CN115895286B - 一种高粘高弹改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高粘高弹改性沥青，以重量份计，包括以下组分：75‑100份的渣油，1.5‑2.5份的助溶剂，4‑5份的聚合物改性剂，4‑6份的高粘改性剂，0.2‑0.4份的稳定剂。本发明通过添加特定改性剂，大幅度提高改性沥青60℃动力粘度、弹性恢复，有利于沥青路面长久使用；本发明通过对渣油、助溶剂四组分进行优选，选择合适的渣油、助溶剂进行改性沥青制备，提高渣油与改性剂之间的相容性，更利于提高原辅料之间的配伍性，提高高粘高弹改性沥青应用性能。
Description
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种高粘高弹改性沥青及其制备方法。
背景技术
高粘高弹改性沥青具有良好的粘附性、高温性能和抗疲劳性能、高弹性恢复、高60℃动力粘度，已经广泛应用于多空隙排水路面、降噪音路面。目前高粘高弹改性沥青生产方法大致分为三种，第一种是采用日本高粘改性剂TPS改性，改性沥青60℃动力粘度较大，但是高粘改性剂TPS价格昂贵，其加入量为12％左右，导致高粘高弹改性沥青成本较高，使用受到限制。第二种是采用SBS/树脂复合改性沥青，为提高改性沥青60℃动力粘度，需要SBS添加量较高，并且树脂添加量也较高，导致成本大幅度增加。第三种是SBS/橡胶粉复合改性沥青，利用废旧橡胶粉沥青可以提高高粘高弹改性沥青高温性能，但是橡胶粉改性沥青加工温度较高，沥青存储时间较短。设计一种提高改性沥青粘附性以及高温性能并且价格比较便宜、施工容易、储存时间较长的高粘改性沥青，是目前急需解决的技术难题。
公开号为CN107722648A的专利，公开了一种高粘高弹改性沥青制备方法，此专利采用SBS接枝共聚物/高粘树脂制备改性沥青，制备的改性沥青具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和耐老化性能，但是SBS、高粘树脂的添加量较高，成本较高，工业化应用受到限制。
公开号为CN106800787A的专利，公开了一种以SBS和废旧胶粉为改性剂制备改性沥青的方法，通过挤塑造粒获得了废胶粉/SBS/EVA共混颗粒。获得了具有优异的高低温性能、抗老化性能、高弹性恢复、高60℃动力粘度和耐高温储存的改性沥青，但是橡胶粉改性沥青加工温度较高，施工比较困难，沥青存储时间较短。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种具有良好的粘附性、高温性能和抗疲劳性能、高弹性恢复、高60℃动力粘度的高粘高弹改性沥青。并且价格比较便宜、施工容易、储存时间较长。
为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：
一种高粘高弹改性沥青，以重量份计，包括以下组分：
优选的，所述渣油为原油经常压或减压蒸馏所得的残余油。
优选的，并非所有的渣油都适合用于本申请的改性沥青，需要使用四组分合适的沥青，所述渣油四组分含量：沥青质7-12％，饱和分12％-18％，芳香分40％-45％，胶质24％-30％，蜡含量＜3.0％。
优选的，所述原油为环烷基原油和/或中间基原油。
优选的，所述渣油的针入度为65～75dmm。
为了更有利于调整沥青组分结构，提高原辅料之间配伍性，所述助溶剂为软化油，软化油闪点≥220℃；所述软化油四组分含量：芳香分50％-65％，饱和分10％-25％，胶质3％-10％，沥青质≤1％。
优选的，所述聚合物改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物，所用SBS为线型SBS，所述改性剂分子量在10万-15万。
优选的，所述高粘改性剂为聚烯烃类弹性体，优选的，高粘改性剂为乙烯-辛烯共聚物。
优选的，所述稳定剂主要成分为硫磺。
本发明还提供了上述高粘高弹改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
S1、将基质沥青、聚烯烃弹性体、SBS、助溶剂在170-185℃下进行充分溶胀，溶胀时间为40-60min；
S2、将溶胀后的沥青在175-180℃下进行剪切，剪切时间为50-60min；
S3、将剪切后的沥青，加入稳定剂，在175-185℃下进行发育，发育时间为120min-150min，得到高粘高弹改性沥青。
