CN111234439A - 一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于沥青改性技术领域，具体地，涉及一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂30~35份，高粘度主剂20~30份，丁苯橡胶10~15份，氧化锌1~5份，炭黑1~5份，玻璃纤维2~4份，高效增溶剂1~5份，抗氧化剂1~3份。其制备方法包括如下步骤：（1）称取苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。

Description

一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法
技术领域
本发明属于沥青改性技术领域，具体地，涉及一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法。
背景技术
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青。其中，煤焦沥青是炼焦的副产品，石油沥青是原油蒸馏后的残渣，天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。沥青路面主要包括以下使用性能：低温抗脆裂性能、高温抗车辙性能、耐久性和路面表面特性等。通常，这些性能的要求是相互制约和矛盾的，比如，增加了某一方面的性能同时就会降低另一方面的性能。例如我们想让沥青路面的高温抗车辙能力提高，就会采取增加集料数量，使用粗级配的集料，采用集料粒径较大的，适当使沥青用量减少等方法，但是这样的混合沥青有在低温的时候劲度大，具有较差的抗疲劳性，容易开裂的问题。可以通过沥青改性来克服这些矛盾，沥青经过改性，就能改善沥青的各项技术指标。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种高粘度高模量的沥青改性剂及其制备方法。
本发明所采用的技术方案：本发明提供了一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂30~35份，高粘度主剂20~30份，丁苯橡胶10~15份，氧化锌1~5份，炭黑1~5份，玻璃纤维2~4份，高效增溶剂1~5份，抗氧化剂1~3份。
进一步地，所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉45~50份；废旧PP 25~30份，废旧PE 25~30份，石油树脂或固体沥青5~10份，相容剂3~6份，硅烷偶联剂1~3份，高模量添加剂5~10份，稳定剂1~5份。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
进一步地，所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土，其粒径为10-100nm；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酯、酸酐、环氧树脂中的任意一种或几种。
进一步地，所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
进一步地，所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂16~19份，橡胶粉12~16份，固态松香6~9份，油酸酰胺10~14份，硬脂酸5~7份，增塑剂2~5份，硫磺1~3份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
进一步地，所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在130~150℃。
进一步地，所述高效增溶剂为硬脂酸或者聚乙烯-醋酸乙烯酯；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
进一步地，所述挤出造粒的温度为120~160℃。
本发明的有益效果是：
（1）本发明高粘度高模量的沥青改性剂，配方中含有高粘度主剂和高模量主剂进行复合改性，通过用其改性后的沥青可制得高粘度高模量沥青，一方面，能够提高沥青高温粘结性能、抗老化性能以及弹性恢复能力，改性后的沥青可以适用于防水粘结应力吸收层，能够有效地提高路面抗疲劳性能，延缓反射裂缝的产生；另一方面，能够提高改性沥青的模量、低温性能和稳定性，具有较强的抗车辙能力；（2）本发明高粘度高模量的沥青改性剂，易于在沥青中细化和匀化并保持物理化学稳定性，且易于加工，并且能够稳定分散于沥青中。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂30份，高粘度主剂30份，丁苯橡胶10份，氧化锌3份，炭黑2份，玻璃纤维4份，高效增溶剂4份，抗氧化剂1份。
进一步地，所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉45份；废旧PP 30份，废旧PE 27份，石油树脂或固体沥青8份，相容剂3份，硅烷偶联剂1份，高模量添加剂5份，稳定剂2份。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
进一步地，所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土，其粒径为10-100nm；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酯。
进一步地，所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
进一步地，所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂16份，橡胶粉16份，固态松香6份，油酸酰胺14份，硬脂酸5份，增塑剂2份，硫磺1份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二辛酯或。
进一步地，所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在130℃。
进一步地，所述高效增溶剂为硬脂酸；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
进一步地，所述挤出造粒的温度为130℃。
实施例2
一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂33份，高粘度主剂25份，丁苯橡胶12份，氧化锌2份，炭黑3份，玻璃纤维3份，高效增溶剂3份，抗氧化剂2份。
进一步地，所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉48份；废旧PP 27份，废旧PE 30份，石油树脂或固体沥青7份，相容剂4份，硅烷偶联剂2份，高模量添加剂8份，稳定剂4份。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
进一步地，所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土，其粒径为10-100nm；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酐。
进一步地，所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
进一步地，所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂17份，橡胶粉14份，固态松香7份，油酸酰胺12份，硬脂酸6份，增塑剂3份，硫磺2份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二辛酯。
