CN113248936A - 可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，所述组分及质量百分比如下：沥青70~83.5%、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物6~10%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂4~10%、芳香族多胺3~6%、十八水硫酸铝3%、卡洛安0.5~1%、炭黑0.05~0.1%。本发明有效降低高粘度改性沥青的生产温度及使用温度（160℃以下），可防止沥青在高温下老化，降低生产设备的技术要求，增加其混合料的运输半径及施工和易性，延长可施工时间、减少废料损失。

Description

可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高粘度改性沥青及制备方法，尤其是一种可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青及制备方法。

背景技术

排水降噪路面是由高粘度改性沥青混合骨料铺设而成，所用高粘度改性沥青混合骨料的结构特点是骨料接触面小，沥青接触水和空气的面积大，表层油面需要很强的耐磨性。目前，人们已认识到排水降噪路面具有良好的排水性、降噪性以及抗滑性，更利于行车安全及环境保护，因此排水降噪路面得到大量的推广使用。排水降噪路面的技术关键是高粘度改性沥青，现有高粘度改性沥青的常规制备方法是采用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）作为沥青改性剂，生产及使用过程中均需要采用高温加热（180~210℃）。中国专利公开号为CN 105838097A的发明专利公开了一种“一种高粘度沥青及其制备方法”，是将沥青原料、增粘剂、胶粉熔融混合……得到高粘度沥青，文中公开其需要将沥青加热至180℃加入增粘剂与橡胶粉（改性剂）。高温不仅容易使沥青老化，而且对生产设备亦提出了较高的要求，同时还降低了混合料的运输半径。如使用温度不能达到规定温度时，严重影响施工和易性、缩短可施工时间、增加废料损失。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青及制备方法。

本发明的技术解决方案是：一种可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，其特征在于所述组分及质量百分比如下：沥青70~83.5%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6~10%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂4~10%、芳香族多胺3~6%、十八水硫酸铝3%、卡洛安0.5~1%、炭黑0.05~0.1%。

一种上述的可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青的制备方法，依次按照如下步骤进行：

步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、卡洛安、炭黑按质量比加入到160℃的沥青中保温溶胀培育2小时，然后经过胶体磨研磨2个循环，制成160℃改性沥青保温待用；

步骤2：将低分子量二酚基丙烷环氧树脂预热至80℃，按质量比与160℃改性沥青混合均匀后降温至135~145℃，得到第一混溶物；

步骤3：将芳香族多胺预热至80℃，按照质量比加入第一混溶物中并于115~125℃混合均匀，得到第二混溶物；

步骤4：将十八水硫酸铝按质量比加入到第二混熔物中继续搅拌10分钟即可。

本发明是向基质沥青中添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物形成熔融状态的改性沥青，再向改性沥青中添加低分子量二酚基丙烷环氧树脂，利用低分子量二酚基丙烷环氧树脂在没有交联反应之前的线状特性，降低改性沥青体系的布氏粘度，同时利用低分子量二酚基丙烷环氧树脂中的极性官能团与沥青具有相似相容的作用，可进一步提高改性沥青体系的稳定性、改善苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物在沥青中分散、溶解的效果，可在160℃以下形成第一混溶物；随后添加的芳香族多胺可与低分子量二酚基丙烷环氧树脂在115~125℃条件下6~12个小时内完成交联反应，形成第二混溶物；最后加入的十八水硫酸铝可以在第二混溶物内部产生水蒸气泡，降低第二混熔物内部的摩擦力，进一步降低第二混熔物内部的布式粘度并促进低分子量热固性树脂与芳香族多胺的醚化反应。由于生产过程中逐步降低改性沥青体系的布式粘度，从而有效降低高粘度沥青的生产温度及使用温度（160℃以下），可防止沥青在高温下老化，降低生产设备的技术要求，增加其混合料的运输半径及施工和易性，延长可施工时间、减少废料损失。采用本发明得到的高粘度改性沥青混合料经过碾压、养生，其内部醚化反应完毕，不但含有由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物形成的热塑性弹体结构，其骨架空间还充斥着由碳-氧-氮键构成的热固型小弹体结构，可有效改善沥青的高温粘度及高温的抗变形能力，其中的卡洛安、炭黑可以提高其抗水害和耐磨性，最终改善了其混合料的各种性能。

