CN116254006A - 一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高温热解高掺量胶粉‑岩沥青复合改性沥青及其制备方法。该改性沥青的原材料包括以下重量份组分：100份的基质沥青、60‑100份的废旧轮胎胶粉、20‑30份的岩沥青、2‑5份热塑性弹性体、5‑8份AES树脂、5‑8份聚丁二烯环氧树脂、0.5‑1份叔辛基苯酚甲醛树脂、0.5‑1.5份γ‑硫醇基丙基三甲氧基硅烷、1.5‑3份的脱硫剂。制备方法为高温热解法，主要包括胶粉预拌、高温热解剪切、改性剂热机械搅拌、保温发育。本发明的高温热解高掺量胶粉‑岩沥青复合改性沥青存储稳定；具有良好的高温、低温、耐久性能；在充分满足道路工程对沥青的性能要求的前提下，大幅提高了废旧胶粉的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及改性沥青领域，具体涉及一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着世界经济的不断发展，全球汽车数量不断增长，然而经济的繁荣也造成了废弃轮胎堆积的副作用。我国2021年废旧轮胎超过6亿条，轮胎橡胶本身难以分解、分裂的特性导致其不能进行常规的填埋处理，这也对环境造成了巨大的黑色污染。将废旧轮胎加工成胶粉作为改性剂添加进沥青中，既可有效缓解废旧轮胎带来的污染问题，又可以有效减少沥青的使用量。
目前现有的胶粉改性沥青技术仍存在以下瓶颈：
1、普通胶粉改性沥青的胶粉内掺含量很难超过30％，极大的限制了废旧胶粉的利用率，虽然通过湿法工艺进一步提高了胶粉掺量，但随之而来的施工和易性、存储稳定性等问题需要进一步解决。
2、胶粉颗粒粒径较大，与沥青相容性低，对胶粉进行进一步精细加工又会产生二次污染，得不偿失。此外，过大的颗粒也会影响胶粉与交联剂的作用效果，使成品沥青产生离析。
3、改性后的高温稳定性、耐久性等问题限制了胶粉改性沥青的进一步发展利用。相比SBS改性沥青，胶粉改性沥青的高温性能差，在夏季高温环境下易产生车辙问题，限制了胶粉改性沥青的应用地域。此外，胶粉颗粒的老化也会使得胶粉改性沥青的耐久性变差，导致路面使用性能降低。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷的至少一个而提供一种存储稳定；具有良好的高温、低温、耐久性能；在充分满足道路工程对沥青的性能要求的前提下，大幅提高了废旧胶粉利用率的高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明采用预活化高温裂解工艺，使胶粉颗粒充分脱硫降解，大幅提高了胶粉颗粒与基质沥青的相容性。采用分段制备工艺，合理配比分阶段添加岩沥青、AES树脂、热塑性弹性体改善胶粉沥青的耐久性、高温稳定性。并通过聚丁二烯环氧树脂等助剂使得改性沥青内部形成三维网状结构，提高各组分的相容性，保证成品改性沥青的施工和易性以及存储稳定性，具体方案如下：
一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，该改性沥青的原材料包括以下重量份组分：100份的基质沥青、60-100份的废旧轮胎胶粉、20-30份的岩沥青、2-5份热塑性弹性体、5-8份AES树脂、5-8份聚丁二烯环氧树脂、0.5-1份叔辛基苯酚甲醛树脂、0.5-1.5份γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷、1.5-3份的脱硫剂。
进一步地，所述岩沥青的灰分含量为10-25％，含水率小于2％，硬质沥青含量大于75％。
进一步地，所述的塑性弹塑体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)，其中，苯乙烯的含量为30-40％，两端苯乙烯的数均分子量为1万-1.5万，断裂伸长率为880％，拉伸强度不小于16MPa。
进一步地，所述的AES树脂为乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，密度为1.03-1.04g/cm3，热变形温度为85-105℃，拉伸强度大于50MPa。
进一步地，所述聚丁二烯环氧树脂的分子量为1500-2000，环氧基含量大于7％，25℃下的黏度大于170Pa.s。
进一步地，所述叔辛基苯酚甲醛树脂的分子量为1000-1200，熔点为65-75℃。
进一步地，所述γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，其分子量为196.34，沸点为212℃。
进一步地，所述的脱硫剂为四甲基癸炔二醇。
一种如上所述高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青的制备方法，该方法包括以下步骤：
按质量份，将废旧轮胎胶粉与脱硫剂，混合搅拌后，进行预活化；
将基质沥青加热保温后，加入预活化的废旧轮胎胶粉和AES树脂，然后进行剪切；
