CN114262524A - 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 - Google Patents
一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114262524A CN114262524A CN202111671918.5A CN202111671918A CN114262524A CN 114262524 A CN114262524 A CN 114262524A CN 202111671918 A CN202111671918 A CN 202111671918A CN 114262524 A CN114262524 A CN 114262524A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- epoxy resin
- modified asphalt
- composite modified
- drainage pavement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 148
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims abstract description 68
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 29
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 17
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical compound O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 9
- -1 aliphatic primary amine Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N toluene 2,4-diisocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1N=C=O DVKJHBMWWAPEIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007259 addition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000004841 bisphenol A epoxy resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 52
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- CUXYLFPMQMFGPL-UHFFFAOYSA-N (9Z,11E,13E)-9,11,13-Octadecatrienoic acid Natural products CCCCC=CC=CC=CCCCCCCCC(O)=O CUXYLFPMQMFGPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 2,4,6-tris[(dimethylamino)methyl]phenol Chemical compound CN(C)CC1=CC(CN(C)C)=C(O)C(CN(C)C)=C1 AHDSRXYHVZECER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CUXYLFPMQMFGPL-SUTYWZMXSA-N all-trans-octadeca-9,11,13-trienoic acid Chemical compound CCCC\C=C\C=C\C=C\CCCCCCCC(O)=O CUXYLFPMQMFGPL-SUTYWZMXSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 3
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(oxiran-2-ylmethoxy)ethoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COCCOCC1CO1 AOBIOSPNXBMOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 150000002193 fatty amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 1-trimethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CCC(O)[Si](OC)(OC)OC MTEZSDOQASFMDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 2-(butoxymethyl)oxirane Chemical compound CCCCOCC1CO1 YSUQLAYJZDEMOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPILSDOMLLYBQF-UHFFFAOYSA-N 2-[1-(oxiran-2-ylmethoxy)butoxymethyl]oxirane Chemical compound C1OC1COC(CCC)OCC1CO1 HPILSDOMLLYBQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N Carnosic acid Natural products CC([C@@H]1CC2)(C)CCC[C@]1(C(O)=O)C1=C2C=C(C(C)C)C(O)=C1O QRYRORQUOLYVBU-VBKZILBWSA-N 0.000 description 1
- 108010087806 Carnosine Proteins 0.000 description 1
- HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N Guaifenesin Chemical compound COC1=CC=CC=C1OCC(O)CO HSRJKNPTNIJEKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002633 Kraton (polymer) Polymers 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N N-beta-alanyl-L-histidine Natural products NCCC(=O)NC(C(O)=O)CC1=CN=CN1 CQOVPNPJLQNMDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-O N-dimethylethanolamine Chemical compound C[NH+](C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N Nonylphenol Natural products CCCCCCCCCC1=CC=C(O)C=C1 IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005915 ammonolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000019445 benzyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N carnosine Chemical compound [NH3+]CCC(=O)N[C@H](C([O-])=O)CC1=CNC=N1 CQOVPNPJLQNMDC-ZETCQYMHSA-N 0.000 description 1
- 229940044199 carnosine Drugs 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 description 1
- OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N diethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)CCCOCC1CO1 OTARVPUIYXHRRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N dimethoxy-methyl-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](C)(OC)CCCOCC1CO1 WHGNXNCOTZPEEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 150000002196 fatty nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N nonylphenol Chemical compound CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1O SNQQPOLDUKLAAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOCC1CO1 JXUKBNICSRJFAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-UHFFFAOYSA-N α-Linolenic acid Chemical compound CCC=CCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明涉及排水路面工程领域，具体涉及一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法。其技术要点如下：按照质量百分数计算，包括如下组分：沥青70~85%，SBS 3~5%，助溶剂1~2%，稳定剂0.1~0.2%和热拌环氧树脂10~20%。本发明提供的一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法，其中改复合改性沥青所制备的排水沥青混合料成型时间短、成型强度高、温度稳定性良好，可满足高速公路排水沥青路面的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及排水路面工程领域，具体涉及一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法。
背景技术
近年来，高速公路的快速发展对高速公路的排水能力提出了更高的要求。为了提高排水路面的排水能力，避免裂缝发展快、松散掉粒、高温及模量等性能衰减情况的发生，现有技术集中在利用SBS提高沥青的60℃粘度、提高沥青混合料的抗飞散能力以及提高排水沥青的防堵能力上。
然而，上述技术手段的使用，使排水路面的强度、温度稳定性等综合路用性能下降，严重影响排水路面的使用寿命，阻碍排水路面在高速公路上的推广和应用。
有鉴于上述现有排水路面中存在的缺陷，本发明人基于从事此类材料多年丰富经验及专业知识，配合理论分析，加以研究创新，开发一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法，在保证排水路面的排水能力的同时，大幅提高沥青混合料的强度、温度稳定性和抗飞散性能。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种用于排水路面的复合改性沥青，该复合改性沥青所制备的排水沥青混合料成型时间短、成型强度高、温度稳定性良好，可满足高速公路排水沥青路面的使用要求。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种用于排水路面的复合改性沥青，按照质量百分数计算，包括如下组分：沥青70～85％，SBS 3～5％，助溶剂1～2％，稳定剂0.1～0.2％和热拌环氧树脂10～20％。
