CN113429731A - 一种环保型沥青高黏度添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保型沥青高黏度添加剂及其制备方法,所述环保型沥青高黏度添加剂按质量份数包括:苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分40~85份、增容组分10~30份、高温黏度调节剂3~8份、增塑剂3~10份、抗老化组分0.3~3.0份、促进剂0.2~1.0份。所述环保型沥青高黏度添加剂的制备方法包括:将所述苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、所述增黏组分、所述增容组分、所述高温黏度调节剂、增所述塑剂、所述抗老化组分和所述促进剂在150℃~190℃的温度下混熔均匀后进行造粒,得所述环保型沥青高黏度添加剂。本发明能使高黏剂在沥青混合料中快速、均匀地熔融分散,还能有效地降低高黏剂在沥青混合料中拌和施工温度,并且本发明所用组分均属于环保无毒害材料。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程材料领域,尤其涉及一种环保型沥青高黏度添加剂及其制备方法。
背景技术
具有大空隙特征的排水沥青路面铺装因为具有抗滑性能高、噪声低、抑制水雾、防止水漂、减轻眩光等突出优点,已经成为了实现道路表面特性品质飞跃的最佳路面形式。但是,由于排水沥青混合料的空隙率较大,易受到水损和老化作用,会导致排水沥青路面存在耐久性差的问题,因此,胶结料必须具有高黏度特性,才能让排水沥青路面具有较好的耐久性和结构强度,其中,高黏度添加剂(简称高黏剂)是提升耐久性的有效途径之一。
为了确保高黏剂在沥青混合料中快速、均匀熔融分散,一般通过提高拌和时间与拌和温度来提高高黏剂在沥青中的分散性。《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T3350-03-2020)规定:间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于60s,其中干拌时间不应少于10s,矿料加热温度185℃~210℃。但是,通过提高拌和时间与拌和温度不仅耗能高、降低施工效率,而且会加速沥青老化,路面的长期耐久性会下降,同时,对于部分含有有害成分的高黏剂在施工过程通常会产生有害物质,影响环境质量和施工人员健康。
中国发明专利CN200910261678.4公开了一种高温重载道路排水性沥青混合料的添加剂及其制备方法,该发明的高温重载道路排水性沥青混合料的添加剂具有60℃黏度高,抗飞散、抗水损坏、耐老化好和抗车辙等特点,但其采用了2-巯基苯并噻唑促进剂。根据世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单,2-巯基苯并噻唑在2A类致癌物清单中,对人体健康存在一定的风险。
中国发明专利CN200710026773.7公开了一种高黏度改性沥青的生产工艺,该发明将100~140℃的基质沥青送入反应罐,并启动搅拌,再加入0.5~10%的糠醛抽出油及6~12%的SBS混融,将反应罐升温至170~200℃,反应时间100~160分钟;加入相当于基质沥青重量2~8‰的稳定剂,反应30~60分钟,稳定剂的组分按重量百分比为:硫磺40~60%、过氧化二异丙苯40~60%。该产品在60℃的黏度可达至30000Pa·s以上,但是,该工艺中所采用的稳定剂含40~60%的过氧化二异丙苯,过氧化二异丙苯遇热源或火源有爆炸危险,遇热或强酸分解放出易燃气体,可引起眼、皮肤和呼吸道刺激。
鉴于此,有必要提供一种环保型沥青高黏度添加剂及其制备方法,以解决或至少缓解上述技术缺陷。
发明内容
本发明的主要目的是提供了一种环保型沥青高黏度添加剂及其制备方法,旨在解决上述高黏剂在沥青混合料中难以熔融分散、因高温加热施工造成高耗能的现象、以及高黏剂中的组分造成环境污染的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供了一种环保型沥青高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分40~85份、增容组分10~30份、高温黏度调节剂3~8份、增塑剂3~10份、抗老化组分0.3~3.0份、促进剂0.2~1.0份;
其中,所述增黏组分包括碳五石油树脂和碳九石油树脂中的一种或多种;所述增容组分包括环烷基橡胶油和环保型芳烃油中的一种或多种;所述高温黏度调节剂包括合成蜡和硬酯酰胺中的一种或多种;所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯和苯二甲酸二丁酯中的一种或多种;所述促进剂包括硬酯酸钠和硬酯酸锌中的一种或多种。
进一步地,所述碳五石油树脂和所述碳九石油树脂的软化点为100℃~130℃。
进一步地,所述增容组分为环烷基橡胶油。
进一步地,所述合成蜡为费托蜡、聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、以及氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。
进一步地,所述合成蜡的熔点为80℃~120℃。
进一步地,所述高温黏度调节剂为聚乙烯蜡和硬酯酸酰胺的混合物。
进一步地,所述的抗老化剂为受阻酚类抗老化剂。
进一步地,所述抗老化剂为2,6-二叔丁基对甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、以及β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
进一步地,所述抗老化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
