CN113004709A - 化学改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种化学改性沥青及其制备方法，该化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热至熔融，加入二对甲基卞叉山梨醇，反应结束后加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全；或将石油沥青加热至熔融，加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全，然后加入二对甲基卞叉山梨醇；后加入填料，搅拌均匀即得。该化学改性沥青的制备方法，通过提供晶核促进沥青中胶质，即树脂质的结晶，从而提高沥青的热变形温度，并提高改性沥青加工温度下分子间的流动性，可得到耐高低温性能优异、体系粘度较低的化学改性沥青。

Description

化学改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于沥青技术领域，具体涉及一种化学改性沥青及其制备方法。
背景技术
沥青具有良好的胶结性、塑性、憎水性、不透水性和不导电性，对酸、碱、盐等侵蚀性液体或气体的作用有较高的稳定性。由沥青为基础材料制成的防水卷材广泛应用于道路桥梁和建筑防水等领域，是一种重要的材料。但沥青的温度稳定性差，热流冷脆的缺点太过明显，目前通用的做法是利用热塑性橡胶SBS、SIS等或热塑性聚烯烃APA、APP等与沥青进行共混改性，得到的改性沥青具有较宽的温度适应性，并被制作成改性沥青防水卷材应用于建筑防水工程。然而，采用橡胶材料改性，低温性能得到很大改善，耐热性提升有限；采用热塑性聚烯烃材料改性，耐热性得到很大改善，但低温性能提高有限。并且采用这些高分子聚合物对沥青进行改性，体系粘度上升明显，使得沥青的加工性能明显下降。要获得同时具备优异的耐低温、耐高温性能的改性沥青防水材料，需要同时加入上述两类改性材料，这样就使得改性沥青的体系粘度过大，加工使用困难，能耗大；且存在改性沥青稳定性显著降低的问题。
为了改善上述缺陷，目前一般采用对沥青进行物理兼化学改性的方法。传统的化学改性剂，包括有机或无机化学改性剂，如ZnCl2、硫磺、丙烯马来酸酐共聚物等。ZnCl2改性虽然能提高沥青的耐热度，但严重削弱了改性沥青的低温性能，并且ZnCl2具有较强的腐蚀性。采用硫磺改性也能提升沥青的耐热性，但提升有限，且沥青粘度上升较大，对后续加工使用不利；同时，硫磺在改性沥青的高温条件下易产生有毒气体。而目前采用较多的丙烯马来酸酐共聚物改性沥青对耐热度的提升也有限，并且添加量较大，一般为2～3％。对于降低改性沥青体系粘度的方法一般是加入聚乙烯蜡等，但它对沥青耐热性提升作用不大。
因此，现有技术中，改性得到的石油沥青的高低温性能和体系粘度低无法兼顾。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种化学改性沥青的制备方法，该制备方法可得到一种易加工的耐高低温性能好、体系粘度低的化学改性沥青。
本发明的第二个目的是提供一种化学改性沥青。
为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：将石油沥青加热熔融，加入二对甲基卞叉山梨醇，反应结束后加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全；或将石油沥青加热至熔融，加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全，然后加入二对甲基卞叉山梨醇；后加入填料，搅拌均匀即得。
进一步地，所述二对甲基卞叉山梨醇与所述石油沥青的质量比为0.15:50～0.3:50。
进一步地，加入所述相容剂后升温至170～180℃，再加入所述SBS橡胶和SIS橡胶。
进一步地，所述SBS橡胶与石油沥青的质量比为5:50～10:50，SIS橡胶与石油沥青的质量比为2.5:50～8:50。
进一步地，加入所述SBS橡胶和SIS橡胶，保持温度180～190℃，熔融2～3h至溶胀完全。
进一步地，所述相容剂为环烷油，相容剂与石油沥青的质量比为5:50～12:50。
进一步地，所述石油沥青为70#石油沥青、90#石油沥青或110#石油沥青中的一种或几种。
进一步地，所述石油沥青加热至160～170℃熔融，加入二对甲基卞叉山梨醇反应20～30min。
进一步地，所述填料为滑石粉或重质碳酸钙，填料与石油沥青的质量比为7.5:50～25:50。
上述化学改性沥青的制备方法制备得到的化学改性沥青。
本发明的有益效果：
本发明的化学改性沥青的制备方法，通过提供晶核促进沥青中胶质，即树脂质的结晶，从而提高沥青的热变形温度，并提高改性沥青加工温度下分子间的流动性，可得到耐高低温性能优异、体系粘度较低的化学改性沥青。二对甲基卞叉山梨醇，可以大幅度提高沥青的软化点，并降低改性沥青高温下的粘度。调整二对甲基卞叉山梨醇的添加量，可以得到不同软化点的沥青。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例作进一步说明。
实施例1
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的90#石油沥青加热熔融，保持温度170℃，加入二对甲基卞叉山梨醇0.5kg，搅拌反应30min，之后加入20kg的环烷油，升温至180℃，边搅拌边加入10kg的SBS橡胶和10kg的SIS橡胶，保温190℃熔融2h至溶胀完全，之后加入20kg的滑石粉，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
实施例2
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的90#石油沥青加热熔融，保持温度160℃，加入二对甲基卞叉山梨醇0.4kg，搅拌反应40min，之后加入20kg的环烷油，升温至170℃，边搅拌边加入12kg的SBS橡胶、8kg的SIS橡胶，保温180℃，熔融3h至溶胀完全，之后加入15kg的滑石粉，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
实施例3
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的90#石油沥青加热熔融，保持温度170℃，加入二对甲基卞叉山梨醇0.3kg，搅拌反应40min，之后加入15kg的环烷油，升温至180℃，边搅拌边加入10kg的SBS橡胶、5kg的SIS橡胶，熔融3h至溶胀完全，之后加入30kg的滑石粉，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
实施例4
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的70#石油沥青加热熔融后，加入15kg的环烷油，升温至180℃，边搅拌边加入10kg的SBS橡胶、10kg的SIS橡胶，熔融2h至溶胀完全，之后加入二对甲基卞叉山梨醇0.3kg，搅拌反应40min，然后加入20kg的滑石粉，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
实施例5
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的90#石油沥青加热熔融，保持温度160℃，加入10kg的环烷油，升温至170℃，搅拌加入12kg的SBS橡胶、8kg的SIS橡胶，熔融2h至溶胀完全，之后加入二对甲基卞叉山梨醇0.4kg，搅拌反应30min，然入10kg的重质碳酸钙，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
实施例6
本实施例的化学改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将100kg的110#石油沥青加热熔融，保持温度160℃，加入20kg的环烷油，升温至170℃，搅拌加入15kg的SBS橡胶、5kg的SIS橡胶，熔融2h至溶胀完全，之后加入二对甲基卞叉山梨醇0.5kg，搅拌反应40min，然后加入20kg的重质碳酸钙，搅拌均匀，即得化学改性沥青。
本实施例的化学改性沥青，即由采用本实施例的化学改性沥青的制备方法制备而得。
试验例
测定实施例1-6的石油沥青初始软化温度以及改性后得到的化学改性沥青的软化温度，
结果如表1所示。
表1实施例1-6的石油沥青初始软化温度以及改性后得到的化学改性沥青的软化温度
Figure BDA0002988248310000041