本发明中，采用SBS和环氧树脂复配使用，形成了SBS-环氧树脂-沥青三相体，该三相体产生了固化体的混溶作用，使环氧树脂和SBS与沥青的相容性均大幅提升，远高于单一添加SBS或环氧树脂时，SBS或环氧树脂与沥青的相容性。因此该三相固化体的空间结构稳定性更高，与单一的环氧改性沥青或SBS改性沥青相比，断裂伸长率、-40℃储能模量和20℃储能模量均大幅提高，进而改善了排水沥青的高低温性能、粘结效果和抗裂能力，更加适用于排水路面结构。
进一步的，热拌环氧树脂包括A组分和B组分，其中A组分和B组分的比例为6:4。
进一步的，按照重量份数计算，A组分包括：双酚A型环氧树脂50～70份，含柔性侧链改性环氧树脂20～40份，活性稀释剂5～15份和环氧基封端界面剂1～3份。双酚A型环氧树脂与含柔性侧链改性环氧树脂的复配使用，能够有效提高沥青混合料的韧性，但是两者复配使用后，通过固化剂交联，形成了更大的分子链，与沥青中的轻质组分之间的相容性进一步下降，易出现大团聚集的情况；而SBS能够吸收沥青中的轻质组分，从而避免环氧树脂与沥青共混时由轻质组分和环氧大分子之间发生的“相反转”现象，同时使整体分散相中的粒径远小于环氧树脂沥青或SBS改性沥青，从而使空间网络更加稳定。
进一步的，含柔性侧链改性环氧树脂先由聚乙二醇单甲醚与甲苯二异氰酸酯经加成反应形成半封闭加成物，再利用半封闭加成物上残存的-NCO与双酚A型环氧树脂上的仲羟基进行加成反应制得。
本发明中，由于环氧树脂是一种热固化材料，具有优异的成型强度，可满足排水路面抗飞散性能的需求。SBS应用于改性沥青中时具有优异的高温性能，良好的黏度，同时还有耐水、抗飞散等优点，二者复合改性沥青同时兼顾了两种的优点并弥补了单一改性造成的路用性能不均衡的缺陷，提高了排水沥青混合料的综合性能。
进一步的，按照重量份数计算，B组分包括长链脂肪伯胺95～99份和促进剂1～5份。
进一步的，活性稀释剂为正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的任意一种或几种的混合物。
进一步的，环氧封端界面剂为3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的任意一种或几种的混合物。
进一步的，长链脂肪伯胺由长链脂肪酸经氨解、脱水及催化加氢过程反应制得，长链脂肪酸为9,11,13-十八碳三烯酸、顺式-12-羟基十八碳烯-9-酸、顺,顺-9,2-十八(碳)二烯酸、全顺式-9,12,15-十八碳三烯酸中的任意一种或几种的混合物。
进一步的，促进剂为2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、三苯基膦、壬基酚、苯酚、三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺或苯甲醇中的任意一种或几种的混合物。
进一步的，沥青为基质沥青。
进一步的，SBS是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，为线型SBS改性剂；平均分子量优选为10～12万。线型SBS相较于星型SBS改性剂，对沥青的低温性能提升更为显著，即线型SBS改性沥青具有更加均衡的温度稳定性。
进一步的，稳定剂为硫。
进一步的，助溶剂为白油、糠醛油或橡胶油中的一种或多种混合物。
进一步的，白油的分子量为250～400，沸点为200～350℃；糠醛油的分子量为96.08，沸点167℃；橡胶油为石油系橡胶油。
由于SBS和环氧树脂的模量不同，低温受拉时会在拉伸方向产生较大应变，于是在二者触界面发生应力集中，削弱沥青之间的粘结力，反映到沥青宏观性能即延度降低，SBS与沥青接触时会吸收沥青中的轻质组分使两者相融，从而保证了复合改性沥青的延度。
SBS掺量过大会使部分SBS无法与沥青相融，而是以明显的SBS颗粒分散在沥青中，SBS为高分子聚合物，与沥青的改性机理为吸收沥青中的轻质组分发生溶胀作用，而沥青自身的轻质组分含量有限，助溶剂可补充体系中的轻质组分，促进SBS的溶胀作用，使SBS与沥青可形成更加稳定的空间结构。本发明通过对助溶剂的加入，提高了SBS在沥青中的掺量，避免了掺量过大导致部分SBS与沥青无法相融的问题，从而更好地发挥改性效果。
本发明的第二个目的是提供一种用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具有同样的技术效果。
本发明的上述技术目的是由以下技术方案实现的：
一种用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具体包括如下操作步骤：
S1、将SBS和助溶剂加入到沥青中，升高温度，剪切；
S2、保持步骤S1的温度不变，将稳定剂加入到步骤S1得到的混合物中；
S3、降低温度，向步骤S2中加入热拌环氧树脂，剪切；
S4、将步骤S3得到的混合料放入烘箱中养生，得到复合改性沥青。SBS改性剂为热塑型材料，一定时间范围内，加热时间越长SBS的溶胀作用越充分，与沥青的结合情况就越好。热拌环氧树脂是一种热固型材料，加热时间过长会使部分环氧树脂固化，不利于环氧树脂与沥青的结合，从而影响改性性能。
下一步的降温也是考虑了这个问题，先以较高的温度制备SBS改性沥青，然后降温至热拌环氧树脂的制备温度，在分散热拌环氧树脂的同时，SBS可进一步地进行溶胀，变相的增加了SBS在沥青的养生时间。
进一步的，步骤S1中，以3000～5000rpm的剪切速度下搅拌0.3～0.5h。
进一步的，步骤S1中的加热温度为175～180℃。
步骤S2中，以2000～3000rpm的剪切速度下搅拌0.3～0.5h。
进一步的，步骤S3中，加入热拌环氧树脂前，在3～5min内将温度降低至165～175℃，剪切速率为4000～5000rpm，剪切时间为0.5～1h。
进一步的，步骤S4中，养生温度为160～165℃，养生时间为1～2h。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明充分利用了SBS良好的高低温性能和热拌环氧树脂优异的强度与稳定性，通过高速剪切仪将二者加入到沥青中，对其进行复合改性，制得适用于排水路面的复合改性沥青，该复合改性沥青不仅具有良好的布氏粘度，同时其所制备的混合料具有较高的强度、良好的温度稳定性和抗飞散性能。
该复合改性沥青所制备的排水沥青混合料成型时间短、成型强度高、温度稳定性良好，可满足高速公路排水沥青路面的使用要求。
附图说明
图1为本发明复合改性沥青黏度岁固化反应时间的变化规律。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例中所用原料来源：
