CN114230968B - 一种浅色环氧净味沥青及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种浅色环氧净味沥青及其制备方法和应用，以质量份数计，该浅色环氧净味沥青由以下原料制成：30份‑35份环烷油、60‑65份碳九石油树脂、5‑10份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、4‑8份苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯共聚物和10‑15份E44环氧树脂。发明通过合理的组分制备出了比普通浅色沥青颜色更加透明和性能更加优异的环氧浅色沥青，将环氧浅色沥青与反光能力较强的白色填料进行搭配制备一种高亮度的沥青混凝土。

Description

一种浅色环氧净味沥青及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，涉及一种浅色环氧净味沥青及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国道路行业的蓬勃发展，公路网已经在崇山峻岭地区延伸，提高隧道内行车安全是亟待的问题，提高隧道路面的亮度是解决行车安全的重要措施之一，隧道路面的亮度提高既可以提高行车视距，也可以降低隧道内的照明费用。由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、噪音较低等优点，目前广泛被应用于隧道路面，但黑色的沥青路面必然导致隧道内路面亮度较低，降低了行车安全性；水泥路面较高的亮度，但是水泥路面会存在平整度较低、行车舒适性较差、养护困难等问题。目前，我国隧道路面应用最多的是沥青混凝土路面，如何提高隧道内沥青路面的亮度是目前道路工作者亟待解决的问题。因此，部分道路工作者将较亮的彩色沥青路面如：黄色和红色应用于隧道内，利用彩色本身较亮的特性提高了隧道路面的亮度，增强了路面行车诱导性，但这种混合料在拌合生产过程中会产生较大的味道，影响隧道内施工环境。提高隧道路面亮度的关键难题是开发一种性能优异的浅色环氧净味沥青。制备浅色沥青主要有两种方式：一种是通过对普通黑色沥青进行脱质，可以得到浅色沥青胶结；一种是选择石油化工产品通过高速剪切混合得到一种合成浅色沥青胶结料。目前，大多数选择将不同的石油产品通过物理混合制备浅色沥青，通过与不同的颜料制备出彩色沥青混凝土。然而，并没有制备出可以用于制备浅色沥青混凝土的浅色沥青。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种浅色环氧净味沥青及其制备方法和应用，利用本发明的沥青制备出比普通浅色沥青颜色更加透明和性能更加优异的环氧浅色沥青。

本发明采用的技术方案如下：

一种浅色环氧净味沥青，以质量份数计，由以下原料制成：

30份-35份环烷油、60-65份碳九石油树脂、5-10份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、4-8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和10-15份E44环氧树脂。

优选的，以质量百分数计，环烷油中：饱和烃含量为87％～93.％，芳烃含量为6.％～12％，沥青质含量0～0.5％。

本发明如上所述浅色环氧净味沥青的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，将碳九石油树脂150-160℃条件加热均匀，之后加入石化产物并拌和均匀，得到混合物A；

步骤2，将混合物A加热至165-170℃，加热过程中向混合物A加入乙烯-醋酸乙烯树脂并混合均匀，得到混合物B；

步骤3，在165-170℃下，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入混合物B中并搅拌均匀，得到混合物C；

步骤4，将混合物C于165-170℃下保温2-2.5小时，之后加入E44环氧树脂并于165-170℃条件下搅拌均匀，得到所述浅色环氧净味沥青。

优选的，步骤1中，将碳九石油树脂150-160℃条件加热均匀的时间为15-20分钟。

优选的，步骤1中，利用高速剪切机以2500-3000rad/min的速率将碳九石油树脂与石化产物拌和均匀，拌和时间为20-30分钟。

优选的，步骤2中，利用高速剪切机以3500-4000rad/min的速率将混合物A与乙烯-醋酸乙烯树脂搅拌均匀，剪切时间为25-35分钟。

优选的，步骤3中，利用高速剪切机以4500-5000rad/min的速率将混合物B与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物搅拌均匀，剪切时间为25-30分钟。

优选的，步骤4中，利用扇叶型搅拌机将混合物C与E44环氧树脂在转速为400-500rad/min下搅拌10-15分钟，搅拌完成后得到所述浅色环氧净味沥青。

本发明如上所述浅色环氧净味沥青的应用，所述浅色环氧净味沥青用于制备沥青混凝土。

一种沥青混凝土，该沥青混凝土的沥青原料采用本发明如上所述浅色环氧净味沥青。

本发明具有如下有益效果：

本发明的有益效果简化了制备工艺，提高了环氧浅色沥青的高温稳定性，使其具有较好的抗车辙性能；其主要作用是提高环氧浅色沥青的流动性，从而降低了混合料的拌和温度，降低了浅色沥青中石油树脂在拌和过程中产生的刺激性气味。结合浅色环氧沥青混凝土的制备流程可知，未加E44环氧树脂之前，浅色沥青的拌和温度为170℃，该温度条件下浅色沥青中的石油树脂会产生大量的刺激性气味；加入环氧树脂之后浅色沥青的拌和温度可降到120℃，该温度条件下石油树脂不会产生大量的刺激性气味。最后，本发明与白色填料和固化剂混合使用时即可以改善环氧浅色沥青混凝土的各项路用性能要求，也可以充分显示填料的白色。因为，E44环氧树脂与固化剂搭配使用生生固化产物会提高浅色环氧沥青混凝土的路用性能。本发明可以用于制备浅色的环氧沥青混凝土。