优选的，所述溶胀温度为185℃，溶胀时间为50min，所述剪切温度为180℃，剪切速率为4500r/min，剪切时间为60min，所述发育温度为185℃，发育时间为120min。
本发明提供的上述高粘高弹改性沥青原料易得，在高粘高弹改性沥青中有广泛的应用前景。
与现有技术相比，本发明获得了以下有益效果：
1、本发明原料品种简单，环保，无废胶粉加入，在高温下不会产生难闻气味，更加环保易推广。
2、本发明通过添加特定改性剂，大幅度提高改性沥青60℃动力粘度、弹性恢复，有利于沥青路面长久使用。
3、本发明通过对渣油、助溶剂四组分进行优选，选择合适的渣油、助溶剂进行改性沥青制备，提高渣油与改性剂之间的相容性，更利于提高原辅料之间的配伍性，提高高粘高弹改性沥青应用性能。
4、本发明所使用改性剂价格便宜，降低高粘高弹改性沥青生产成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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高弹改性沥青，以重量份计，包括以下组分：
本发明提供的高粘高弹改性沥青包括渣油，所述渣油的重量份数为75-100份。在本发明的某些实施例中，所述渣油的重量分数为100份。
本发明所述渣油选用四组分合适的直馏沥青，四组分含量：沥青质7-12％，饱和分12％-18％，芳香分40％-45％，胶质24％-30％，蜡含量＜3.0％。所述渣油的针入度为65～75dmm。所述渣油可以为马瑞70号基质沥青、AWB 70号基质沥青。
本发明所述助溶剂软化油闪点≥220℃。选择闪点较高的软化油更有益于改性沥青抗老化性能提升。选择四组分合适的软化油，有利于调整沥青组分结构，提高原辅料之间配伍性。所述软化油四组分含量：芳香分50％-65％，饱和分10％-25％，胶质3％-10％，沥青质≤1％。在本发明的某些实施例中，所述助溶剂的重量分为1.5份。
本发明所述聚合物改性剂所述聚合物改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的嵌段共聚物。所用SBS为线型SBS，所述改性剂分子量在10万-15万。在本发明实施例中所述聚合物改性剂可以为791H、7301H，聚合物改性剂重量份为5％。
本发明所述高粘改性剂为乙烯-辛烯共聚物。在本发明的某些实施例中，所述高粘改性剂具体为聚烯烃弹性体。高粘改性剂重量份为5.5份。所述高粘改性剂与沥青相容性较好，改性过程中容易形成相容性较好，稳定性较高的空间网络结构。制备的高粘高弹改性沥青具备较好的抗老化性能、粘附性、弹性恢复能力。
本发明所述稳定剂主要成分为硫磺。在本发明的某些实施例中，所述稳定剂的重量份为0.3份。
本发明还提供了一种高粘高弹改性沥青制备方法，包括以下步骤：
S1、将基质沥青、聚烯烃弹性体、SBS、助溶剂在170-185℃下进行充分溶胀，溶胀时间为40-60min。在某些实施例中，所述溶胀温度为185℃，溶胀时间为50min。
S2、将溶胀后的沥青在175-180℃下进行剪切，剪切时间为50-60min。在某些实施例中，剪切温度为180℃，剪切速率为4500r/min，剪切时间为60min。
S3、将剪切后的沥青，加入稳定剂，在175-185℃下进行发育，发育时间为120min-150min，在某些实施例中，在某些实施例中，发育温度为185℃，发育时间为120min，得到高粘高弹改性沥青。
本发明提供的改性沥青的制备方法只需要将原料进行溶胀、剪切、发育，即可得到高粘高弹改性沥青，制备工艺简单，成本较低，得到的改性沥青储存稳定性较好，改性剂与沥青的相容性较优。本发明提供的上述高粘高弹改性沥青原料易得，在高粘高弹改性沥青中有广泛的应用前景。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种改性沥青及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
以下实施例所用的原料均为一般市售。
实施例1
将500g马瑞70号基质沥青(沥青质11.74％，饱和分17.1％，芳香分42.7％，胶质24.73％，蜡含量＜3.0％)、10g助溶剂、22.5g 791H SBS、25g聚烯烃弹性体加入1L搪瓷缸中，185℃下溶胀50min，剪切完毕后将得到的样品进行剪切，控制温度180℃，4500r/min的转速剪切60min，剪切完毕后的样品加入1.5g稳定剂，控制温度185℃，搅拌发育2h，得到高粘高弹改性沥青材料。
