CN112375395A - 一种环保型smc温拌改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型SMC温拌改性沥青，它是由下述重量配比的组分制备的沥青：基质沥青85～97、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物10～65、橡胶油10～35、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物1.5～8.5、沥青胶1～20、环氧树脂5～30、油酸甲酯0.5～3.0、2,6‑二叔丁基对甲酚0.05～0.5、玄武岩纤维3～15、纳米氢氧化镁1.0～6.0。本发明通过玄武岩纤维、纳米氢氧化镁、油酸甲酯和环氧树脂等系列组分的配合，使沥青同时具有良好的节能减排、环保降耗、健康无害、耐磨耗、耐老化、耐高温车辙、耐低温开裂、抗紫外线、消烟阻燃等功能，使得SMC温拌改性沥青不仅能够温拌生产和温铺作业，实现在常温和零度以下低温气候条下便捷施工，有效提高沥青路面质量及有效延长沥青路面的使用寿命。

Description

一种环保型SMC温拌改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青领域，具体涉及一种环保型SMC温拌改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着经济的发展，基础设施建设比如道路、桥梁、隧道、铁路都是国家重点投资建设的民生工程，这些工程中90％以上都是沥青路面。沥青摊铺路面施工速度快、老化时间短、方便快捷、行车舒适性好、噪音低，在道路、桥梁、隧道的路面摊铺中广泛使用，但沥青是石油原油蒸馏后的残渣，极易发生燃烧，且在燃烧时会释放大量有毒、致癌性气体，对环境、人身安全、财产安全都有巨大威胁。
因此研究了许多改性沥青，目前改性沥青是通过胶体磨将SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)树脂磨成很细的微粒，与沥青物理混合的暂时稳定体系，容易发生离析，加入助剂可有效地改善SBS改性沥青的稳定性、延度、老化延度等。但从使用的情况来看，SBS改性沥青最易出现的质量问题往往是稳定性、延度及老化延度不达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型SMC温拌改性沥青及其制备方法，通过该制备方法制备的改性沥青，稳定性好、延展度好以及抗老化。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种环保型SMC温拌改性沥青，它是由下述重量配比的组分制备的沥青：基质沥青85～97、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物10～65、橡胶油10～ 35、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5～8.5、沥青胶1～20、环氧树脂5～ 30、油酸甲酯0.5～3.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.05～0.5、玄武岩纤维3～15、纳米氢氧化镁1.0～6.0。
本发明在传统的基质沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和环氧树脂中新增加了SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物、油酸甲酯、2,6-二叔丁基对甲酚、玄武岩纤维和纳米氢氧化镁，可提高沥青整体的稳定性好、延展性和抗老化能力。
本发明优先的各组分的重量配比是：基质沥青90～94、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物30～40、橡胶油15～20、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物 4.0～6.0、沥青胶10～15、环氧树脂15～20、油酸甲酯1.0～2.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.1～0.3、玄武岩纤维5～10、纳米氢氧化镁2.0～5.0。
本发明最佳的各组分的重量配比是：基质沥青92、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物35、橡胶油18、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5.0、沥青胶12、环氧树脂18、油酸甲酯1.5、2,6-二叔丁基对甲酚0.2、玄武岩纤维8、纳米氢氧化镁3.0。
基质沥青：基础沥青，如石油沥青、焦油沥青。
SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物：从废旧塑料、橡胶等甲基苯乙烯类高分子材料中提炼出来的甲基苯乙烯类嵌段共聚物，是改性沥青的主要成分之一。
橡胶油：环烷基橡胶油，能够增强橡胶的延展性、拉伸性等各项性能。
苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：可提高沥青的防水性、使用寿命、抗高温、耐老化等各项性能。
沥青胶：可提高耐水性、耐酸碱性及耐久性等各项性能。
环氧树脂：可提高冲击强度和抗剥、耐热性等各项性能。
油酸甲酯：用于作为表面活化剂和乳化剂。
2,6-二叔丁基对甲酚：作为合成剂。
玄武岩纤维，断裂强度高、耐温高、具有永久阻燃性。
纳米氢氧化镁，阻燃剂。
本发明还提供了一种环保型SMC温拌改性沥青的制备方法，它是由下述顺序的步骤：
(1)取SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入反应釜中，反应釜升温至30～50℃，加入环氧树脂和沥青胶，再升温至70～90℃，并在升温过程搅拌；搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为 10～15min；
(2)搅拌后待温度降至50～60℃，加入油酸甲酯、2,6-二叔丁基对甲酚和橡胶油，待反应釜自然降温，过程中并进行搅拌，搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为10～15min，待反应釜降至室温制备成改性剂；
(3)将基质沥青加热到100～120℃后加入步骤(2)制备的所述改性剂，以50～70r/min转速搅拌20～30分钟，冷却至常温后密封保存。
本发明通过玄武岩纤维、纳米氢氧化镁、油酸甲酯和环氧树脂的配合，使得SMC温拌沥青不仅能够对在温拌下起到施工的作用，同时能够使沥青还有良好的耐高温、抗紫外线的功能，防止由于沥青中含有大量的橡胶塑料物，在进一步提高沥青在常温环境中施工后，沥青的使用寿命。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种环保型SMC温拌改性沥青，其基质沥青采用110# 沥青。