本发明还提供了一种如上述任意一项所述的环保型沥青高黏度添加剂的制备方法,包括:将所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、所述增黏组分、所述增容组分、所述高温黏度调节剂、增所述塑剂、所述抗老化组分和所述促进剂在150℃~190℃的温度下混熔均匀后进行造粒,得所述环保型沥青高黏度添加剂。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明能使高黏剂在沥青混合料中快速、均匀地熔融分散,还能有效地降低高黏剂在沥青混合料中拌和施工温度,并且本发明所用组分均属于环保无毒害材料;此外,通过将所述高温黏度调节剂与其他组分复配使用,能降低所述环保型沥青高黏度添加剂在120℃以上的黏度,提高所述环保型沥青高黏度添加剂在高温条件下的熔融分散性能,降低混合料的拌和施工温度,减少能耗和有害气体的挥发,具体地,通过高温黏度调节剂的引入能降低高黏度添加剂制备的高黏沥青混合料施工温度约10℃~20℃;通过将所述增容组分、所述增塑组分与其他组分复配使用,能够明显改善所述环保型沥青高黏度添加剂的低温韧性,而且能有效地降低掺所述环保型沥青高黏度添加剂的沥青混合料的拌和温度;通过将所述石油树脂与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与其他组分复配使用,能显著地提高所述环保型沥青高黏度添加剂在60℃的动力黏度等性能;通过引入所述抗老化剂,能有效改善高黏度添加剂制备的改性沥青的抗老化性能;通过将所述硬酯酸钠和/或所述硬酯酸锌加入到配方中,在密炼得过程中硬酯酸钠、硬酯酸锌会在高黏剂的表面形成界面层,还能防止颗粒之间出现黏结。
具体实施方式
下面将对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
需要说明,本发明实施方式中所有方向性指示(诸如上、下……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
并且,本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提供了一种环保型沥青高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分40~85份、增容组分10~30份、高温黏度调节剂3~8份、增塑剂3~10份、抗老化组分0.3~3.0份、促进剂0.2~1.0份;
其中,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(简称为SBS)为星型SBS或线型SBS或两者任意配比的混合物。
所述增黏组分包括碳五石油树脂和碳九石油树脂中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为碳五石油树脂和碳九石油树脂任意配比的混合物;需注意的是,所述碳五石油树脂和所述碳九石油树脂的软化点为100℃~130℃。
所述增容组分包括环烷基橡胶油和环保型芳烃油中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为环烷基橡胶油和环保型芳烃油任意配比的混合物;优选地,在具体配制过程中,所述增容组分可以为环烷基橡胶油。
所述高温黏度调节剂包括合成蜡和硬酯酰胺中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为合成蜡和硬酯酰胺任意配比的混合物;具体地,所述合成蜡为费托蜡、聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、以及氧化聚乙烯蜡中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为两种以上的上述物质以任意配比形成的混合物。应当注意的是,所述合成蜡的熔点为80℃~120℃;另外,作为实际应用过程中的一种选择,所述高温黏度调节剂可以为聚乙烯蜡和硬酯酸酰胺的混合物。
所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯和苯二甲酸二丁酯中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为两种以上的上述物质以任意配比形成的混合物;
所述的抗老化剂为受阻酚类抗老化剂;所述抗老化剂为2,6-二叔丁基对甲酚(抗氧化剂BHT)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧化剂1010)、以及β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为两种以上的上述物质以任意配比形成的混合物。进一步地,作为一种选择,所述抗老化剂可以为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
所述促进剂包括硬酯酸钠和硬酯酸锌中的一种或多种,即除了单独选用,还可以为硬酯酸钠和硬酯酸锌任意配比的混合物。
作为对上述实施方式的说明:
(1)上述实施方式中所采用的原材料均为环保无毒害材料;
(2)上述特定的高温黏度调节剂通过与其他组分复配使用,能降低所述环保型沥青高黏度添加剂在120℃以上的黏度,提高所述环保型沥青高黏度添加剂在高温条件下的熔融分散性能,降低混合料的拌和施工温度,减少能耗和有害气体的挥发;
(3)上述特定的增容组分、增塑组分通过与其他组分复配使用,能够明显改善所述环保型沥青高黏度添加剂的低温韧性,而且能有效地降低掺所述环保型沥青高黏度添加剂的沥青混合料的拌和温度;
(4)所述石油树脂与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物通过与其他组分复配使用,能显著地提高所述环保型沥青高黏度添加剂在60℃的动力黏度等性能;
(5)上述实施方式将所述硬酯酸钠和/或所述硬酯酸锌加入到配方中,在密炼得过程中硬酯酸钠、硬酯酸锌会在高黏剂的表面形成界面层,还能防止颗粒之间出现黏结。