具体实施方式

实施例1：

本发明的可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，所述组分及质量百分比如下：70号基质沥青79.45%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂6%、芳香族多胺5%、十八水硫酸铝3%、卡洛安0.5%、炭黑0.05%。

制备方法依次按照如下步骤进行：

步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、卡洛安、补强炭黑按质量比加入到160℃的沥青中保温溶胀培育2小时，然后经过胶体磨研磨2个循环，制成160℃普通改性沥青保温待用；

步骤2：将低分子量二酚基丙烷环氧树脂预热至80℃，按质量比与160℃普通改性沥青混合均匀后降温至145℃，得到第一混溶物；

步骤3：将芳香族多胺预热至80℃，按照质量比加入第一混溶物中并于125℃混合均匀，得到第二混溶物；

步骤4：将十八水硫酸铝按质量比加入到第二混熔物中继续搅拌10分钟即可。

实施例2：

本发明的可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，所述组分及质量百分比如下：70号基质沥青74.9%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物8%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂8%、芳香族多胺5%、十八水硫酸铝3%、卡洛安1%、补强炭黑0.1%。

制备方法依次按照如下步骤进行：

步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、卡洛安、炭黑按质量比加入到160℃的沥青中保温溶胀培育2小时，然后经过胶体磨研磨2个循环，制成160℃普通改性沥青保温待用；

步骤2：将低分子量二酚基丙烷环氧树脂预热至80℃，按质量比与160℃普通改性沥青混合均匀后降温至140℃，得到第一混溶物；

步骤3：将芳香族多胺预热至80℃，按照质量比加入第一混溶物中并于120℃混合均匀，得到第二混溶物；

步骤4：将十八水硫酸铝按质量比加入到第二混熔物中继续搅拌10分钟即可。

实施例3：

本发明的可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，所述组分及质量百分比如下：70号基质沥青70%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂10%、芳香族多胺6%、十八水硫酸铝3%、卡洛安0.95%、补强炭黑0.05%。

制备方法依次按照如下步骤进行：

步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、卡洛安、炭黑按质量比加入到160℃的沥青中保温溶胀培育2小时，然后经过胶体磨研磨2个循环，制成160℃普通改性沥青保温待用；

步骤2：将低分子量二酚基丙烷环氧树脂预热至80℃，按质量比与160℃普通改性沥青混合均匀后降温至135℃，得到第一混溶物；

步骤3：将芳香族多胺预热至80℃，按照质量比加入第一混溶物中并于115℃混合均匀，得到第二混溶物；

步骤4：将十八水硫酸铝按质量比加入到第二混熔物中继续搅拌10分钟即可。

本发明实施例1~3与进行实验，实验结果与现有技术（对比例）对比如下：

本发明对比例数据为本发明背景技术所述“一种高粘度沥青及其制备方法”所公开的最佳实验数据（样品6、样品12）。通过对比可以看出，本发明实施例1、2、3在生产1h后的软化点、粘度有利于其混合料的施工，养生3d后实施例1、2、3的最终指标完全高于对比文件的高粘度沥青。

Claims (2)

1.一种可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青，其特征在于所述组分及质量百分比如下：沥青70~83.5%、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物6~10%、低分子量二酚基丙烷环氧树脂4~10%、芳香族多胺3~6%、十八水硫酸铝3%、卡洛安0.5~1%、炭黑0.05~0.1%。

2.一种如权利要求1所述的可降低生产及使用温度的高粘度改性沥青的制备方法，其特征在于依次按照如下步骤进行：

步骤1：将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、卡洛安、炭黑按质量比加入到160℃的沥青中保温溶胀培育2小时，然后经过胶体磨研磨2个循环，制成160℃改性沥青保温待用；

步骤2：将低分子量二酚基丙烷环氧树脂预热至80℃，按质量比与160℃改性沥青混合均匀后降温至135~145℃，得到第一混溶物；

步骤3：将芳香族多胺预热至80℃，按照质量比加入第一混溶物中并于115~125℃混合均匀，得到第二混溶物；

步骤4：将十八水硫酸铝按质量比加入到第二混熔物中继续搅拌10分钟即可。