按照下述配比称取原料(kg)：
基质沥青92、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物35、橡胶油18、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5.0、沥青胶12、环氧树脂18、油酸甲酯1.5、2,6-二叔丁基对甲酚0.2、玄武岩纤维8、纳米氢氧化镁3.0。
制备方法：
(1)取SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入反应釜中，反应釜升温至30～50℃，加入环氧树脂和沥青胶，再升温至70～90℃，并在升温过程搅拌；搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为 10～15min；
(2)搅拌后待温度降至50～60℃，加入油酸甲酯、2,6-二叔丁基对甲酚和橡胶油，待反应釜自然降温，过程中并进行搅拌，搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为10～15min，待反应釜降至室温制备成改性剂；
(3)将基质沥青加热到100～120℃后加入步骤(2)制备的所述改性剂，以50～70r/min转速搅拌20～30分钟，冷却至常温后密封保存。
实施例2
按照下述配比称取原料(kg)：
基质沥青90、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物30、橡胶油15、苯乙烯 -丁二烯-苯乙烯共聚物4.0、沥青胶10、环氧树脂15、油酸甲酯1.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.1、玄武岩纤维5、纳米氢氧化镁2.0。
实施例3
基质沥青94、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物40、橡胶油20、苯乙烯 -丁二烯-苯乙烯共聚物6.0、沥青胶15、环氧树脂20、油酸甲酯2.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.3、玄武岩纤维10、纳米氢氧化镁5.0。
实施例4
基质沥青88、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物25、橡胶油10、苯乙烯 -丁二烯-苯乙烯共聚物2.0、沥青胶8、环氧树脂10、油酸甲酯0.8、2,6-二叔丁基对甲酚0.06、玄武岩纤维3、纳米氢氧化镁1.0。
实施例5
基质沥青96、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物45、橡胶油25、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物8.0、沥青胶20、环氧树脂25、油酸甲酯4.0、2,6- 二叔丁基对甲酚0.6、玄武岩纤维15、纳米氢氧化镁8.0。
沥青混合料拌和温度110℃～140℃。摊铺及碾压温度90℃～110℃。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20—2011)中沥青混合料马歇尔实验测得其初始稳定度，其结果如表1所示。
表1：各实施例沥青测量的稳定度值
实施例 1 2 3 4 5
稳定度(kN) 5.2 4.3 4.1 3.5 4.7
通过上述数据可知，本实施例提供各个沥青稳定度较高。
还对本实施例提供的沥青经过燃烧试验，试验结果均未被燃烧，其阻燃性较好。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种环保型SMC温拌改性沥青，其特征在于它是由下述重量配比的组分制备的沥青：
基质沥青85～97、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物10～65、橡胶油10～35、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物1.5～8.5、沥青胶1～20、环氧树脂5～30、油酸甲酯0.5～3.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.05～0.5、玄武岩纤维3～15、纳米氢氧化镁1.0～6.0。
2.根据权利要求1所述的一种环保型SMC温拌改性沥青，其特征在于各组分的重量配比是：
基质沥青90～94、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物30～40、橡胶油15～20、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物4.0～6.0、沥青胶10～15、环氧树脂15～20、油酸甲酯1.0～2.0、2,6-二叔丁基对甲酚0.1～0.3。
3.根据权利要求1所述的一种环保型SMC温拌改性沥青，其特征在于各组分的重量配比是：
基质沥青92、SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物35、橡胶油18、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物5.0、沥青胶12、环氧树脂18、油酸甲酯1.5、2,6-二叔丁基对甲酚0.2。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种环保型SMC温拌改性沥青的制备方法，其特征在于它是由下述顺序的步骤：
(1)取SMC甲基苯乙烯类嵌段共聚物和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入反应釜中，反应釜升温至30～50℃，加入环氧树脂和沥青胶，再升温至70～90℃，并在升温过程搅拌；搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为10～15min；
(2)搅拌后待温度降至50～60℃，加入油酸甲酯、2,6-二叔丁基对甲酚和橡胶油，待反应釜自然降温，过程中并进行搅拌，搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为10～15min，待反应釜降至室温制备成改性剂；
(3)将基质沥青加热到100～120℃后加入步骤(2)制备的所述改性剂，以50～70r/min转速搅拌20～30分钟，冷却至常温后密封保存。
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