基质沥青：中国石油化工股份有限公司；
线型SBS改性剂：D1101，美国科腾公司；
实施例1所用的热拌环氧树脂：江苏中路交科股份有限公司；
实施例2所用的热拌环氧树脂：江苏中路交科股份有限公司；
实施例3所用的热拌环氧树脂：江苏中路交科股份有限公司；
聚乙二醇单甲醚：MPEG-1000，江苏省海安石油化工厂；
甲苯二异氰酸酯：TDI-100，河北沧州大化集团有限责任公司；
双酚A型环氧树脂(I)；DER331，美国陶氏化学公司；
甲苯：工业级，苏州凯诺斌石化有限公司；
双酚A型环氧树酯(II)：DER331，美国陶氏化学公司；
苯基缩水甘油醚：XY690，安徽新远科技有限公司；
3-缩水甘油醚氧丙基三甲基硅烷：SilguestA-187，美国迈图先进材料公司；
9,11,13-十八碳三烯酸：T160，安徽省瑞芬得油脂深加工有限公司；
液氨：工业级，南通润丰石油化工有限公司；
氨水：25％，南通润丰石油化工有限公司；
氢气：工业级，南京上元工业气体厂；
2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚：DMP-30，深圳佳迪达新材料科技有限公司；
玄武岩集料：产地为安徽天长；
白油：济南鲁营化工有限责任公司；
糠醛油：湖北东曹化学科技有限公司；
橡胶油：广东中海南联能源有限公司；
稳定剂硫：洛阳雨辰石化产品有限公司。
实施例1：一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法
本实施例中提供的用于排水路面的复合改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青75.9％，线型SBS改性剂3％，白油1％，热拌环氧树脂20％和稳定剂0.1％。
本实施例提供的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将3％的线型SBS改性剂和1％白油加入到125℃的75.9％基质沥青当中，然后将温度升高至175℃，以4000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在175℃之间，加入0.1％的稳定剂，以2000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、然后将温度在3min内降低至175℃，加入20％的热拌环氧树脂，以5000rpm的剪切速率剪切0.5h；
S4、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入160℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
实施例2：一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法
本实施例中提供的用于排水路面的复合改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青79.4％，线型SBS改性剂4％，糠醛油1.5％，热拌环氧树脂15％和稳定剂0.1％。
本实施例提供的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将4％的线型SBS改性剂和1.5％糠醛油加入到125℃的79.4％基质沥青当中，然后将温度升高至180℃，以4000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在175℃之间，加入0.1％的稳定剂，以2000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、然后将温度在5min内降低至165℃，加入15％的热拌环氧树脂，以5000rpm的剪切速率剪切0.5h；
S4、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入165℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
实施例3：一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法
本实施例中提供的用于排水路面的复合改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青82.8％，线型SBS改性剂5％，白油2％，热拌环氧树脂10％和稳定剂0.2％。
本实施例提供的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将5％的线型SBS改性剂和2％白油加入到130℃的82.8％基质沥青当中，然后将温度升高至180℃，以5000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在180℃之间，加入0.2％的稳定剂，以3000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、然后将温度在5min内降低至170℃，加入15％的热拌环氧树脂，以5000rpm的剪切速率剪切0.5h；
S4、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入165℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
实施例4：一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法
本实施例中提供的用于排水路面的复合改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青73.4％，线型SBS改性剂5％，橡胶油1.5％，热拌环氧树脂20％和稳定剂0.1％。
本实施例提供的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将5％的线型SBS改性剂和1.5％橡胶油加入到125℃的73.4％基质沥青当中，然后将温度升高至180℃，以5000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在175℃之间，加入0.1％的稳定剂，以2500rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、然后将温度在5min内降低至165℃，加入20％的热拌环氧树脂，以5000rpm的剪切速率剪切0.5h；
