CN1184263C - 一种复合改性沥青及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合改性沥青及其制法。改性沥青的组成为：道路沥青90%～98%(wt%)，非晶态聚-a烯烃(APAO)1%～6%(wt%)，丁苯橡胶(SBR)1%～4%(wt%)。改性沥青的制备方法是：将沥青加热至100～200℃，加入APAO和SBR，在搅拌速度20～600r/min下混合0.5～4h，直至混合均匀，即为复合改性沥青。本发明改性沥青的特点是制备简单，体系稳定，具有较好的耐高、低温综合性能，可用于高等级道路、机场跑道、停车场、桥梁等道面的铺装。
Description
1.技术领域
本发明涉及一种制备简单、性能稳定的且具有优良耐高低温综合性能的改性沥青及其制备方法，该沥青适用于高等级道路、机场跑道、桥梁、停车场等场合道面的铺装。
2.背景技术
沥青是常用而价廉的铺路材料，但沥青材料的固有缺点是热淌冷脆、感温性强，铺路时夏天路面变软易出现车辙、拥包等现象；冬天出现路面裂纹，影响路面的行车舒适性和使用寿命，特别是车辆的大型化和交通量的增加，交通趋于渠道化，路面受到反复碾压而出现疲劳裂纹的现象大大增加，沥青材料不能满足要求的矛盾日益突出。
为了改善沥青的感温性，通常加入橡胶、树脂、热塑性弹性体等高分子，如丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯(PE)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。这些高分子材料的加入，大大改进了沥青材料的感温性，拓宽了沥青材料的应用温度区间，但是PE等树脂类沥青改性剂通常只能改善沥青的耐高温性能，并且需要高剪切研磨设备才能使其均匀分散，改性沥青稳定性差，易分层，制造费用高；SBR等橡胶类沥青改性剂主要改善沥青的耐低温性能，其特点是可以显著的改善沥青的低温延度，提高沥青的低温抗裂性，但其缺点是对沥青的软化点提高不大，改善耐高温作用较小；SBS类热塑性弹性体尽管可以同时改善沥青的高低温性能，但需要高剪切研磨设备，制造费用高，使用不便。非晶态聚-a烯烃(APAO)是近年来出现的一种新型沥青改性剂，易与沥青混合，使用方便，与沥青的相容性好，对道路沥青的耐高温性能有显著的改善作用，但其存在的缺点是对沥青低温性能的改善较差。
3.发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足，本发明同时采用非晶态聚-a烯烃(APAO)和丁苯橡胶(SBR)对沥青进行复合改性，这有效地利用了APAO和SBR的各自优点，达到了优势互补的效果，以此得到耐高、低温综合性能优良的复合改性沥青。同时，制备该改性沥青不需要高剪切设备，使制造费用显著降低，因此该方法具有制备简单、使用方便等优点。
本发明是这样实现的，首先将道路沥青加热到100～200℃，最好为170～180℃，加入1％～6％的APAO(wt％)和1％～4％(wt％)的SBR，开动搅拌(普通的浆式搅拌机即可)，搅拌速度为20～600r/min，最佳搅拌速度是400～600r/min；搅拌时间为0.5～4h，最佳混合时间为0.5～1.0h，至改性剂熔化均匀为止。该方法采用的道路沥青的针入度是40～200 1/10mm，最好是60～130 1/10mm，软化点是30～80℃，最好是40～60℃；采用的非晶态聚-a烯烃(APAO)的熔融粘度为1000～20000CPs，软化点为120～155℃；采用的丁苯橡胶(SBR)是苯乙烯-丁二烯无规共聚型通用丁苯橡胶，其中苯乙烯的含量为20％～30％(wt％)，在改性沥青的制备过程中，为便于丁苯橡胶(SBR)在沥青中的溶解，首先将SBR按10％～35％(wt％)∶56％～90％(wt％)的比例溶于高芳烃馏分中，制得SBR母体后再加入到道路沥青中对其进行改性，其中高芳烃馏分可以是橡胶填充油、糠醛抽提减压馏分或芳烃抽提减压馏分等。改性剂的加量、两种改性剂的比例视具体用途而定。
本发明的优点在于：
a.生产简单，不需高剪切研磨设备，制造费用低。
b.可现场调配，应用方便。
c.复合改性沥青具有优良的耐高低温综合性能，并可根据不同的用途，通过调整两种改性剂的比例获得不同性能的改性沥青。
4.具体实施方式
例1