附图说明

图1是本发明浅色环氧净味沥青的制备工艺流程图。

图2(a)是本发明实施例1浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件与普通石油沥青制成的马歇尔试件示意图；图2(b)是本发明实施例1制备的浅色环氧净味沥青与普通石油沥青制成的车辙板试件示意图。

图3(a)是本发明实施例2浅色环氧净味沥青制成的车辙板试件示意图；图3(b)是本发明实施例2浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件示意图。

图4(a)是本发明实施例3浅色环氧净味沥青制成的车辙板试件示意图；图4(b)是本发明实施例3浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件示意图。

图中，1-本发明实施例1浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件，2-普通石油沥青制成的马歇尔试件，3-本发明实施例1浅色环氧净味沥青制成的车辙板试件，4-普通石油沥青制成的马歇尔试件车辙板试件。

具体实施方式

上述对本发明做了详细说明，下问将结合说明图和最优实施例做进一步的说明。应当表明，最优实施例仅仅是本发明的一种实施例，本发明的实施例并不局限于此。在最优实施例的基础更改组分的质量份数仍属于本发明。

本发明的提供一种可以用于制备浅色沥青混凝土的高性能环氧浅色沥青，通过与白色填料和固化剂联合使用，制备出一种浅色沥青混凝土。将浅色沥青混凝土应用于隧道路面即可以保障与普通沥青路面相同的行车舒适性，也可以提高行车视距和降低隧道内部的灯光照明费用。与普通浅色沥青相比，本发明通过合理的组分制备出了比普通浅色沥青颜色更加透明和性能更加优异的环氧浅色沥青。将环氧浅色沥青与反光能力较强的白色填料进行搭配制备一种高亮度的沥青混凝土。

具体的，以质量份数计，本发明浅色环氧净味沥青的原料包括：石化产物30-35份，碳九石油树脂60-65份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5-10份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物4-8份，E44环氧树脂10-15份。

本发明采用的石化产物是环烷基原油按照馏分特性得到的一种高温和常温颜色较浅的填充油，是一种以环烷分为主要成分的石油馏分，其中，以质量百分数计，环烷油的各成分的组成比例如下：饱和烃含量87％～93.％，芳烃含量6.％～12％，沥青质含量0～0.5％。

本发明的环烷油与常规浅色沥青所选用的芳烃油有区别，以下介绍了的具体性质。

(1)环烷油：石油副产品的种类不同其所包含的成分组成也不相同，本发明下述实施例中采用的环烷油由中，通过试验数据，以质量百分数计，选择的基础油成分中含有：饱和烃含量为85％，芳香烃含量为14.5％，沥青质含量为0.5％。作为制备浅色沥青胶结料的主要原材料，必须选择与高分子聚合物具有较好的相容性，改善橡胶的弹性和柔韧性。

(2)碳九石油树脂：树脂在浅色沥青胶结料中的主要作用是大幅提高其粘附性，树脂与基础油结合之后通过石料表面的空隙进入内部，从而与石料之间的粘结力增加。除此之外，浅色沥青胶结料在使用过程中应该具有较好的稳定性，内聚力在不同环境条件下的变化应该保持最初的效果。同时，依据沥青四组分原理，树脂用于增加了浅色沥青胶结料的重质组分，提高其高温稳定性。

(3)乙烯-醋酸乙烯树脂：本发明在制备浅色沥青的过程选择碳九石油树脂和乙烯-醋酸乙烯树脂作为重质组分，单一的碳九石油树脂不能满足浅色沥青的高温性能和弹性要求，本发明采用的乙烯-醋酸乙烯树脂可以提高浅色沥青的分子量从而改善树脂与改性剂之间的相容性。除此之外，作为一种热塑性树脂，乙烯-醋酸乙烯树脂具有较好的热稳定性、良好的弹性、颜色透明和一定的柔韧性。

(4)苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯属于橡胶树脂类，是一种高分子聚合物，其单体均为石油产品；浅色沥青加入改性剂的目的是提高其高低温性能和与石料的粘附性能，保证浅色沥青胶结料在服役过程中的路用性能更加持久。改性剂本身具有较好的低温柔韧性和耐高温性能，加入少量的改性剂就可以极大的改善浅色沥青胶结料高低温性能和粘附性。

