CN1749324A - 一种风化煤组合物改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种风化煤组合物改性沥青，是由基质沥青85～94份；风化煤2～6份；丁苯橡胶2～5份；增黏剂1～4份；增塑剂1～2份；交联剂0.2～1.5份组成；其制备方法：将风化煤加入到熔融的基质沥青中，不断的搅拌避免局部过热；在搅拌速度为500～2000转/分钟的情况下依次加入丁苯橡胶2～5份、增塑剂、增黏剂、交联剂，搅拌均匀；将上述混合物维持温度在170～190℃之间，在4000～6000转/分钟的转速下，高速剪切40～60分钟，共混均匀，制得产品；本发明具有成本低，污染小，耐高温性能、抗低温开裂性能和抗老化性能优良等优点。

Description

一种风化煤组合物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及其制备方法，特别涉及一种风化煤组合物改性沥青及其制备方法。

背景技术

目前，国内外研制应用的改性沥青主要有三大类：一是热塑性橡胶类，包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、加氢改性共聚物等。典型的改性剂是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，它不但能够改善基质沥青的抗低温开裂性能，而且能够提高基质沥青耐高温性能和热稳定性，因而苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物改性沥青用途较为广泛，但是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物材料的价格很高，且和沥青的混融较为困难，并伴有严重的离析现象；二是橡胶类，包括天然橡胶、丁苯橡胶、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯高聚物等。以丁苯橡胶为代表，其主要改善基质沥青的低温性能，一般都使改性后的沥青材料用在较为寒冷的地区；第三类是热塑性树脂类，包括热固性和热塑性树脂两种，前者有乙烯-醋酸-乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯等；后者有环氧树脂、酚醛树脂等；主要改善基质沥青的耐高温性能，适用于炎热地区。

然而，上述改性沥青有的成本较高，污染大，有的耐高温、抗低温开裂和抗老化的综合性能不够好。

本发明内容如下：

本发明的目的在于克服上述缺陷而提供一种成本低，污染小，耐高温性能、抗低温开裂性能和抗老化性能优良的风化煤组合物改性沥青。

本发明的另一目的在于提供一种制备风化煤组合物改性沥青的方法。

本发明一种风化煤组合物改性沥青，是由下述重量份数的原料组成：

基质沥青 85～94份；     风化煤 2～6份；

丁苯橡胶 2～5份；       增黏剂 1～4份；

增塑剂   1～2份；       交联剂 0.2～1.5份。

为达到更好的效果，所述风化煤粒度为100～200微米；所述丁苯橡胶粒度为100～200微米；所述增黏剂为消石灰、胶粉或天然沥青，粒度为100～200微米；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯；所述交联剂为酚醛树脂、硫磺粉、环氧树脂，粒度为100～200微米。

本发明一种风化煤组合物改性沥青的制备方法如下：

1)将粒度为100～200微米的风化煤2～6份加入到熔融的基质沥青85～94份中，不断的搅拌，以避免局部过热；在搅拌速度为500～2000转/分钟的条件下，依次加入粒度为100～200微米的丁苯橡胶2～5份、增塑剂1～2份、粒度为100～200微米的增黏剂1～4份、粒度为100～200微米的交联剂0.2～1.5份，搅拌均匀；

2)将上述混合物维持温度在170～190℃之间，在4000～6000转/分钟的转速下，高速剪切40～60分钟，共混均匀，即得产品。

本发明一种风化煤组合物改性沥青具有如下优点如下：

1、我国风化煤资源分布广、储量大，但由于风化煤热值低，过去一直未将风化煤作为有益矿产资源。到目前为止，全国风化煤资源尚未进行较系统的调查，就目前发现及初步情况分析，储量是丰富的，特别是山西、新疆、内蒙古、黑龙江、江西、云南、四川、河南等省区。据初步调查，山西省有风化煤资源80亿吨，内蒙自治区有风化煤资源50亿吨，新疆南湖煤田有风化煤资源3.5亿吨等。由与风化煤分布广，且无须任何复杂加工程序，所以其组合物改性沥青解决了以往改性剂运输成本高和加工困难等问题，所选用的风化煤和消石灰可以在全国大部分地区就地取材，直接利用，降低了成本。

2、选用风化煤作为沥青改性剂，扩大了风化煤的使用范围，风化煤属于一种自然矿产资源，在改性沥青中放出的有毒气体少、污染小。

3、由于风化煤中的腐殖酸及其衍生物含有多种能和石油沥青中的羧基、羰基、醛、萘等活性基团交联聚合的有机链和参加反应的有机官能团，使得掺入该风化煤的石油沥青分子的排列方式和网状结构得以改善，增强了沥青的内聚力，提高了沥青的软化点。且风化煤中的炭成分增强了沥青的抗氧化性能。