剪切完成后降温，并添加岩沥青，热塑性弹性体，γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，再进行剪切，剪切完成后加入聚丁二烯环氧树脂和叔辛基苯酚甲醛树脂，继续搅拌；
混合物在更低的温度下发育后，得到高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青。
进一步地，所述预活化的温度为100-120℃，时间为60-80min；
基质沥青加热保温的温度为250-270℃，优选260℃，剪切的速率为3000-4000r/min，时间为5-7h，优选6h；
剪切完成后降温的温度为170-190℃，优选180℃，再进行剪切的速率为3000-4000r/min，时间为30-60min；
发育的温度为140-160℃，优选150℃，时间为1-3h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提高了胶粉颗粒与基质沥青的相容性，采用预活化将脱硫剂与胶粉预拌使胶粉初步脱硫活化，再采用高温热解工艺，使胶粉可以充分降解，打断硫交联键。通过两阶段脱硫工艺，可以极大提高胶粉与沥青的相容性；
(2)本发明添加了AES树脂，其成分为乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，AES树脂中的橡胶主链几乎不含(或含有很少)的双键，因此AES树脂具有良好的稳定性。AES树脂的加入可以有效提升胶粉改性沥青的耐久性，并在改性沥青制备过程中起到一定减少沥青老化的作用；
(3)本发明中添加了岩沥青、热塑性弹性体。SBS是常用的沥青改性剂，可有效提高胶粉改性沥青的高温性能和弹性恢复，但SBS与沥青相容性不高限制了其使用的掺量。需要说明的是，星型SBS的网络结构较线型SBS更为复杂，对于改性沥青整体三维网络结构的形成更有利。岩沥青具有与沥青相似的化学结构，可以与沥青较好的相容，同时岩沥青对自由氧化基有较好的抵抗性，使改性沥青耐久性提高。同时本发明使用较高含量的岩沥青来替代部分SBS掺量，在最大程度保证改性沥青路用性能的基础上，降低了成本。岩沥青和SBS具有协同作用，二者均可提高改性沥青的高温性能，同时岩沥青的浸润效果，可以与沥青更好的相容并替代部分SBS；
(4)本发明中添加了γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，是一种硅烷偶联剂和补强剂，其其分子量为196.34，沸点为212℃，可以显著提高橡胶的力学性能。γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷作为一种硅烷偶联剂可以有效提高改性沥青的黏附性，使改性沥青可以更好地与集料粘结。此外，γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷可与岩沥青中的无机物交联，与无机成分表面形成粘接键，使无机物与聚合物之间的结合力增强，有利于改性沥青稳定体系的形成；
(5)本发明中添加了聚丁二烯环氧树脂，其分子量为1500-2000，环氧基含量大于7％，25℃下的黏度大于170Pa.s。聚丁二烯环氧树脂分子结构上的双键，有利于改性沥青内部网状结构的形成，使沥青中的聚合物进一步交联，有效提高改性沥青的强度；
(6)本发明中添加了叔辛基苯酚甲醛树脂，是一种硫化胶，其分子量为1000-1200，熔点为65-75℃。叔辛基苯酚甲醛树脂的改性效果较含硫磺的硫化胶更好，其可在沥青中形成稳定的三维网络结构，可与SBS协同作用，促进聚合物在沥青中的分散，并减少离析现象的产生。需要说明的是，叔辛基苯酚甲醛树脂硫化胶的加入与第一阶段胶粉颗粒的高温脱硫并不冲突，高温热解是为了提高胶粉与沥青的相容性，而加入硫化胶是为了使改性沥青内部形成稳定的胶体结构，提升施工和易性减少离析情况的产生；
(7)综上可知，本发明的制备方法获得的高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，可以在保证其他主要路用性能的前提下，显著提高改性沥青高温性能、耐久性，并可有效提升胶粉改性沥青的存储稳定性和施工和易性。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一、原材料选择
基质沥青为埃索70号道路用石油沥青，针入度为6.81mm，PG分级为64-22；
废旧轮胎胶粉为安强高耐磨粉橡胶有限公司产的20目江阴胶粉；
岩沥青采用青川岩沥青，灰分含量为12％，含水率为0.2％，硬质沥青含量为87.3％；
热塑性弹性体为独山子石化分公司产的星型SBS T161B，拉伸强度为17.7MPa；
AES树脂为上海锦湖日丽塑料有限公司生产的HW600G通用级AES树脂，热变形温度为90℃，拉伸强度为55MPa；
聚丁二烯环氧树脂为天津津东化工厂生产的高黏度聚丁二烯环氧树脂，其分子量为1500-2000，环氧基含量7-8％；
叔辛基苯酚甲醛树脂由美国Rohma.Haas生产，其分子量为1000-1200，熔点为65-75℃。
γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷由美国Ware公司生产；