S4、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入160℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
其中，热拌环氧树脂包括A组分和B组分，其中A组分和B组分的质量比为6:4，按照重量份数计算，A组分包括：双酚A型环氧树脂50份，含柔性侧链改性环氧树脂20份，活性稀释剂5份和环氧基封端界面剂1份；B组分包括长链脂肪伯胺95份和促进剂1份。
本实施例中热拌环氧树脂的制备方法如下：
(1)本实施例A组分中含柔性侧链改性环氧树脂的制备：
按n(聚乙二醇单甲醚)：n(甲苯二异氰酸酯)＝1:1的摩尔比将聚乙二醇单甲醚缓慢滴入装有甲苯二异氰酸酯的反应釜中，滴加过程中采用冰水控制料温不超过20℃，滴加完成后升温至50℃，继续反应4h，得到半封闭加成物。
将双酚A型环氧树脂与甲苯按质量比1:1投入反应釜中，然后按n(双酚A型环氧树脂)：n(半封闭加成物)＝1:1的摩尔比将半封闭加成物投入反应釜中，在二月桂酸二丁基锡的催化作用下，经60℃反应6h制得含柔性侧链改性环氧树脂。
(2)热拌环氧树脂A组分的制备：
将60份双酚A型环氧树脂、30份(1)中制备的含柔性侧链改性环氧树脂、9份苯基缩水甘油醚及1份3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷依次投入反应釜中搅拌混合，搅拌温度为70℃，搅拌速率为80r/min，搅拌混合时间为90min，得到热拌环氧树脂的A组分。
(3)本实施例长链脂肪伯胺的制备：
按n(长链脂肪酸)：n(液氨)＝1:2的摩尔比将9,11,13-十八碳三烯酸与液氨投入反应釜内，然后在300℃，0.4MPa下反应10h，制得长链脂肪酰胺，并利用氨气的循环作用同步对长链脂肪酰胺进行脱水处理，制得长链脂肪腈。
将制得的长链脂肪腈和氨水按2:1的质量比泵入的反应釜中，再按n(长链脂肪腈)：n(氢气)＝1:2的摩尔比投入氢气，在含钼三元催化剂作用下，经150℃、4MPa反应6h，制得长链脂肪族改性伯胺。
(4)本实施例热拌环氧树脂中B组分的制备：
将99份(3)中制得的长链脂肪伯胺、1份促进剂依次投入反应釜中搅拌混合，搅拌温度为30℃，搅拌速率为60r/min，搅拌混合时间为30min。
(5)本实施例中热拌环氧树脂的制备：
将(2)中制得的热拌环氧树脂的A组分和(4)中制得的热拌环氧树脂的B组分放入烘箱中预热到60℃，然后按A:B＝100:60的比例搅拌混合，搅拌速率为60r/min，搅拌混合时间为3min，得到热拌环氧树脂。
对比实施例1：
本实施例中提供的用于排水路面的环氧树脂改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青82.8％，白油2％，热拌环氧树脂10％和稳定剂0.2％。
本实施例提供的用于排水路面的环氧树脂改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将2％白油加入到120℃的82.8％基质沥青当中，然后将温度升高至175℃，以3000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在175℃之间，加入0.2％的稳定剂，以2000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、然后将温度在3min内降低至165℃，加入10％的热拌环氧树脂，以4000rpm的剪切速率剪切0.5h；
S4、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入160℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
本对比实施例中的热拌环氧树脂与实施例3中相同。
对比实施例2：一种用于排水路面的SBS改性沥青及其制备方法
本实施例中提供的用于排水路面的SBS改性沥青，按照质量百分数计算，包括基质沥青92.8％，线型SBS改性剂5％，白油2％和稳定剂0.2％。
本实施例提供的用于排水路面的SBS改性沥青的制备方法，具体如下：
S1、按照质量比将5％的线型SBS改性剂和2％白油加入到120～130℃的92.8％基质沥青当中，然后将温度升高至175～180℃，以3000～5000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S2、然后将温度维持在175～180℃之间，加入0.2％的稳定剂，以2000～3000rpm的剪切速度下搅拌0.3h；
S3、最后将得到的步骤S3得到的沥青放入160～165℃的养生箱中养生1h，得到复合改性沥青。
本对比实施例中的线型SBS改性剂与实施例3相同。
将实施例1～4和对比实施例1～2得到的改性沥青进行性能测试，采用拉伸试验对改性沥青的断裂伸长率进行测试，采用DMA对改性沥青进行温度动态扫描，测试结果如表1。
表1.实施例1～4和对比实施例1～2改性沥青的性能测试结果
| 种类 | 断裂伸长率/％ | -40℃储能模量/MPa | 20℃储能模量/MPa |
| 实施例1 | 80 | 927 | 85 |
| 实施例2 | 83 | 982 | 83 |
| 实施例3 | 93 | 997 | 84 |
| 实施例4 | 86 | 965 | 87 |
| 对比实施例1 | 78 | 519 | 38 |
| 对比实施例2 | 179 | 198 | 21 |
由上表可知，与单一的环氧改性沥青或SBS改性沥青相比，断裂伸长率、-40℃储能模量和20℃储能模量均大幅提高，进而改善了排水沥青的高低温性能、粘结效果和抗裂能力，更加适用于排水路面结构。
更加直观的反映本发明所得复合改性沥青的性能，将实施例1～4以及对比实施例1～2所得到的复合改性沥青制成相应的排水沥青混合料进行性能评价，混合料级配类型为常见的PAC-13，复合改性沥青用量为4.7％，具体矿料级配如表2所示。
表2排水沥青混合料级配