本发明浅色环氧净味沥青的制备方法包括以下步骤：

步骤一，按照上述质量份数依次称量30-35份环烷油、60-65份碳九石油树脂、4-8份乙烯-醋酸乙烯树脂、4-6份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。将称量好的环烷油放在反应容器里，并且置于可控温的电炉上加热，在150-160℃条件预热15-20分钟；然后将碳九石油树脂按照50g/min的速率加入反应容器，利用高速剪切机以2500-3000rad/min的速率进行混合，拌和时间为20-30min直至两种成分完全混合。

步骤二，上述步骤一完成之后，将称量好的乙烯-醋酸乙烯树脂按照5g/min的速率加入反应容器，同时将混合温度升至165-170℃，以3500-4000rad/min的转速进行物理混合，剪切时间为25-35min，直至将三种混合物完全融为一体。

步骤三，上述步骤二完成之后，将称量好的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物同样按照5g/min的速率加入反应容器，高速剪切机将转速提升至4500-5000rad/min进行混合，剪切时间为25-30分钟，剪切时的温拌保持在165-170℃。通过高速剪切使四种混合物完全融为一体。

步骤四，上述步骤三高速剪切完成之后，将反应容器从可控温电炉取出并且置于170℃的烘箱保温2-2.5小时，取出保温完成的混合物之后加入已经称量好的环氧树脂，利用扇叶型搅拌机在165-170℃、转速为400-500rad/min条件下搅拌10-15分钟，完成上述四个步骤即可得到一种环氧浅色沥青。

实施例1

以质量份数计，本实施例浅色环氧净味沥青的原料包括：石化产物35份，碳九石油树脂60份，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物5份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物5份，E44环氧树脂10份。

本实施例浅色环氧净味沥青的制备步骤包括：

步骤一，将称量好的32份环烷油放在反应容器里，并且置于可控温的电炉上加热，在150-160℃条件预热17分钟；然后将60份碳九石油树脂按照50g/min的转速加入反应容器，利用高速剪切机以3000rad/min的速率进行混合，拌和时间为25min直至两种组份完全混合。

步骤二，上述步骤一完成之后，将称量好的8份乙烯-醋酸乙烯树脂按照5g/min的速率加入反应容器，同时将混合温度升至165-170℃，以4000rad/min的转速进行物理混合，剪切时间为30min，直至将三种混合物完全融为一体。

步骤三，上述步骤二完成之后，将称量好的5份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物同样按照5g/min的速率加入反应容器，高速剪切机将转速提升至5000rad/min进行混合，剪切时间为28分钟，剪切时的温拌保持在165-170℃。通过高速剪切使四种混合物完全融为一体。

步骤四，上述步骤三高速剪切完成之后，将反应容器从可控温电炉取出并且置于170℃的烘箱保温2小时，取出保温完成的混合物之后加入已经称量好的10份E44环氧树脂，利用扇叶型搅拌机在165-170℃、转速为500rad/min条件下搅拌12分钟，完成上述四个步骤即可得到一种环氧浅色沥青。

本实施例制得的浅色环氧净味沥青具体参数和技术指标分别如表1和表2所示：

表1

原材料	环烷油	C9石油树脂	EVA	SBS	E44环氧树脂(外掺)
						掺量份数(％)	32	54	8	6	10

表2

本实施例制得的浅色环氧净味沥青的使用方法包括以下步骤：

1、按照设计级配称量各粒径的质量份数，具体级配参数如表3(表3中以质量份数计)；

2、固化剂作为外掺剂，质量份数为环氧树脂的25％；

3、将称量好的固化剂与矿料在120℃进行干拌90秒；

4、加入称量好的浅色环氧净味沥青在120℃拌和90秒；

5、之后再加入称量好的矿粉和钛白粉，在120℃拌和90秒；

6、将拌和完成的混合料取出按照规范制备马歇尔试件和车辙板试件，并且120℃固化4h，试件如图2(a)和与图2(b)所示，利用本实施例浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件和车辙板试件均为浅色试件。

7、依据《公路工程沥青及沥青混合料试验章程》JTG E20-2011测定其路用性能，试验结果如表4。

8、选择逆反射系数测量仪测量高亮度混合料和普通石油沥青混合料的亮度，结果如表5。

表3

表4

表5

由逆反射系数结果可知，在相同光照条件下高亮度混合料的逆反射系数最大达到24，是普通沥青混合料的3倍左右。

实施例2

本实施例浅色环氧净味沥青的制备步骤包括：

步骤一，将称量好35份的环烷油放在反应容器里，并且置于可控温的电炉上加热，在150-160℃条件预热20分钟；然后将57份碳九石油树脂按照50g/min的转速加入反应容器，利用高速剪切机以2800rad/min的速率进行混合，拌和时间为20min直至两种组份完全混合。