四甲基癸炔二醇由北京路德永泰环保科技生产。
二、材料制备
按质量份称取后，按下述步骤制备高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青：
a.20目废旧轮胎胶粉与脱硫剂，混合搅拌10min，在100-120℃的条件下预活化60-80min；
b.将基质沥青加热至260℃并保持恒定温度，边搅拌边缓慢加入步骤a中的活化橡胶粉，AES树脂，待完全加入后开始计时，使其在3000-4000r/min的速度下剪切6h至充分高温热解；
c.步骤b剪切完成后降温至180℃，添加岩沥青，热塑性弹性体，γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，以3000-4000r/min的速度剪切30-60min，完成后加入聚丁二烯环氧树脂和叔辛基苯酚甲醛树脂，继续搅拌60min；
d.步骤c完成后在150℃条件下发育1-3h，得到高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青。
三、性能测试
1.软化点、5℃延度、弹性恢复、离析、老化后延度、老化后针入度比、沥青混合料动稳定度指标，测试标准为《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)，混合料试件级配采用AC-13。
2.改性沥青76℃动态复数剪切模量(G*)根据AASHTO T315-09确定，拉拔试验根据AASHTO TP-91确定。测试方法见表1。
表1
实施例1、对比例1-3
由实施例1与对比例1-3对比可知，四甲基癸炔二醇的添加可以有效提高胶粉颗粒与沥青的相容性，添加四甲基癸炔二醇后，改性沥青离析软化点仅为1.2℃，存储稳定性较好。此外，改性沥青的延度，动稳定度，拉拔强度等指标都有明显提升。其老化后延度和老化后针入度比也优于对比例，这是由于对比例中胶粉颗粒降解不完全甚至大部分未降解，老化后胶粉颗粒的降解导致改性沥青整体老化后性能变差。实施例1在经过预活化和高温热解工艺后，其胶粉颗粒降解完全，存储稳定性良好，未添加四甲基癸炔二醇的对比例1，其离析软化点为7.8℃，存储稳定性差。而未进行预活化步骤，直接将四甲基癸炔二醇与胶粉、基质沥青加热至260℃的对比例2，其离析软化点差为4.6℃。这说明四甲基癸炔二醇在步骤b中发生降解，导致四甲基癸炔二醇在胶粉降解过程中未发挥作用，这说明本发明的施工工艺a是必要的。对比例3虽然添加了四甲基癸炔二醇，但在步骤b中只加热至260℃剪切2h，其拉拔强度仅为1.66MPa，说明存在大颗粒胶粉降低了沥青的黏附性，离析软化点为10.5℃，离析现象严重，这同样说明胶粉颗粒大部分都没有降解脱硫，也说明本发明工艺步骤b是必要的。
综上，四甲基癸炔二醇的添加以及预活化、高温热解工艺能大大提升胶粉颗粒与沥青的相容性，解决了胶粉颗粒掺量低、成品离析的问题。
实施例2-4、对比例4-6
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | |
| 四甲基癸炔二醇 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| 基质沥青 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 废旧轮胎胶粉 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
| 岩沥青 | 20 | 26 | 30 | 35 | 0 | 26 |
| SBS | 5 | 3 | 2 | 0 | 8 | 5 |
| AES树脂 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 聚丁二烯环氧树脂 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 叔辛基苯酚甲醛树脂 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 软化点，℃ | 94.2 | 94.6 | 91.3 | 87.1 | 96.3 | 93.9 |
| 延度，cm | 56.7 | 49.3 | 46.9 | 34.2 | 59.3 | 55.5 |
| 弹性恢复，％ | 98.5 | 97.2 | 88.6 | 75.2 | 99.0 | 97.5 |
| 离析软化点差，℃ | 1.5 | 1.2 | 1.7 | 2.4 | 2.3 | 3.6 |
| 老化后延度，cm | 46.1 | 40.6 | 37.1 | 27.2 | 49.6 | 43.5 |
| 老化后针入度比，％ | 89.1 | 91.5 | 87.9 | 72.4 | 87.2 | 83.6 |
| 动稳定度，次/mm | 11233 | 16817 | 17947 | 18524 | 7438 | 10569 |
| G*，kPa | 3.47 | 3.38 | 3.33 | 2.52 | 4.02 | 3.11 |
| 拉拔强度，MPa | 3.56 | 3.45 | 3.39 | 3.21 | 3.26 | 1.54 |
由实施例2-4与对比例4-5对比可知，SBS与岩沥青的添加可以有效提高沥青的高温性能，实施例2-4软化点均超过了90℃。当仅使用岩沥青时，沥青混合料动稳定度指标大幅提升，为18524次/mm，说明岩沥青的加入使混合料高温抗车辙能力提升，然而岩沥青使得改性沥青低温条件下变脆，其延度与弹性恢复指标大幅下降，G*也略有下降。而当仅使用SBS时，动稳定度指标大幅下降，仅为7438次/mm，但弹性恢复能力和软化点有了极大的提高。此外，在单独使用SBS或岩沥青时，存储稳定性也较差，SBS的大量添加也会大幅提高改性沥青的成本。在二者进行复合配比使用时，改性沥青的动稳定度、延度、弹性恢复、G*、离析软化点差均得到提升，说明二者复配可以有效提高沥青的高温性能和弹性恢复能力，改性沥青的存储稳定性也有所提升。
由实施例2和对比例6对比可知，叔辛基苯酚甲醛树脂的添加可以有效提高改性沥青的拉拔强度。叔辛基苯酚甲醛树脂作为一种硫化胶，可以与SBS协同作用，促进改性沥青内部三维网状结构的形成，大幅提高改性沥青的黏附性。此外，叔辛基苯酚甲醛树脂的添加也可使改性沥青的存储稳定性得到提升。
实施例5-6、对比例7
| 实施例5 | 实施例6 | 对比例7 | |
| 四甲基癸炔二醇 | 2 | 2 | 2 |
| 基质沥青 | 100 | 100 | 100 |
| 废旧轮胎胶粉 | 80 | 80 | 80 |
| 岩沥青 | 26 | 26 | 26 |
| SBS | 3 | 3 | 3 |
| AES树脂 | 5 | 8 | 0 |
| 聚丁二烯环氧树脂 | 6 | 6 | 6 |
| 叔辛基苯酚甲醛树脂 | 1 | 1 | 1 |
| γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷 | 1 | 1 | 1 |
| 软化点，℃ | 94.1 | 89.7 | 83.1 |
| 延度，cm | 49.1 | 54.9 | 42.7 |
| 弹性恢复，％ | 97.8 | 96.4 | 87.2 |
| 离析软化点差，℃ | 1.3 | 0.9 | 3.2 |
| 老化后延度，cm | 40.0 | 49.8 | 28.2 |
| 老化后针入度比，％ | 91.2 | 96.5 | 67.1 |
| 动稳定度，次/mm | 15699 | 16095 | 14596 |
| G*，kPa | 3.36 | 3.99 | 3.30 |
| 拉拔强度，MPa | 3.40 | 3.44 | 3.19 |
由实施例5-6和对比例7对比可知，AES树脂的添加可以大幅提高胶粉改性沥青的耐久性，添加AES树脂后，改性沥青老化后延度超过40cm，老化后针入度比超过90％，软化点、延度指标也得到提升。而未添加AES树脂的对比例7，老化后沥青的针入度与延度都大幅下降，这说明AES树脂的添加可以极大改善胶粉改性沥青的耐久性，对改性沥青的高温性能也有一定提升。
实施例7-8、对比例8
| 实施例7 | 实施例8 | 对比例8 | |
| 四甲基癸炔二醇 | 2 | 2 | 2 |
| 基质沥青 | 100 | 100 | 100 |
| 废旧轮胎胶粉 | 80 | 80 | 80 |
| 岩沥青 | 26 | 26 | 26 |
| SBS | 3 | 3 | 3 |
| AES树脂 | 6 | 6 | 6 |
| 聚丁二烯环氧树脂 | 5 | 8 | 0 |
| 叔辛基苯酚甲醛树脂 | 1 | 1 | 1 |
| γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷 | 1 | 1 | 1 |
| 软化点，℃ | 93.7 | 94.3 | 82.1 |
| 延度，cm | 49.9 | 52.3 | 42.7 |
| 弹性恢复，％ | 95.4 | 94.5 | 87.8 |
| 离析软化点差，℃ | 1.1 | 1.3 | 2.5 |
| 老化后延度，cm | 39.9 | 43.4 | 32.2 |
| 老化后针入度比，％ | 89.5 | 87.9 | 84.6 |
| 动稳定度，次/mm | 15970 | 16929 | 13968 |
| G*，kPa | 3.30 | 4.43 | 2.32 |
| 拉拔强度，MPa | 3.41 | 3.66 | 3.29 |
由实施例7-8和对比例8对比可知，聚丁二烯环氧树脂的添加可以使G*大幅提高，有效提升改性沥青的高温强度，此外，添加聚丁二烯环氧树脂后，改性沥青的软化点和延度也有一定提升。对比例7中未添加聚丁二烯环氧树脂，其G*较低，存储稳定性也较差。