Claims (10)

1.化学改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石油沥青加热熔融，加入二对甲基卞叉山梨醇，反应结束后加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全；或将石油沥青加热至熔融，加入相容剂并升温，之后加入SBS橡胶和SIS橡胶，熔融至溶胀完全，然后加入二对甲基卞叉山梨醇；后加入填料，搅拌均匀即得。
2.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述二对甲基卞叉山梨醇与所述石油沥青的质量比为0.15:50～0.3:50。
3.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，加入所述相容剂后升温至170～180℃，再加入所述SBS橡胶和SIS橡胶。
4.根据权利要求1或3所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述SBS橡胶与石油沥青的质量比为5:50～10:50，SIS橡胶与石油沥青的质量比为2.5:50～8:50。
5.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，加入所述SBS橡胶和SIS橡胶，保持温度180～190℃，熔融2～3h至溶胀完全。
6.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述相容剂为环烷油，相容剂与石油沥青的质量比为5:50～12:50。
7.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述石油沥青为70#石油沥青、90#石油沥青或110#石油沥青中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述石油沥青加热至160～170℃熔融，加入二对甲基卞叉山梨醇反应20～30min。
9.根据权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于，所述填料为滑石粉或重质碳酸钙，填料与石油沥青的质量比为7.5:50～25:50。
10.如权利要求1所述的化学改性沥青的制备方法制备得到的化学改性沥青。
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