进一步地，所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在130℃。
进一步地，所述高效增溶剂为硬聚乙烯-醋酸乙烯酯；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
进一步地，所述挤出造粒的温度为150℃。
实施例3
一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂35份，高粘度主剂20份，丁苯橡胶15份，氧化锌4份，炭黑4份，玻璃纤维2份，高效增溶剂5份，抗氧化剂3份。
进一步地，所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉50份；废旧PP 25份，废旧PE 25份，石油树脂或固体沥青9份，相容剂6份，硅烷偶联剂3份，高模量添加剂10份，稳定剂5份。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
进一步地，所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土，其粒径为10-100nm；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酯。
进一步地，所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
进一步地，所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂19份，橡胶粉12份，固态松香9份，油酸酰胺10份，硬脂酸7份，增塑剂4份，硫磺3份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
进一步地，所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在140℃。
进一步地，所述高效增溶剂为硬聚乙烯-醋酸乙烯酯；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
进一步地，所述挤出造粒的温度为140℃。
实施例4
一种高粘度高模量的沥青改性剂，由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂32份，高粘度主剂28份，丁苯橡胶13份，氧化锌5份，炭黑5份，玻璃纤维4份，高效增溶剂2份，抗氧化剂2份。
进一步地，所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉46份；废旧PP 29份，废旧PE 28份，石油树脂或固体沥青5份，相容剂5份，硅烷偶联剂2份，高模量添加剂6份，稳定剂1份。
进一步地，所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
进一步地，所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土，其粒径为10-100nm；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酯。
进一步地，所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
进一步地，所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂18份，橡胶粉15份，固态松香8份，油酸酰胺13份，硬脂酸6份，增塑剂5份，硫磺2份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二丁酯。
进一步地，所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在150℃。
进一步地，所述高效增溶剂为聚乙烯-醋酸乙烯酯；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
进一步地，所述挤出造粒的温度为160℃。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：由以下重量份的原料制成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、高模量主剂30~35份，高粘度主剂20~30份，丁苯橡胶10~15份，氧化锌1~5份，炭黑1~5份，玻璃纤维2~4份，高效增溶剂1~5份，抗氧化剂1~3份。
2. 根据权利要求1所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高模量主剂由以下重量份的原料制成：脱硫橡胶轮胎粉45~50份；废旧PP 25~30份，废旧PE 25~30份，石油树脂或固体沥青5~10份，相容剂3~6份，硅烷偶联剂1~3份，高模量添加剂5~10份，稳定剂1~5份。
3.根据权利要求2所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述相容剂为马来酸酐接枝SBS、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝聚乙烯的混合物。
4.根据权利要求2所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高模量添加剂为碳酸钙和有机膨润土；所述稳定剂为改性聚丙烯酸酯、酸酐、环氧树脂中的任意一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高模量主剂的制备方法，包括以下步骤：（A1）脱硫橡胶轮胎粉与硅烷偶联剂溶液一起放入搅拌釜中；在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌15min，停止搅拌，取出；在120℃下持续烘干30min；（A2）将废旧PP、废旧PE、石油树脂或固体沥青、相容剂、高模量添加剂和稳定剂与步骤A1所得粉末一起放入搅拌釜中，在常温、800rpm的搅拌速率下搅拌10min，取出，即得高模量主剂。
6.根据权利要求1所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高粘度主剂由以下重量份的原料制成：C5石油树脂16~19份，橡胶粉12~16份，固态松香6~9份，油酸酰胺10~14份，硬脂酸5~7份，增塑剂2~5份，硫磺1~3份；所述的增塑组分为邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求6所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高粘度主剂的制备方法为将C5石油树脂、橡胶粉、固态松香、油酸酰胺、硬脂酸、增塑剂和硫磺加入螺旋挤出机中挤出造粒，得高粘度主剂，挤出温度控制在130~150℃。
8.根据权利要求1所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂，其特征在于：所述高效增溶剂为硬脂酸或者聚乙烯-醋酸乙烯酯；所述抗氧化剂为对苯二胺类抗氧剂。
9.根据权利要求1所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）称取苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、高模量主剂、高粘度主剂、丁苯橡胶、高效增溶剂、抗氧化剂，依次加入搅拌装置中，室温下搅拌20min，制得混合料；（2）将混合料中加入氧化锌、炭黑、玻璃纤维，搅拌10min，然后采用双螺旋挤出机挤出造粒，制得高粘度高模量的沥青改性剂。
10.根据权利要求9所述的一种高粘度高模量的沥青改性剂的制备方法，其特征在于：所述挤出造粒的温度为120~160℃。
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