本领域技术人员应当知道的是,上述实施方式中的所述环保型沥青高黏度添加剂作为沥青外掺添加剂,可用于湿法使用:将所述环保型沥青高黏度添加剂加入到沥青中制备得到高黏度添加剂改性沥青,改善沥青动力黏度、延度、软化点和弹性恢复等性能,用于排水沥青路面、超薄磨耗层和应力吸收层混合料;另外,所述环保型沥青高黏度添加剂也可直接用于干法使用:将所述环保型沥青高黏度添加剂加入矿料与沥青中制备得到高黏度添加剂改性沥青混合料,从而改善混合料的耐久性。
本发明还提供了一种如上述任意一项所述的环保型沥青高黏度添加剂的制备方法,包括:将所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、所述增黏组分、所述增容组分、所述高温黏度调节剂、增所述塑剂、所述抗老化组分和所述促进剂在150℃~190℃的温度下混熔均匀后进行造粒,得所述环保型沥青高黏度添加剂。
作为对所述环保型沥青高黏度添加剂的制备方法的详细描述,一种环保型沥青高黏度添加剂的制备方法具体可以按照如下方法制备:将所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、所述增黏组分、所述增容组分、所述高温黏度调节剂、所述增塑剂、所述抗老化组分、所述促进剂按设定比例在常温下进行充分混合均匀后,加入温度为150℃~190℃双螺杆挤出机中,熔融、混匀后挤出,控制螺杆转速为20~80转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得所述环保型沥青高黏度添加剂。
需知道的是,本发明中的所述环保型沥青高黏度添加剂还可以称为沥青高黏度添加剂、高黏度添加剂以及高黏剂。
为对上述实施方式有进一步地理解,现举例说明:
实施例1
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分40份、增容组分10份、高温黏度调节剂3份、增塑剂3份、抗老化组分0.3份、促进剂0.2份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司);增黏组分为碳九石油树脂(淄博鑫乐化工有限公司,软化点为120℃);增容组分为环烷基橡胶油(中国石油克拉玛依石化公司);高温黏度调节剂为50%硬酯酸酰胺(淄博鑫荣化工科技有限公司)和50%聚丙烯蜡TS-5116(南京天诗新材料科技有限公司,熔点为110℃);增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(济南汇锦川化工有限公司);抗老化剂为2,6-二叔丁基-对甲酚(南京宁康化工有限公司);促进剂为硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为140℃,第二混炼段温度控制为190℃,挤出速度为50转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
实施例2
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分85份、增容组分30份、高温黏度调节剂8份、增塑剂10份、抗老化组分3份、促进剂1份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为星型SBS道改2#4303-2(中国石化集团巴陵石化分公司);增黏组分为碳五石油树脂(濮阳市恒泰石油化工有限公司,软化点为130℃);增容组分为环保型芳烃油(淄博广懿石油化工有限公司);高温黏度调节剂为20%硬酯酸酰胺(淄博鑫荣化工科技有限公司)和80%聚乙烯蜡H100(青岛海昊化工有限公司,熔点为100℃);增塑剂为对苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司);抗老化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧化剂1010)(德国巴斯夫公司Irganox1010);促进剂为硬酯酸钠(常州中耀精细化工有限公司)。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为160℃,第二混炼段温度控制为180℃,挤出速度为30转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得沥青高黏度添加剂。
实施例3
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分55份、增容组分15份、高温黏度调节剂5份、增塑剂5份、抗老化组分0.5份、促进剂0.4份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为40%线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司)和60%星型SBS道改2#4303-2(中国石化集团巴陵石化分公司)的混合物;增黏组分为30%的碳九石油树脂(淄博鑫乐化工有限公司,软化点为120℃)和70%的碳五石油树脂(濮阳市恒泰石油化工有限公司,软化点为130℃)的混合物;增容组分为30%环烷基橡胶油(中国石油克拉玛依石化公司)和70%环保型芳烃油(淄博广懿石油化工有限公司)的混合物;高温黏度调节剂为20%硬酯酸酰胺(淄博鑫荣化工科技有限公司)、80%乙烯-乙酸乙烯共聚蜡EVA3(德国巴斯夫公司,熔点为95℃);增塑剂为对苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司,工业级);抗老化剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076(德国巴斯夫公司Irganox 1076);促进剂为20%硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)和80%硬酯酸钠(常州中耀精细化工有限公司)的混合物。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为160℃,第二混炼段温度控制为180℃,挤出速度为20转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
