CN114644835A - 一种低温sbs改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于交通技术领域，具体涉及一种低温SBS改性沥青及其制备方法，以重量计，包括100份基质沥青，20‑30份乙烯基聚硅氧烷改性SBS，5‑20份乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、5‑10份沥青稳定剂、5‑10份高分子纤维、2‑6份相容剂。本发明中胶粉通过沥青的充分溶胀，吸收沥青中的轻质组分体积膨胀，缩小胶粉与沥青之间的密度差，借SBS在沥青中形成的网络结构阻止胶粉颗粒在沥青中的下沉，进而可以有效解决复合改性沥青的储存稳定性问题。加入胶粉颗粒和SBS改性剂对复合改性沥青的弹性恢复均有促进作用，由于在SBS和橡胶粉结构中引入硅氧烷结构，克服了单独使用SBS和橡胶粉改性沥青存在的缺陷，在沥青中分散更均匀，形成网状结构，改性沥青质量稳定，具有较好的高低温性能。

Description

一种低温SBS改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种改性沥青，尤其涉及一种低温SBS改性沥青及其制备方法。

背景技术

我国现有的高速公路绝大多数是沥青路面。然而随着交通量不断提升、重载超载、极端气候频发等因素导致公路行业对沥青路面的性能要求越来越高。改善沥青路面路用性能，减少沥青路面病害的产生，提高沥青路面服役年限，需要对道路建筑材料和施工工艺加以改进，而沥青材料的性能改善是其中最关键的因素之一。实践证明，对基质沥青进行改性可以明显提高沥青路面使用性能，是改善路面高低温性能、抗滑性以及耐久性最有效的手段之一。

我国目前常用的改性剂包括苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)、废旧胶粉(CR)、丁苯橡胶(SBR)等。虽然添加改性剂能够使沥青性能得到有效的改善，但改性沥青的科研和工程应用中也显现出越来越多的问题。SBS改性沥青(SBSMA)在部分工程实践中发现部分路段即使采用了SBS改性沥青，由于车流量不断增加以及特殊的大温差气候条件，沥青路面的早期病害仍然存在；SBS改性剂价格较高，导致改性沥青生产成本过高；SBS改性沥青在使用过程中也存在着服役温域窄，易发生老化等问题。总之，SBS改性技术发展己经相对成熟，但在实际工程应用中也存在着许多问题，如SBS掺量的成本和沥青性能之间存在矛盾、SBS改性沥青使用温度范围窄、不耐老化、改性剂和基质沥青存在配伍性等问题。

而橡胶改性沥青(CRMA)也在近些年逐渐推广应用，在改善沥青及沥青混合料路用性能等方面取得了一定的成果。废旧胶粉被用于沥青改性并取得了良好的改性效果。在橡胶沥青中，胶粉颗粒首先吸收沥青中的轻质组分发生溶胀，形成絮状结构，溶胀后的颗粒均匀地悬浮在沥青中，在高温状态下大分子发生脱硫和降解，转变为大量小型的网状结构以及少量的链状物。然而，橡胶沥青的实际工程应用中也存在着不少的问题，如高温黏度大、容易发生离析、施工和易性差，对沥青混合料的水稳定性能及抗冻性能的影响较为明显。

因此目前还需要针对现有的改性沥青的性能进一步的完善。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明提供一种低温SBS改性沥青及其制备方法，目的在于改善沥青施工性能。

本发明解决上述技术问题提供以下技术方案：

一种低温SBS改性沥青，其特征在于：以重量计，包括以下组分：

100份基质沥青，20-30份乙烯基聚硅氧烷改性SBS，5-20份乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、5-10份沥青稳定剂、5-10份高分子纤维、2-6份相容剂。

优选地，废旧橡胶粉的粒径为40-90目。

优选地，所述高分子纤维为聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种。

优选地，所述相容剂选自减三糠醛抽出油、催化油浆或橡胶油。

优选地，所述沥青稳定剂选自过氧化二异丙苯、硫磺粉或过氧化二叔丁基苯。

优选地，所述的基质沥青为去除水分的70号道路沥青或90号道路沥青。

优选地，所述的SBS为S/B前段比为30-40/70-60，熔体粘度为0.4-2g/min。

本发明所述的乙烯基聚硅氧烷改性SBS和乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉为乙烯基聚硅氧烷与SBS和废旧橡胶粉交联改性后得到。

本发明还提供一种低温SBS改性沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取基质沥青，加热到150-180℃，直到沥青完全熔融，加入乙烯基聚硅氧烷改性SBS，相容剂，发育30min-1h，然后加入乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、沥青稳定剂、高分子纤维、相容剂，继续发育30min-1h得到。

本发明中胶粉通过沥青的充分溶胀，吸收沥青中的轻质组分体积膨胀，缩小胶粉与沥青之间的密度差，借SBS在沥青中形成的网络结构阻止胶粉颗粒在沥青中的下沉，进而可以有效解决复合改性沥青的储存稳定性问题。加入胶粉颗粒和SBS改性剂对复合改性沥青的弹性恢复均有促进作用，由于在SBS和橡胶粉结构中引入硅氧烷结构，克服了单独使用SBS和橡胶粉改性沥青存在的缺陷，在沥青中分散更均匀，形成网状结构，改性沥青质量稳定，具有较好的高低温性能。

具体实施方式

本发明提供以下技术方案：

实施例：改性沥青的制备：

取100质量份70#基质沥青，加热到180℃，直到沥青完全熔融，加入20份乙烯基聚硅氧烷改性SBS，3份相容剂，发育1h，然后加入15份乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、5硫磺粉、5份聚丙烯纤维、3份三糠醛抽出油，继续发育1h得到。

1、针入度试验

针入度试验分别针对SBS改性沥青、改性沥青。试验按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)中的T0603-2011标准试验方法进行操作，所用仪器为可控温针入度仪，控温范围5℃～100℃，控温精度±0.1℃。为了更加具体地描述沥青的温度敏感性，每种沥青选取等间距的若干温度点进行试验，然后按规定的方法计算得到针入度指数。试验温度范围为5～25℃，在其间选取3个温度点，试验结果如表1所示。

表1不同温度下SBS改性沥青和改性沥青的针入度值(0.1mm)

2、延度试验

在一定的拉伸速度和拉伸温度条件下，标准试件两端被拉伸至断裂的长度，叫做沥青的延度，沥青的延度与沥青的使用性能有着密切的关系，尤其是低温延度(5℃)与沥青路面的低温开裂性能有着密切的关系。沥青的延度试验参照《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0605-2011标准方法进行操作。试验所用仪器为可控温延度仪，控温范围5.0℃～50.0℃，控温精度±0.1℃，最大拉伸长度150cm，精度为±0.1cm。对改性沥青进行低温延度测试研究中，前期的探索性试验中发现，当试验温度为15℃、拉伸速度为5cm/min时，改性沥青在拉伸长度60cm左右时，就会出现沉底现象，所以只能在拉伸速度不变的条件下将试验温度降低，最终将温度确定为5℃。

延度测试结果见表2：

表2中延度的测试数据的对比来看，充分反映了改性沥青在低温时具有良好的延展性，结合针入度的增加，表明改性沥青在较低温度的情况下仍具有一定的流动性，间接表明了改性沥青应该具有较好的温拌特性和低温施工的可行性。

3、软化点试验

软化点作为沥青评价的一个重要指标，可以很好的评价沥青结合料的高温性能，沥青结合料若有较高的软化点则可以保证沥青混合料在高温条件下有较好的抗变形能力。软化点试验(环球法)按照《JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的T0606-2011标准方法进行操作。试验所用仪器为可控温软化点仪，控温范围：5.0℃～100.0℃，控温精度：±0.1℃，时间精度±0.1s。对70号基质沥青、SBS改性沥青、改性沥青进行软化点测试(环球法)，试验结果如下表3：

改性沥青的软化点远低于SBS改性沥青软化点，略低于70号沥青软化点，说明改性沥青施工时有更好的流动性能，加入温度比70号基质沥青和SBS都要低，一定程度上也反映了其具有较好的温拌特性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种低温SBS改性沥青，其特征在于：以重量计，包括以下组分：

100份基质沥青，20-30份乙烯基聚硅氧烷改性SBS，5-20份乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、5-10份沥青稳定剂、5-10份高分子纤维、2-6份相容剂。

2.根据权利要求1所述一种低温SBS改性沥青，其特征在于：乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉的粒径为40-90目。

3.根据权利要求1所述一种低温SBS改性沥青，其特征在于：所述高分子纤维为聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述一种低温SBS改性沥青，其特征在于：所述相容剂选自减三糠醛抽出油、催化油浆或橡胶油。

5.根据权利要求1所述一种低温SBS改性沥青，其特征在于：所述沥青稳定剂选自过氧化二异丙苯、硫磺粉或过氧化二叔丁基苯。

6.根据权利要求1所述一种低温SBS改性沥青，其特征在于：所述的基质沥青为去除水分的70号道路沥青或90号道路沥青。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种低温SBS改性沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

取基质沥青，加热到150-180℃，直到沥青完全熔融，加入乙烯基聚硅氧烷改性SBS，相容剂，发育30min-1h，然后加入乙烯基聚硅氧烷改性废旧橡胶粉、沥青稳定剂、高分子纤维、相容剂，继续发育30min-1h得到。