步骤二，上述步骤一完成之后，将称量好的10份乙烯-醋酸乙烯树脂按照5g/min的速率加入反应容器，同时将混合温度升至165-170℃，以3500rad/min的转速进行物理混合，剪切时间为35min，直至将三种混合物完全融为一体。

步骤三，上述步骤二完成之后，将称量好的8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物同样按照5g/min的速率加入反应容器，高速剪切机将转速提升至4500rad/min进行混合，剪切时间为30分钟，剪切时的温拌保持在165-170℃。通过高速剪切使四种混合物完全融为一体。

步骤四，上述步骤三高速剪切完成之后，将反应容器从可控温电炉取出并且置于170℃的烘箱保温2.5小时，取出保温完成的混合物之后加入已经称量好的10份E44环氧树脂，利用扇叶型搅拌机在165-170℃、转速为450rad/min条件下搅拌15分钟，完成上述四个步骤即可得到一种环氧浅色沥青。

如图3(a)和图3(b)所示，利用本实施例浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件和车辙板试件均为浅色试件。

实施例3

本实施例浅色环氧净味沥青的制备步骤包括：

步骤一，将称量好30份的环烷油放在反应容器里，并且置于可控温的电炉上加热，在150-160℃条件预热15分钟；然后将62份碳九石油树脂按照50g/min的转速加入反应容器，利用高速剪切机以2500rad/min的速率进行混合，拌和时间为25min直至两种组份完全混合。

步骤二，上述步骤一完成之后，将称量好的5份乙烯-醋酸乙烯树脂按照5g/min的速率加入反应容器，同时将混合温度升至165-170℃，以3800rad/min的转速进行物理混合，剪切时间为25min，直至将三种混合物完全融为一体。

步骤三，上述步骤二完成之后，将称量好的4份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物同样按照5g/min的速率加入反应容器，高速剪切机将转速提升至4800rad/min进行混合，剪切时间为25分钟，剪切时的温拌保持在165-170℃。通过高速剪切使四种混合物完全融为一体。

步骤四，上述步骤三高速剪切完成之后，将反应容器从可控温电炉取出并且置于170℃的烘箱保温130min，取出保温完成的混合物之后加入已经称量好的16份E44环氧树脂，利用扇叶型搅拌机在165-170℃、转速为400rad/min条件下搅拌10分钟，完成上述四个步骤即可得到一种环氧浅色沥青。

如图4(a)和图4(b)所示，利用本实施例浅色环氧净味沥青制成的马歇尔试件和车辙板试件均为浅色试件。

Claims (9)

1.一种浅色环氧净味沥青，其特征在于，以质量份数计，由以下原料制成：

30份-35份环烷油、60-65份碳九石油树脂、5-10份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、4-8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和10-15份E44环氧树脂；

以质量百分数计，环烷油中：饱和烃含量为85%，芳烃含量为14.5%，沥青质含量0.5%。

2.权利要求1所述浅色环氧净味沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将碳九石油树脂150-160℃条件加热均匀，之后加入环烷油并拌和均匀，得到混合物A；

步骤2，将混合物A加热至165-170℃，加热过程中向混合物A加入乙烯-醋酸乙烯树脂并混合均匀，得到混合物B；

步骤3，在165-170℃下，将苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物加入混合物B中并搅拌均匀，得到混合物C；

步骤4，将混合物C于165℃-170℃下保温2-2.5小时，之后加入E44环氧树脂并于165-170℃条件下搅拌均匀，得到所述浅色环氧净味沥青。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，将碳九石油树脂150-160℃条件加热均匀的时间为15-20分钟。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，利用高速剪切机以2500-3000rad/min的速率将碳九石油树脂与环烷油拌和均匀，拌和时间为20-30分钟。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤2中，利用高速剪切机以3500-4000rad/min的速率将混合物A与乙烯-醋酸乙烯树脂搅拌均匀，剪切时间为25-35分钟。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤3中，利用高速剪切机以4500-5000rad/min的速率将混合物B与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物搅拌均匀，剪切时间为25-30分钟。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，利用扇叶型搅拌机将混合物C与E44环氧树脂在转速为400-500rad/min下搅拌10-15分钟，搅拌完成后得到所述浅色环氧净味沥青。

8.权利要求1所述浅色环氧净味沥青的应用，其特征在于，所述浅色环氧净味沥青用于制备沥青混凝土。

9.一种沥青混凝土，其特征在于，该沥青混凝土的沥青原料采用权利要求1所述浅色环氧净味沥青。

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