实施例4
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分75份、增容组分25份、高温黏度调节剂7份、增塑剂8份、抗老化组分2.5份、促进剂0.9份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物为80%线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司)和20%星型SBS道改2#4303-2(中国石化集团巴陵石化分公司)的混合物;增黏组分为80%的碳九石油树脂(淄博鑫乐化工有限公司,软化点为120℃)和20%的碳五石油树脂(濮阳市恒泰石油化工有限公司,软化点为130℃)的混合物;增容组分为70%环烷基橡胶油(中国石油克拉玛依石化公司)和30%环保型芳烃油(淄博广懿石油化工有限公司)的混合物;高温黏度调节剂为70%硬酯酸酰胺(淄博鑫荣化工科技有限公司)、30%乙烯-乙酸乙烯共聚蜡EVA3(德国巴斯夫公司,熔点为95℃);增塑剂为对苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司,工业级);抗老化剂为50%的四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗氧化剂1010)(德国巴斯夫公司Irganox 1010)和50%的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯(抗氧剂1076)(德国巴斯夫公司Irganox 1076)的混合物;2,6-二叔丁基-对甲酚(南京宁康化工有限公司);促进剂为70%硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)和30%硬酯酸钠(常州中耀精细化工有限公司)的混合物。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为165℃,第二混炼段温度控制为180℃,挤出速度为80转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
上述实施例1-4中的高黏度添加剂的技术指标如下表所示:
指标 | 单位 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
单粒颗粒质量 | g | 0.022 | 0.024 | 0.021 | 0.020 |
密度 | g/cm<sup>3</sup> | 0.978 | 0.976 | 0.975 | 0.978 |
熔融指数 | g/10min | 2.1 | 6.6 | 5.6 | 6.6 |
通过上述实施例1-4中的高黏度添加剂制备出的高黏度添加剂改性沥青的技术指标如下表所示:
注:采用SBS改性沥青,沥青:高黏度添加剂=92:8。
实施例5
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分60份、增容组分18份、高温黏度调节剂6份、增塑剂7份、抗老化组分1.5份、促进剂0.6份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司);增黏组分为碳九石油树脂(宁波恒河材料科技有限公司,软化点为115℃);增容组分为环烷基橡胶油(浙江康力博能源科技有限公司);高温黏度调节剂为40%硬酯酸酰胺(海门市华龙油酯助剂厂)、30%聚乙烯蜡H100(青岛海昊化工有限公司,熔点为100℃)和30%费托精制蜡(内蒙古伊泰石油化工有限公司,熔点96℃);增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司);抗老化剂为2,6-二叔丁基-对甲酚(南京宁康化工有限公司);促进剂为硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为160℃,第二混炼段温度控制为190℃,挤出速度为50转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
对比例1
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分60份、增容组分18份、高温黏度调节剂6份、增塑剂7份、抗老化组分0份、促进剂0.6份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司);增黏组分为碳九石油树脂(宁波恒河材料科技有限公司,软化点为115℃);增容组分为环烷基橡胶油(浙江康力博能源科技有限公司);高温黏度调节剂为40%硬酯酸酰胺(海门市华龙油酯助剂厂)、30%聚乙烯蜡H100(青岛海昊化工有限公司,熔点为100℃)和30%费托精制蜡(内蒙古伊泰石油化工有限公司,熔点96℃);增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司);促进剂为硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、高温黏度调节剂、增塑剂、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为160℃,第二混炼段温度控制为190℃,挤出速度为50转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
对比例2
一种高黏度添加剂,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分60份、增容组分18份、高温黏度调节剂0份、增塑剂7份、抗老化组分1.5份、促进剂0.6份。
