｂ缓慢加入到组分A中，并混合搅拌均匀，得到改性剂混合料C；
（4）将改性剂混合料Ｃ加入至螺杆挤出机中，经挤出、造粒，得到直投式高粘沥青改性剂。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中SBS与富芳油的混合温度为80~140℃，优选95~120℃。
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的高岭土及步骤（2）中所述的过渡金属氧化物、硫磺、硫化促进剂在混合时，均为固体粉末状，颗粒直径为20~100目。
14.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中组分Ａ与组分Ｂ混合搅拌的温度为100~160℃，优选为120~140℃；搅拌速度为300~500 rpm。
15.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述螺杆挤出机为单螺杆挤出机或双螺杆挤出机，优选双螺杆挤出机，长径比L/D为30:1~40:1；螺杆挤出机温度控制在120~160℃，螺杆转速为30～150 r/min；优选采用八个温度段操作，其中操作条件如下：一段为130～150℃；二段为135～155℃；三段为140～160℃；四段为140～160℃；五段为150～160℃；六段为150～160℃；七段为145～160℃；八段为150～160℃。
16.一种权利要求1~10任一所述的直投式高粘沥青改性剂的应用，其特征在于，所述直投式高粘沥青改性剂直接投入到热沥青中进行搅拌，即得到高粘度改性沥青。
17.根据权利要求16所述的应用，其特征在于，所述直投式高粘沥青改性剂投入至热沥青制备高粘度改性沥青的方法如下：将基质沥青在140~160℃条件下加热后，在搅拌条件下将所述直投式高粘沥青改性剂加入至热沥青中，其中以重量份计，所述直投式高粘沥青改性剂为10~25份，基质沥青为100份，两者混合后将加热温度调至160~190℃，持续搅拌0.5~3小时，搅拌速度为300~1000 rpm，得到高粘度改性沥青。
CN201811096464.1A 2018-09-20 2018-09-20 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法 Active CN110922769B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811096464.1A CN110922769B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811096464.1A CN110922769B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110922769A true CN110922769A (zh) 2020-03-27
CN110922769B CN110922769B (zh) 2022-09-09

Family

ID=69855283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811096464.1A Active CN110922769B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110922769B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111560153A (zh) * 2020-05-31 2020-08-21 山东高速集团有限公司创新研究中心 一种直投式性高粘韧性高黏度改性剂及其制备方法
CN114479485A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 一种超薄磨耗层沥青材料及其制备和应用
CN114806193A (zh) * 2022-03-16 2022-07-29 长安大学 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用
CN115960432A (zh) * 2023-01-17 2023-04-14 国路高科（北京）工程技术研究院有限公司 一种干法sbs改性剂、sbs改性沥青及其制备方法
CN116162360A (zh) * 2023-03-31 2023-05-26 新疆交建路友道路材料科技有限公司 一种高粘弹改性沥青的制备方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1339557A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 中国石油化工股份有限公司 一种提高储存稳定性的改性沥青制备方法
CN1472242A (zh) * 2002-07-30 2004-02-04 中国石油化工股份有限公司 一种稳定化的道路回收沥青改性再生剂及其制备方法
CN101942206A (zh) * 2010-10-20 2011-01-12 侯罡 沥青改性剂及其制备方法
CN102040848A (zh) * 2010-12-27 2011-05-04 路翔股份有限公司 以低芳香分含量石油沥青制得的sbs改性沥青及其制备方法
CN102093728A (zh) * 2010-12-31 2011-06-15 山西省交通科学研究院 高粘度改性沥青
CN102911507A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 江柳 一种复合沥青改性剂及其制备方法和应用方法
CN104513489A (zh) * 2015-01-07 2015-04-15 山西省交通科学研究院 一种用于sbs改性沥青的复合稳定剂
CN104710804A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 中国海洋石油总公司 一种sbs改性沥青及其制备方法
CN105842277A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 北京彤程创展科技有限公司 一种检测硫化活性剂活性的测试方法
CN106010405A (zh) * 2016-06-30 2016-10-12 青岛海蓝海洋复合功能材料科技有限公司 一种改进的用于地下结构的沥青材料
CN108003833A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 岳阳东方雨虹防水技术有限责任公司 一种自粘胶及其制备方法和抗污染型自粘沥青防水卷材
CN108587563A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 江苏西尔玛道路环保材料有限公司 一种沥青粘合剂及其制备方法和应用
CN109971195A (zh) * 2019-04-26 2019-07-05 西安公路研究院 一种改性沥青及其制备方法