实施例1～4与对比例1～2的性能测试结果对比见表3。试验规程依据是《JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》；其中，以马歇尔稳定度表示强度；高温性能测试方法为车辙试验，以动稳定度表示高温性能；低温性能测试方法为低温劈裂试验，以破坏拉伸应变表征低温性能；水稳定性测试方法为浸水马歇尔试验，以浸水残留稳定度表征水稳定性试验；抗飞散性测试方法为肯塔堡飞散试验；以质量损失率表征抗飞散性。
表3.实施例1～4和对比实施例1～2沥青混合料性能测试结果
从表3可以看出，实施例1～4的强度均不于6KN，60℃动稳定度不低于12000次/mm，破坏拉伸应变不低于2700με，冻融劈裂残留强度比(TSR)不低于80％，飞散损失率不大于10％。相较于两种对比实施例沥青所制成的排水沥青混合料，本发明制备的复合改性排水沥青混合料性能优异。
同时根据对比实施例1和2与实施例3对比可知，SBS和环氧树脂配合使用后的沥青各项性能均优于SBS改性沥青或环氧树脂改性沥青，这也充分证明了本发明技术方案中，两者复配使用展示出的协同作用。
将实施例3和实施例4对比可知，当热拌环氧树脂选择A、B双组分且选择长链脂肪伯胺作为固化剂时，能进一步提高复合改性沥青的各项性能。
从图1可以看出，本发明所制备的复合改性沥青的黏度随固化反应时间呈增长趋势，且在开始的一段时间内，黏度增长较小，在60min时达到1Pa·s，在120min时达到3Pa·s，在160min时达到5Pa·s，并且在之后黏度增长迅速，在200min后黏度陡增。经过观察发现，240min后路用环氧沥青材料已经由粘稠状液体变为凝胶态固体，说明此时己经进入了固化中后期，交联度迅速增加并开始交联形成网状结构，从凝胶态变为玻璃态，并在后期网状构体系基本形成。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例展示如上，但并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1. 一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，按照质量百分数计算，包括如下组分：沥青70~85%，SBS 3~5%，助溶剂1~2%，稳定剂0.1~0.2%和热拌环氧树脂10~20%。
2.根据权利要求1所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，所述热拌环氧树脂包括A组分和B组分，其中A组分和B组分的质量比为6:4。
3.根据权利要求2所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，按照重量份数计算，所述A组分包括：双酚A型环氧树脂50~70份，含柔性侧链改性环氧树脂20~40份，活性稀释剂5~15份和环氧基封端界面剂1~3份。
4.根据权利要求3所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，所述含柔性侧链改性环氧树脂先由聚乙二醇单甲醚与甲苯二异氰酸酯经加成反应形成半封闭加成物，再利用半封闭加成物上残存的-NCO与双酚A型环氧树脂上的仲羟基进行加成反应制得。
5.根据权利要求2或3所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，按照重量份数计算，所述B组分包括长链脂肪伯胺95~99份和促进剂1~5份。
6.根据权利要求1所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，所述SBS为线型SBS改性剂。
7.根据权利要求1所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，所述稳定剂为硫。
8.根据权利要求1所述的一种用于排水路面的复合改性沥青，其特征在于，所述助溶剂为白油、糠醛油或橡胶油中的一种或多种混合物。
9.前述的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，其特征在于，具体包括如下操作步骤：
S1、将SBS和助溶剂加入到沥青中，升高温度，剪切；
S2、保持步骤S1的温度不变，将稳定剂加入到步骤S1得到的混合物中；
S3、降低温度，向步骤S2中加入热拌环氧树脂，剪切；
S4、将步骤S3得到的混合料放入烘箱中养生，得到所述复合改性沥青。
10.根据权利要求9所述的用于排水路面的复合改性沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，加入热拌环氧树脂前，在3~5min内将温度降低至165~175℃，剪切速率为4000～5000rpm，剪切时间为0.5~1h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111671918.5A CN114262524A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111671918.5A CN114262524A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114262524A true CN114262524A (zh) | 2022-04-01 |
Family
ID=80832243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111671918.5A Pending CN114262524A (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114262524A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115093533A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-23 | 中公高科养护科技股份有限公司 | 冷拌树脂、混合料及制备方法、超薄层路面及铺装方法 |
| CN115124282A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-30 | 东南大学 | 一种基于sbs和环氧树脂体系的沥青路面旧料再生利用混合料及其制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104672922A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 天津市耀新科技发展有限公司 | 一种sbs改性沥青自粘防水材料及其制备方法 |