其中,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物采用线型SBS-YH791H(中国石化集团巴陵石化分公司);增黏组分为碳九石油树脂(宁波恒河材料科技有限公司,软化点为115℃);增容组分为环烷基橡胶油(浙江康力博能源科技有限公司);增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯(山东朗泰化工有限公司);抗老化剂为2,6-二叔丁基-对甲酚(南京宁康化工有限公司);促进剂为硬酯酸锌(山东卓基化工科技有限公司)。
一种高黏度添加剂的制备方法,包括:将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、增黏组分、增容组分、增塑剂、抗老化组分、促进剂各组分按比例加入双螺杆挤出机中进行炼段,第一混炼段温度控制为160℃,第二混炼段温度控制为190℃,挤出速度为50转/分钟,对挤出物进行水下冷却,并利用切粒机切割造粒,对切粒机产物依次进行脱水、筛分、风送、干燥后即得高黏度添加剂。
上述实施例5、以及对比例1-2中的高黏度添加剂的技术指标如下表所示:
指标 | 单位 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 |
单粒颗粒质量 | g | 0.023 | 0.022 | 0.025 |
密度 | g/cm<sup>3</sup> | 0.977 | 0.976 | 0.976 |
熔融指数 | g/10min | 6.3 | 6.4 | 1.9 |
通过上述实施例5、以及对比例1-2中的高黏度添加剂制备出的高黏度添加剂改性沥青的技术指标如下表所示:
注:本试验采用同一SBS改性沥青,沥青:高黏度添加剂=92:8。
通过将对比例1与实施例5相比,由于对比例1缺乏特定的抗老化剂组分,对比例1所对应的高黏度添加剂改性沥青的抗老化性能(RTFOT残留物质量变化率)为-0.268%,超出了《沥青混合料改性添加剂第2部分:高黏度添加剂》(JT/T860.2-2013)中规定的≤0.2%的要求。
通过将对比例2与实施例5相比,由于对比例2缺乏特定的高温黏度调节剂,对比例2所对应的高黏度添加剂改性沥青的高温黏度大幅增加,170℃黏度超出《沥青混合料改性添加剂第2部分:高黏度添加剂》(JT/T860.2-2013)中规定的≤3Pa·s的要求。通过试验还发现,特定高温黏度调节剂的引入能降低高黏度添加剂制备的改性沥青施工温度约10℃~20℃。
综上对比分析认为,高温黏度调节剂的加入能有效地降低高黏度添加剂制备的改性沥青的拌和施工温度,抗老化剂的加入能有效改善高黏度添加剂制备的改性沥青的抗老化性能。
本发明的上述技术方案中,以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的技术构思下,利用本发明说明书所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
Claims (10)
1.一种环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,按质量份数包括:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物100份、增黏组分40~85份、增容组分10~30份、高温黏度调节剂3~8份、增塑剂3~10份、抗老化组分0.3~3.0份、促进剂0.2~1.0份;
其中,所述增黏组分包括碳五石油树脂和碳九石油树脂中的一种或多种;所述增容组分包括环烷基橡胶油和环保型芳烃油中的一种或多种;所述高温黏度调节剂包括合成蜡和硬酯酰胺中的一种或多种;所述增塑剂包括对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯和苯二甲酸二丁酯中的一种或多种;所述促进剂包括硬酯酸钠和硬酯酸锌中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述碳五石油树脂和所述碳九石油树脂的软化点为100℃~130℃。
3.根据权利要求1所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述增容组分为环烷基橡胶油。
4.根据权利要求1所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述合成蜡为费托蜡、聚乙烯蜡、乙烯-乙酸乙烯共聚蜡、以及氧化聚乙烯蜡中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述合成蜡的熔点为80℃~120℃。
6.根据权利要求5所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述高温黏度调节剂为聚乙烯蜡和硬酯酸酰胺的混合物。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述的抗老化剂为受阻酚类抗老化剂。
8.根据权利要求7所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述抗老化剂为2,6-二叔丁基对甲酚、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、以及β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的环保型沥青高黏度添加剂,其特征在于,所述抗老化剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
10.一种如权利要求1-9任意一项所述的环保型沥青高黏度添加剂的制备方法,其特征在于,包括:将所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、所述增黏组分、所述增容组分、所述高温黏度调节剂、增所述塑剂、所述抗老化组分和所述促进剂在150℃~190℃的温度下混熔均匀后进行造粒,得所述环保型沥青高黏度添加剂。
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