4、通过透射电镜观察到风化煤颗粒和其他改性剂颗粒均匀的分布在沥青中，使改性沥青体系稳定；也使得改性沥青所具有的一些特殊性能，如热稳定性、高强度和抗氧化性能反映在风化煤组合物改性沥青中，提高了沥青的路用性能，可达到高等级公路沥青的技术标准。

附图说明

图1是本发明一种风化煤组合物改性沥青老化前性能。

图2是本发明一种风化煤组合物改性沥青对旋转薄膜烘箱老化试验后沥青

性能的影响。

具体实施方式：

实施例1：

将粒度为100微米的风化煤2份加入到熔融的基质沥青94份中，不断的搅拌，以避免局部过热；在搅拌速度500转/分钟的条件下依次加入粒度为100微米的丁苯橡胶3份、邻苯二甲酸二辛酯1份、粒度为100微米的消石灰1份和粒度为100微米的环氧树脂0.5份，搅拌均匀；将上述混合物维持温度在170℃，在4000转/分钟的转速下，高速剪切40分钟，共混均匀，制得产品。

经测定5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为大于150，25度针入度(25摄氏度、100克、5秒、0.1毫米)为64，软化点(摄氏度)为58；旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)后5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为85，针入度比(％)为82。

实施例2：

将粒度为200微米的风化煤4份加入到熔融的基质沥青85份中，不断的搅拌，以避免局部过热；在搅拌速度2000转/分钟的条件下依次加入粒度为150微米的丁苯橡胶5份、邻苯二甲酸二异丁酯2份、粒度为200微米的胶粉4份和粒度为200微米的酚醛树脂1.5份，搅拌均匀；将上述混合物维持温度在190℃，在6000转/分钟的转速下，高速剪切60分钟，共混均匀，制得产品。

经测定5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为大于150，25度针入度(25摄氏度、100克、5秒、0.1毫米)为62，软化点(摄氏度)为57；旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)后5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为80，针入度比(％)为81。

实施例3：

将粒度为150微米的风化煤6份加入到熔融的基质沥青90份中，不断的搅拌，以避免局部过热；在搅拌速度低于1000转/分钟的条件下加入粒度为200微米的丁苯橡胶2份、邻苯二甲酸二丁酯1.5份、粒度为150微米的天然沥青3份和粒度为150微米的硫粉1份，搅拌均匀；将上述混合物维持温度在180℃，在5000转/分钟的转速下，高速剪切50分钟，共混均匀，制得产品。

经测定5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为88，25度针入度(25摄氏度、100克、5秒、0.1毫米)为71，软化点(摄氏度)为57；旋转薄膜烘箱实验(RTFOT)后5度延度(5厘米/分钟、5摄氏度、厘米)为53，针入度比(％)为80。

由图1可知几种实施方案的风化煤组合物改性沥青的软化点和低温延度都有提高，沥青的高低温性能均得到改善。

由图2可知几种实施方案的风化煤组合物改性沥青旋转薄膜烘箱实验之后不仅保持了很好的低温性能，而且针入度损失小，证明改性沥青的抗老化、氧化性能良好。

Claims (5)

1、一种风化煤组合物改性沥青，它是由下述重量份数的原料组成：

基质沥青    85～94份；      风化煤     2～6份；

丁苯橡胶    2～5份；        增黏剂     1～4份；

增塑剂      1～2份；        交联剂     0.2～1.5份；

其中，所述风化煤粒度为100～200微米；所述丁苯橡胶粒度为100～200微米。

2、根据权利要求1所述的一种风化煤组合物改性沥青，其特征在于：所述的增黏剂是消石灰、胶粉或天然沥青，粒度为100～200微米。

3、根据权利要求1所述的一种风化煤组合物改性沥青，其特征在于：所述的增塑剂是邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异丁酯。

4、根据权利要求1所述的一种风化煤组合物改性沥青，其特征在于：所述的交联剂是酚醛树脂、硫磺粉、环氧树脂，粒度为100～200微米。

5、一种如权利要求1所述的风化煤组合物改性沥青的制备方法，步骤如下：

1)将粒度为100～200微米的风化煤2～6份加入到熔融的基质沥青85～94份中，不断的搅拌，以避免局部过热；在搅拌速度为500～2000转/分钟的条件下，依次加入粒度为100～200微米的丁苯橡胶2～5份、增塑剂1～2份、粒度为100～200微米的增黏剂1～4份、粒度为100～200微米的交联剂0.2～1.5份，搅拌均匀；

2)将上述混合物维持温度在170～190℃之间，在4000～6000转/分钟的转速下，高速剪切40～60分钟，共混均匀，即得产品。

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