实施例2
将500g AWB70号基质沥青(沥青质11.05％，饱和分17.9％，芳香分44.6％，胶质24.7％，蜡含量＜3.0％)、10g助溶剂、22.5g 791H SBS、25g聚烯烃弹性体加入1L搪瓷缸中，185℃下溶胀50min，剪切完毕后将得到的样品进行剪切，控制温度180℃，4500r/min的转速剪切60min，剪切完毕后的样品加入1.5g稳定剂，控制温度185℃，搅拌发育2h，得到高粘高弹改性沥青材料。
对比例1
将500g伊重70号基质沥青(沥青质15.8％，饱和分20.2％，芳香分38.6％，胶质21.8％，蜡含量＜3.0％)、10g助溶剂、22.5g 791H SBS、25g聚烯烃弹性体加入1L搪瓷缸中，185℃下溶胀50min，剪切完毕后将得到的样品进行剪切，控制温度180℃，4500r/min的转速剪切60min，剪切完毕后的样品加入1.5g稳定剂，控制温度185℃，搅拌发育2h，得到高粘高弹改性沥青材料。
对比例2
将500g马瑞70号基质沥青(沥青质11.74％，饱和分17.1％，芳香分42.7％，胶质24.73％，蜡含量＜3.0％)、10g助溶剂、22.5g 791H SBS、25g高粘改性剂TPS加入1L搪瓷缸中，185℃下溶胀50min，剪切完毕后将得到的样品进行剪切，控制温度180℃，4500r/min的转速剪切60min，剪切完毕后的样品加入1.5g稳定剂，控制温度185℃，搅拌发育2h，得到高粘高弹改性沥青材料。
表1对比实施例1-2和比较例1-2得到的高粘高弹改性沥青材料的性能进行检测，检测结果如下表所示：
从表1可以看出，本发明制备的高粘高弹改性沥青，粘度指标较高，与集料具有较好的粘附性，弹性恢复指标较好，使改性沥青回弹性较好。通过对渣油四组分进行优选，选择合适的渣油进行改性沥青制备，提高渣油与改性剂之间的相容性，更利于提高原辅料之间的配伍性，提高高粘高弹改性沥青应用性能。原料品种简单，环保，无废胶粉加入，在高温下不会产生难闻气味，更加环保易推广。改性剂价格便宜，降低高粘高弹改性沥青生产成本。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (4)
1.一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，以重量份计，由以下组分组成：
渣油 75-100份；
助溶剂 1.5-2.5份；
聚合物改性剂 4-5份；
高粘改性剂 4-6份；
稳定剂 0.2-0.4份；
所述渣油为原油经常压或减压蒸馏所得的残余油；
所述渣油四组分含量：沥青质7-12%，饱和分12%-18%，芳香分40%-45%，胶质24%-30%，蜡含量＜3.0％；
所述渣油的针入度为65～75dmm；
所述助溶剂为软化油，软化油闪点≥220℃；所述软化油四组分含量：芳香分50%-65%，饱和分10%-25%，胶质3%-10%，沥青质≤1%；
所述聚合物改性剂为分子量在10万-15万的线型SBS；
所述高粘改性剂为乙烯-辛烯共聚物。
2.根据权利要求1所述的高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述稳定剂为硫磺。
3.一种权利要求1或2高粘高弹改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将渣油、乙烯-辛烯共聚物、线型SBS、助溶剂在170-185℃下进行充分溶胀，溶胀时间为40-60min；
S2、将溶胀后的渣油在175-180℃下进行剪切，剪切时间为50-60min；
S3、将剪切后的渣油，加入稳定剂，在175-185℃下进行发育，发育时间为120min-150min，得到高粘高弹改性沥青。
4.根据权利要求3所述的高粘高弹改性沥青的制备方法，其特征在于，所述溶胀温度为185℃，溶胀时间为50min，所述剪切温度为180℃，剪切速率为4500r/min，剪切时间为60min，所述发育温度为185℃，发育时间为120min。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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