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1339557A (zh) * 2000-08-18 2002-03-13 中国石油化工股份有限公司 一种提高储存稳定性的改性沥青制备方法
CN1472242A (zh) * 2002-07-30 2004-02-04 中国石油化工股份有限公司 一种稳定化的道路回收沥青改性再生剂及其制备方法
CN101942206A (zh) * 2010-10-20 2011-01-12 侯罡 沥青改性剂及其制备方法
CN102040848A (zh) * 2010-12-27 2011-05-04 路翔股份有限公司 以低芳香分含量石油沥青制得的sbs改性沥青及其制备方法
CN102093728A (zh) * 2010-12-31 2011-06-15 山西省交通科学研究院 高粘度改性沥青
CN102911507A (zh) * 2012-11-12 2013-02-06 江柳 一种复合沥青改性剂及其制备方法和应用方法
CN104513489A (zh) * 2015-01-07 2015-04-15 山西省交通科学研究院 一种用于sbs改性沥青的复合稳定剂
CN104710804A (zh) * 2015-03-17 2015-06-17 中国海洋石油总公司 一种sbs改性沥青及其制备方法
CN105842277A (zh) * 2016-03-30 2016-08-10 北京彤程创展科技有限公司 一种检测硫化活性剂活性的测试方法
CN106010405A (zh) * 2016-06-30 2016-10-12 青岛海蓝海洋复合功能材料科技有限公司 一种改进的用于地下结构的沥青材料
CN108003833A (zh) * 2017-11-30 2018-05-08 岳阳东方雨虹防水技术有限责任公司 一种自粘胶及其制备方法和抗污染型自粘沥青防水卷材
CN108587563A (zh) * 2018-05-16 2018-09-28 江苏西尔玛道路环保材料有限公司 一种沥青粘合剂及其制备方法和应用
CN109971195A (zh) * 2019-04-26 2019-07-05 西安公路研究院 一种改性沥青及其制备方法

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
冯明林 等: "高弹高粘沥青超薄磨耗层在道路改造工程中的应用", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技II辑》 *
李旭东 等: "糠醛抽出油对SBS改性沥青性能的影响", 《石油沥青》 *
沈金安: "《改性沥青与SMA路面》", 30 September 1999, 人民交通出版社 *
王正同 等: "直投式SBS改性剂路用性能研究", 《公路交通科技(应用技术版) 》 *
胡宏玖 等: "《非石棉垫片复合材料设计与性能》", 31 March 2006, 上海大学出版社 *
袁中玉 等: "基于硫化机理的直投式乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物改性沥青稳定剂配方", 《科学技术与工程》 *
赵世荣: "《液体聚合物密封材料》", 31 March 1980, 化学工业出版社 *
陈守明 等: "糠醛抽出油在SBS改性沥青中的应用研究", 《广州化工》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111560153A (zh) * 2020-05-31 2020-08-21 山东高速集团有限公司创新研究中心 一种直投式性高粘韧性高黏度改性剂及其制备方法
CN111560153B (zh) * 2020-05-31 2022-06-28 山东高速集团有限公司创新研究院 一种直投式性高粘韧性高黏度改性剂及其制备方法
CN114479485A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 中国石油化工股份有限公司 一种超薄磨耗层沥青材料及其制备和应用
CN114479485B (zh) * 2020-10-27 2023-01-10 中国石油化工股份有限公司 一种超薄磨耗层沥青材料及其制备和应用
CN114806193A (zh) * 2022-03-16 2022-07-29 长安大学 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用
CN115960432A (zh) * 2023-01-17 2023-04-14 国路高科（北京）工程技术研究院有限公司 一种干法sbs改性剂、sbs改性沥青及其制备方法
CN116162360A (zh) * 2023-03-31 2023-05-26 新疆交建路友道路材料科技有限公司 一种高粘弹改性沥青的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110922769B (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110922769B (zh) 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法
CN110922768B (zh) 直投式高粘沥青改性剂及其制备方法
CA2787959C (en) Polymer-modified asphalt with a crosslinking agent and methods of preparing
CN106800787B (zh) 一种高温耐储存高粘高弹改性沥青及其制备方法
CN100567399C (zh) 一种胶粉改性沥青及其加工方法
CN110183869B (zh) 一种沥青基防水卷材用沥青原料
CN103773009B (zh) 一种高粘度改性沥青的制备方法
CN107446364A (zh) 一种橡胶沥青及其制备方法
CN111286207A (zh) 一种温拌薄层罩面用改性沥青组合物及其制备方法
CN104693821A (zh) 一种采用直投式高粘附性改性剂的沥青混合料及制备方法
CN102993757B (zh) 一种稳定型复合改性沥青的制备方法
CN112592596A (zh) 基于低标号沥青的耐久性沥青及其制备方法
CN113563727A (zh) 一种改性橡胶沥青及其制备方法
CN104693823A (zh) 一种直投式高粘附性沥青混合料改性剂及制备方法
MX2011003155A (es) Sistema y metodo para la preparacion en alto rendimiento de cementos asfalticos modificados con caucho.
EP3612599B1 (en) Rubber composite and process for obtaining same
CN101173070B (zh) 粉状沥青混合料抗车辙外加剂的制备方法
CN114479485B (zh) 一种超薄磨耗层沥青材料及其制备和应用
CN114958017B (zh) 一种改性基质沥青及其制备方法
KR102218411B1 (ko) 용해 분산성이 뛰어난 다기능 아스팔트 개질재 조성물 및 이를 이용한 배수성 개질 아스팔트
JP4366309B2 (ja) アスファルト改質材、それを含むアスファルト混合物およびその製造方法
CN109486226B (zh) 一种存储性能稳定的橡胶沥青及其制备方法
CN113416423A (zh) 旧沥青路面冷拌再生用添加剂和旧沥青路面冷拌再生混合料
CN115461400A (zh) 用于制造改性粒状橡胶的低温方法
CN110713683A (zh) 一种直投式sbs改性沥青改性剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231030

Address after: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee after: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp.

Patentee after: Sinopec (Dalian) Petrochemical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 100728 No. 22 North Main Street, Chaoyang District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee before: CHINA PETROLEUM & CHEMICAL Corp.

Patentee before: DALIAN RESEARCH INSTITUTE OF PETROLEUM AND PETROCHEMICALS, SINOPEC Corp.

TR01 Transfer of patent right