将376g90#道路沥青加热至160℃，加入8gAPAO、16gSBR母料(SBR含量25wt％)，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1
例2
将340g90#道路沥青加热至160℃，加入12gAPAO、48gSBR母料(SBR含量25wt％)，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1。
比较例1
将388g90#道路沥青加热至160℃，加入12gAPAO，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1
比较例2
将376g90#道路沥青加热至160℃，加入24gAPAO，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1
比较例3
将352g90#道路沥青加热至160℃，加入48gSBR母料(SBR含量25wt％)，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1
比较例4
将304g90#道路沥青加热至160℃，加入96gSBR母料(SBR含量25wt％)，搅拌速度560r/min，搅拌时间0.5h，改性剂溶解均匀，测定改性沥青性能。见表1
表1复合改性沥青的性能
| 项 目 | 原 料 | 例12％APAO+1％SBR | 例23％APAO+3％SBR | 比较例13％APAO | 比较例26％APAO | 比较例33％SBR | 比较例46％SBR |
| 针入度/0.1mm | 90 | 60 | 58 | 54 | 42 | 77 | 75 |
| 软化点/℃ | 48 | 53 | 57 | 54 | 59 | 50 | 53 |
| 延度(5℃)/cm | 8 | 20 | 50 | 4.5 | 5.0 | ＞150 | ＞150 |
| 针入度指数PI | -0.2041 | -0.0288 | 0.7891 | -0.0606 | 0.4095 | -0.1089 | 0.5798 |
由表1看出，沥青中加入改性剂后，针入度指数PI都增加，说明沥青对温度的敏感性降低；改性沥青的软化点增加，说明沥青的抗高温性能提高；同时还看出，复合改性沥青的低温延度较原料增加，说明其低温抗裂性提高，复合改性沥青具有较好的抗高、低温综合性能。
Claims (12)
1、一种复合改性沥青，其特征是，以重量百分数计，由道路沥青90％～98％、非晶态聚-α烯烃1％～6％和丁苯橡胶1％～4％组成，所述的非晶态聚-α烯烃的熔融粘度为1000～20000CPs，软化点为120～155℃。
2、根据权利要求1的复合改性沥青，其特征是所述的丁苯橡胶是苯乙烯-丁二烯无规共聚型通用丁苯橡胶，其中苯乙烯的重量含量为20％～30％。
3、根据权利要求1的复合改性沥青，其特征是所述的道路沥青的针入度是40～2001/10mm，软化点是30～80℃。
4、根据权利要求1的复合改性沥青，其特征是所述的道路沥青的针入度是60～1301/10mm，软化点是40～60℃。
5、一种制备权利要求1的复合改性沥青的方法，其特征是采用非晶态聚-α烯烃和丁苯橡胶对道路沥青进行复合改性。
6、根据权利要求5的方法，其特征是所述的丁苯橡胶是苯乙烯-丁二烯无规共聚型通用丁苯橡胶，其中苯乙烯的重量含量为20％～30％。
7、根据权利要求5的方法，其特征是将所述的丁苯橡胶按10％～35％∶56％～90％的重量比例溶于高芳烃馏分中，制得丁苯橡胶母体后再加入到道路沥青中对其进行改性。
8、根据权利要求7的方法，其特征是所述的高芳烃馏分可以是橡胶填充油、糠醛抽提减压馏分或芳烃抽提减压馏分。
9、根据权利要求5～8中的任一种方法，其特征是将所述的道路沥青加热至100～200℃，加入非晶态聚-α烯烃和丁苯橡胶，在搅拌速度20～600r/min下混合0.5～4h。
10、根据权利要求5～8中的任一种方法，其特征是改性沥青的制备温度为170～180℃。
11、根据权利要求5～8中的任一种方法，其特征是改性沥青的混合时间为0.5～1.0h。
12、根据权利要求5～8中的任一种方法，其特征是改性沥青的搅拌速度是400～600r/min。
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