| CN106398240A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 成都中交环保高新技术材料有限公司 | 飞机停机坪用高模量改性沥青及生产方法 |
| CN110713695A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-21 | 江苏中路交通科学技术有限公司 | 一种热拌环氧沥青用超高韧环氧树脂材料及其制备方法 |
| CN110903664A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-24 | 长安大学 | 一种温拌复合改性沥青及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-31 CN CN202111671918.5A patent/CN114262524A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104672922A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 天津市耀新科技发展有限公司 | 一种sbs改性沥青自粘防水材料及其制备方法 |
| CN106398240A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-15 | 成都中交环保高新技术材料有限公司 | 飞机停机坪用高模量改性沥青及生产方法 |
| CN110713695A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-21 | 江苏中路交通科学技术有限公司 | 一种热拌环氧沥青用超高韧环氧树脂材料及其制备方法 |
| CN110903664A (zh) * | 2019-12-12 | 2020-03-24 | 长安大学 | 一种温拌复合改性沥青及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郭忠印等, 人民交通出版社 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115093533A (zh) * | 2022-06-24 | 2022-09-23 | 中公高科养护科技股份有限公司 | 冷拌树脂、混合料及制备方法、超薄层路面及铺装方法 |
| CN115124282A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-09-30 | 东南大学 | 一种基于sbs和环氧树脂体系的沥青路面旧料再生利用混合料及其制备方法 |
| CN115124282B (zh) * | 2022-07-11 | 2024-03-19 | 东南大学 | 一种基于sbs和环氧树脂体系的沥青路面旧料再生利用混合料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114262524A (zh) | 一种用于排水路面的复合改性沥青及其制备方法 | |
| CN112280251B (zh) | 一种高性能胺固化体系环氧沥青材料及其制备方法 | |
| EP1613699B1 (en) | Tubular reactor ethylene/alkyl acrylate copolymer as polymeric modifiers for asphalt | |
| CN107722650A (zh) | 一种环保高黏度改性沥青及其制备方法 | |
| CN112897937B (zh) | 一种复合改性冷补沥青混合料及其制备方法 | |
| WO2019223201A1 (zh) | 一种生物环氧沥青及其制备方法与应用 | |
| Jiang et al. | Improving toughness of epoxy asphalt binder with reactive epoxidized SBS | |
| CN113072715B (zh) | 适用寒冷环境的水性环氧乳化沥青胶结料及其制备方法 | |
| CN113563727A (zh) | 一种改性橡胶沥青及其制备方法 | |
| CN112430010A (zh) | 一种脱硫再生胶再生沥青混合料及其制备方法 | |
| CN109810520A (zh) | 一种兼具高性能的低温环保化高胶沥青及其生产工艺 | |
| CN115160808A (zh) | 一种高粘改性沥青及其制备方法 | |
| CN109181634B (zh) | 沥青路面裂缝修复剂及其制备方法 | |
| CN114395267A (zh) | 环氧沥青及其制备方法与应用 | |
| CN112592597B (zh) | 一种低温抗位移非固化橡胶沥青的制备方法 | |
| CN109971195B (zh) | 一种改性沥青及其制备方法 | |
| CN112280323A (zh) | Rap大比例掺量的沥青再生剂的制备方法 | |
| CN109535369B (zh) | 一种耐高低温混炼型聚氨酯生胶的制备方法 | |
| CN112898791B (zh) | 一种复合改性乳化沥青及其制备方法 | |
| CN114804722A (zh) | 一种基于软硬沥青复配的高性能橡胶沥青混合料及制备方法和应用 | |
| CN110628382B (zh) | 一种储存稳定的路面热灌类灌缝胶及其制备方法 | |
| CN113930079A (zh) | 一种改性沥青、其制备方法及应用 | |
| CN113860798A (zh) | 一种沥青路面坑槽修补材料及其制备方法 | |
| CN108219488B (zh) | 一种增延剂及其制备方法、沥青材料 | |
| CN114920498A (zh) | 生物基常温沥青混合料及制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220401 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |