CN115160808B - 一种高粘改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高粘改性沥青，以重量份计，包括：100份的基质沥青；5～9份的苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯的嵌段共聚物；10～20份的活化胶粉；1～5份的助溶剂；0.2～0.4份的稳定剂。本发明提供的高温改性沥青充分利用了低附加值产品废胶粉，使其资源利用最大化，且其添加量占比较大，进一步节约了高粘沥青的生产成本；通过基质沥青和其他成分的良好配伍性，使得各成分的作用有效发挥，产品综合性能优异，粘度突出，粘韧性、韧性指标良好，高低温性能良好，抗老化性能优异，储存稳定性良好；生产工艺简单，工业化转化方便。本发明还提供了一种高粘改性沥青的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于沥青技术领域，尤其涉及一种高粘改性沥青及其制备方法。
背景技术
高粘沥青普遍存在生产使用过程中抗热氧老化及紫外老化的能力弱，导致老化严重；高温储存不稳定，易产生聚合物与沥青的相分离；沥青胶结料的黏韧性不足，造成路面的抗冲击飞散性能较差，通车运营后普遍存在剥落、坑槽等病害，影响路面的使用性能；高粘度添加剂价格昂贵，造成材料成本大幅增加，推广困难，且添加剂与任意沥青的适配性未必良好，导致最终性能参差不齐，此外，高粘改性沥青核心成分往往是高分子聚合物，且掺加量大，也大大增加了生产成本；高温粘度大，导致施工和易性差。因此，开发一种综合性价比优异的高粘沥青产品是本领域人员的研究热点。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种高粘沥青及其制备方法，本发明提供的高粘沥青具有较好的综合性能。
本发明提供了一种高粘改性沥青，以重量份计，包括：
100份的基质沥青；
5～9份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物；
10～20份的活化胶粉；
1～5份的助溶剂；
0.2～0.4份的稳定剂。
优选的，所述基质沥青为南美、中东原油炼制得到的基质沥青。
优选的，所述基质沥青为70号基质沥青。
优选的，所述基质沥青中的胶质含量不低于20wt％；芳香分含量不低于40wt％；沥青质含量不高于15wt％；饱和分含量不低于10wt％。
优选的，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物选自岳阳石化791SBS、玉皇化工7301SBS、燕山石化4303SBS、独山子石化T161BSBS的一种或者多种。
优选的，所述活化胶粉由废旧轮胎制备得到。
优选的，所述活化胶粉为胶粉经化学机械法活化制备得到。
优选的，所述助溶剂选自曼特克增延剂、孚润达芳烃油、减线油的一种或者多种。
优选的，所述稳定剂选自博越稳定剂、中全防护稳定剂的一种或者多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述的高粘改性沥青的制备方法，包括：
将石油沥青加热后与助溶剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯混合，再与稳定剂混合，得到高粘改性沥青；
所述加热的温度为170～180℃。
现有技术中的高粘沥青高温性能优异，但低温性能不足；高低温性能优异，但储存稳定性不佳；施工和易性好，但对石料的裹附性能不佳；本发明提供了一种综合性能优异的高粘沥青产品，且制备过程中添加了废胶粉，在成本和环保方面也有一定的优势。
本发明中所采用的原料和制备工艺，可以使得原料的配伍性更加优异，更能发挥各个原料之间的正向协同作用。本发明提供的高温改性沥青充分利用了低附加值产品废胶粉，使其资源利用最大化，且其添加量占比较大，进一步节约高粘沥青的生产成本；通过基质沥青和其他成分的良好配伍性，使得各成分作用有效发挥，最终的体现是产品综合性能优异，粘度突出，粘韧性、韧性指标良好，高低温性能良好，抗老化性能优异，储存稳定性良好；生产工艺简单，工业化转化方便。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高粘改性沥青，以重量份计，包括：
100份的基质沥青；
5～9份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物；
10～20份的活化胶粉；
1～5份的助溶剂；
0.2～0.4份的稳定剂。
在本发明中，所述基质沥青优选为南美、中东原油炼制得到的基质沥青；所述基质沥青优选为70号基质沥青，所述基质沥青中的胶质含量优选不低于20wt％；芳香分含量优选不低于40wt％；沥青质含量优选不高于15wt％；饱和分含量优选不低于10wt％。
在本发明中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物的质量份数优选为6～8份，更优选为7份。
在本发明中，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物优选选自岳阳石化791SBS、玉皇化工7301SBS、燕山石化4303SBS、独山子石化T161BSBS的一种或者多种。
在本发明中，所述活化胶粉优选为12～18份，更优选为14～16份，最优选为15份。
在本发明中，所述活化胶粉优选由废旧轮胎制备得到，为普通胶粉经化学机械法活化所得，活化胶粉相比普通胶粉，粒度更细，与沥青的相容性也更好，且经活化后，胶粉中的部分炭黑等成分处于游离状态，对改善沥青的抗老化性能有益。在本发明中，所述活化胶粉优选为江苏中宏环保科技有限公司提供的环保活化胶粉。
在本发明中，所述助溶剂的重量份数优选为2～4份，更优选为3份。
在本发明中，所述助溶剂优选选自曼特克增延剂、孚润达芳烃油、减线油的一种或者多种。
在本发明中，所述稳定剂的重量份数优选为0.25～0.35份，更优选为0.3份。
在本发明中，所述稳定剂优选选自博越稳定剂、中全防护稳定剂的一种或者多种。
本发明提供了一种上述技术方案所述的高粘改性沥青的制备方法，包括：
将基质沥青加热后与助溶剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)混合，再与稳定剂混合，得到高粘改性沥青。
在本发明中，所述基质沥青、助溶剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、稳定剂的重量份数与来源与上述技术方案所述一致，在此不再赘述。
在本发明中，所述加热的温度优选为170～180℃，更优选为172～178℃，最优选为174～176℃。
在本发明中，所述与助溶剂、SBS混合优选在剪切机中高速剪切混合；所述高速剪切的转速优选为4000～6000rpm，更优选为4500～5500rpm，最优选为5000rpm；所述高速剪切的时间优选为40～60min，更优选为45～55min，最优选为50min。
在本发明中，所述与稳定剂混合的温度优选为175～185℃，更优选为178～182℃，最优选为180℃。
在本发明中，所述与稳定剂混合后优选还包括：
低速发育。
在本发明中，所述低速发育的搅拌速度优选为400～800rpm，更优选为500～700rpm，最优选为600rpm；低速发育的时间优选为3～7h，更优选为4～6h，最优选为5h。
本发明中所采用的原料和制备工艺，可以使得原料的配伍性更加优异，更能发挥各个原料之间的正向协同作用。
本发明以下实施例中所采用的基质沥青为山东海韵沥青有限公司提供的70号A级道路石油沥青，孚润达芳烃油为山东孚润达化工有限公司提供的GXLQY系列型号的产品，活化胶粉为江苏中宏环保科技有限公司提供的环保活化胶粉，791SBS为中石化岳阳巴陵石化公司提供的791型号的SBS产品，博越稳定剂为东营润丰博越石油技术有限公司提供的HMD-2型号的产品，曼特克增延剂为东营曼特克石油化工有限公司提供的增延剂产品，中全防护稳定剂为山东中全防护科技有限公司提供的稳定剂产品，减线油为山东京博石油化工有限公司提供的减线油产品，T161BSBS为独山子石化公司提供的T161B型号的SBS产品，7301SBS为山东玉皇化工有限公司提供的7301型号的SBS产品，4303SBS为燕山石化公司提供的4303型号的SBS产品。
实施例1
以重量份计，将100份基质沥青加热至170℃，加入4份的孚润达芳烃油、20份的活化胶粉、9份的791SBS，采用剪切机，按照5000rpm的转速高速剪切50min，然后加入0.3份的博越稳定剂，600rpm搅拌发育5h，得到高粘改性沥青。
实施例2
以重量份计，将100份基质沥青加热至170℃，加入3份的曼特克增延剂、16份的活化胶粉、7份的T161BSBS，采用剪切机，按照4000rpm的转速高速剪切60min，然后加入0.4份的中全防护稳定剂，600rpm搅拌发育4h，得到高粘改性沥青。
实施例3