综上，采用本发明技术制备的高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合胶粉改性沥青可显著提升胶粉改性沥青的高温性能、弹性恢复、耐久性，并大幅提升胶粉与沥青的相容性，在改性沥青内部形成交联体系，具有良好的存储稳定性。在保证改性沥青优异的路用性能的同时大幅提高废旧胶粉颗粒的利用率，减少环境污染。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，该改性沥青的原材料包括以下重量份组分：100份的基质沥青、60-100份的废旧轮胎胶粉、20-30份的岩沥青、2-5份热塑性弹性体、5-8份AES树脂、5-8份聚丁二烯环氧树脂、0.5-1份叔辛基苯酚甲醛树脂、0.5-1.5份γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷、1.5-3份的脱硫剂。
2.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述岩沥青的灰分含量为10-25％，含水率小于2％，硬质沥青含量大于75％。
3.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述的塑性弹塑体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，其中，苯乙烯的含量为30-40％，两端苯乙烯的数均分子量为1万-1.5万，断裂伸长率为880％，拉伸强度不小于16MPa。
4.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述的AES树脂为乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物，密度为1.03-1.04g/cm3，热变形温度为85-105℃，拉伸强度大于50MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述聚丁二烯环氧树脂的分子量为1500-2000，环氧基含量大于7％，25℃下的黏度大于170Pa.s。
6.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述叔辛基苯酚甲醛树脂的分子量为1000-1200，熔点为65-75℃。
7.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，其分子量为196.34，沸点为212℃。
8.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述的脱硫剂为四甲基癸炔二醇。
9.一种如权利要求1-8任一项所述高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
按质量份，将废旧轮胎胶粉与脱硫剂，混合搅拌后，进行预活化；
将基质沥青加热保温后，加入预活化的废旧轮胎胶粉和AES树脂，然后进行剪切；
剪切完成后降温，并添加岩沥青，热塑性弹性体，γ-硫醇基丙基三甲氧基硅烷，再进行剪切，剪切完成后加入聚丁二烯环氧树脂和叔辛基苯酚甲醛树脂，继续搅拌；
混合物在更低的温度下发育后，得到高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青。
10.根据权利要求9所述的一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青的制备方法，其特征在于，所述预活化的温度为100-120℃，时间为60-80min；
基质沥青加热保温的温度为250-270℃，优选260℃，剪切的速率为3000-4000r/min，时间为5-7h，优选6h；
剪切完成后降温的温度为170-190℃，优选180℃，再进行剪切的速率为3000-4000r/min，时间为30-60min；
发育的温度为140-160℃，优选150℃，时间为1-3h。
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| CN107353655A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-17 | 河北省交通规划设计院 | 一种大掺量稳定型胶粉改性沥青及其制备方法 |
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| CN115140965A (zh) * | 2022-07-27 | 2022-10-04 | 广西交科集团有限公司 | 一种热处理/8501脱硫活化胶粉/sbs复合改性沥青及其制备方法和应用 |
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- 2023-03-23 CN CN202310292271.8A patent/CN116254006A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN112646382A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-04-13 | 广西交科集团有限公司 | 一种复合改性沥青及其制备方法 |
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