以重量份计，将100份基质沥青加热至170℃，加入2份的减线油、12份的活化胶粉、3份的7301SBS、2份的4303SBS，采用剪切机，按照4000rpm的转速高速剪切30min，然后加入0.25份的博越稳定剂，600rpm搅拌发育3h，得到高粘改性沥青。
性能检测
采用国内JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》标准及国外AASHTO M320-03标准方法，对本发明实施例制备的高粘改性沥青的性能进行检测，检测结果如下：
| 测试指标 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 针入度(25℃，100g)，dmm | 40 | 42 | 43 |
| 软化点，℃ | 101 | 97.5 | 92.0 |
| 延度(5℃，5cm/min)，cm | 23 | 21 | 20 |
| 运动粘度(175℃)，pa.s | 2.95 | 2.65 | 1.31 |
| 动力粘度(60℃)，pa.s | 962726 | 606093 | 577476 |
| 弹性恢复，％ | 98 | 98 | 98 |
| 离析，℃ | 0.6 | 1.0 | 0.7 |
| 粘韧性(30℃)，N·m | 20.6 | 26.6 | 22.1 |
| 韧性(30℃)，N·m | 13.9 | 14.0 | 15.3 |
| 针入度比(RTFOT后)，％ | 87 | 85 | 84 |
| PG等级 | 106～22 | 94～22 | 88～22 |
本发明提供的高粘改性沥青充分利用了低附加值产品废胶粉，使其资源利用最大化，且其添加量占比较大，进一步节约高粘沥青的生产成本；通过基质沥青和其他成分的良好配伍性，使得各成分作用有效发挥，最终的体现是产品综合性能优异，粘度突出，粘韧性、韧性指标良好，高低温性能良好，抗老化性能优异，储存稳定性良好；生产工艺简单，工业化转化方便。
虽然已参考本发明的特定实施例描述并说明本发明，但是这些描述和说明并不限制本发明。所属领域的技术人员可清晰地理解，在不脱离如由所附权利要求书定义的本发明的真实精神和范围的情况下，可进行各种改变，以使特定情形、材料、物质组成、物质、方法或过程适宜于本申请的目标、精神和范围。所有此类修改都意图在此所附权利要求书的范围内。虽然已参考按特定次序执行的特定操作描述本文中所公开的方法，但应理解，可在不脱离本发明的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。因此，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本申请的限制。
Claims (6)
1.一种高粘改性沥青，以重量份计，由以下组分组成：
100份的基质沥青；
5～9份的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物；
12～20份的环保活化胶粉；
2～4份的助溶剂；
0.25～0.4份的稳定剂；
所述基质沥青为70号基质沥青；
所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物选自岳阳石化791SBS、玉皇化工7301SBS、燕山石化4303SBS、独山子石化T161BSBS的一种或者多种；
所述助溶剂选自曼特克增延剂、孚润达芳烃油、减线油的一种或者多种；
所述稳定剂选自博越稳定剂、中全防护稳定剂的一种或者多种。
2.根据权利要求1所述的高粘改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为南美、中东原油炼制得到的基质沥青。
3.根据权利要求1所述的高粘改性沥青，其特征在于，所述基质沥青中的胶质含量不低于20wt％；芳香分含量不低于40wt％；沥青质含量不高于15wt％；饱和分含量不低于10wt％。
4.根据权利要求1所述的高粘改性沥青，其特征在于，所述活化胶粉由废旧轮胎制备得到。
5.根据权利要求1所述的高粘改性沥青，其特征在于，所述活化胶粉为胶粉经化学机械法活化制备得到。
6.一种权利要求1所述的高粘改性沥青的制备方法，包括：
将石油沥青加热后与助溶剂、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯混合，再与稳定剂混合，得到高粘改性沥青；
所述加热的温度为170～180℃。
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