本發明涉及化工領域,尤其涉及一種高性能改性瀝青。
背景技術:
眾所周知瀝青路面容易出現高溫車轍、疲勞及低溫開裂病害現象發生,目前通常采用在普通瀝青中添加SBS等高分子聚合物來提高瀝青產品的高低溫和抗老化性能。然而隨著全球氣候變暖尤其在南方地區高溫天氣增多,很多工程項目使用低標號瀝青要求基質瀝青針入度不大于70(0.1mm),將SBS用量規定在5%以上改性后針入度控制55(0.1mm)以下。使得SBS改性瀝青粘度增大135℃粘度往往超過或接近規范不大于3.0Pa.s,大量SBS聚合物的添加使得分散和瀝青的相容性變差容易分層。為了滿足施工合宜性粘度要求需要不斷提高相關施工拌合、壓實溫度,溫度的提高給工人作業環境安全、瀝青材料的老化嚴重影響后期瀝青路面使用壽命。另外,現代公路在高溫 穩定性、低溫抗裂性、抗老化性和耐久性要求越來越高。傳統的改性瀝青效果性能很難滿足目前發展的市場需求。
技術實現要素:
為了克服上述問題,本發明提供了一種具有優異高溫穩定性、耐鹽霧性、耐老化性,能降低改性瀝青高溫粘度的改性瀝青及其制備方法。
為實現上述目的,本發明提供的技術方案是:
一種高性能改性瀝青,其由下述重量份的原料組成:瀝青82份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3.5份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)1.8份、硫化劑0.6份、抗氧劑1.2份、甲基乙基酮3份、防老劑2.4份、甲基酚型酚醛樹脂1.7份、環氧植物油0.7份、丙醋酸2.8份、乙酰丙酮酸鎳1.5份、二丁酯1.2份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。
所述一種高性能改性瀝青的制備方法,它包括以下步驟:
(1)按各原料所占重量份為:瀝青70-100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3-7份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)0.01-2份、硫化劑0.1-1份、抗氧劑0.1-1.5份、甲基乙基酮2-4份、防老劑2-3份、甲基酚型酚醛樹脂1-2.5份、環氧植物油0.5-1份、丙醋酸 2-4份、乙酰丙酮酸鎳1-3份、二丁酯1-3份;季戊四醇硬脂酸酯1-3份,備用;
(2)將基質瀝青裝入帶有攪拌裝置的瀝青罐中加熱至165℃~180℃,開啟攪拌裝置并加入0.01-2份EBS;
(3)將SBS、季戊四醇硬脂酸酯1-3份,加入加熱后的基質瀝青中,開啟高速剪切機轉速4800-5200r/min剪切1-2h,制成SBS改性瀝青;
(4)將溫度維持在175°C,添加硫化劑0.1-1份、抗氧劑0.1-1.5份、防老劑2-3份、丙醋酸 2-4份,在2800-3500r/min的轉速下攪拌1個小時;
(5)將溫度升至180°C,加入甲基乙基酮2-4份、乙酰丙酮酸鎳1-3份、二丁酯1-3份,在轉速2200-2500 r/min的轉速下攪拌1.5-2個小時;
(6)在相同的轉速下加入甲基酚型酚醛樹脂1-2.5份、環氧植物油0.5-1份,并在轉速1500-1800 r/min的轉速下攪拌30分鐘;
(7)將上述制得的改性瀝青收入儲存罐中并進行攪拌均勻,制成高性能改性瀝青。
上述技術方案的有益之處在于:
1、本發明的技術方案與現有技術相比有益效果是:SBS改性劑在瀝青中分散更加均勻、穩定性更好,在高溫軟化大于90℃,60℃動力粘度可達79000Pa.s,而添加的甲基酚型酚醛樹脂和環氧植物油具有耐鹽霧性,使得常溫稠度大針入度在55(0.1mm)以下具有耐鹽霧性,丙醋酸和乙酰丙酮酸鎳之間具有良好的協同增效作用,明顯的改進了粘度的性能,降低了改性瀝青135℃高溫粘度,低溫增加了SBS改性瀝青分子間相互錯位、滑動能力使得低溫延展性能不受影響。
2、本發明高性能瀝青適用于南方高溫地區重載交通道路路面、沿海城市滲排水改性瀝青路面,能有效延長改性瀝青路面使用壽命,也可用于橋面鋪裝。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明,但本發明的實施方式不限于此。
實施例1
一種高性能改性瀝青其組份配比為:其由下述重量份的原料組成:瀝青82份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3.5份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)1.8份、硫化劑0.6份、抗氧劑1.2份、甲基乙基酮3份、防老劑2.4份、甲基酚型酚醛樹脂1.7份、環氧植物油0.7份、丙醋酸2.8份、乙酰丙酮酸鎳1.5份、二丁酯1.2份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。
一種高性能改性瀝青的制備方法,它包括以下步驟:
(1)選用上述各原料及其重量份備用;
(2)將基質瀝青裝入帶有攪拌裝置的瀝青罐中加熱至175℃,開啟攪拌裝置并加入1.8份EBS;
(3)將SBS、季戊四醇硬脂酸酯2.7份,加入加熱后的基質瀝青中,開啟高速剪切機轉速4900r/min剪切1.4h,制成SBS改性瀝青;
(4)將溫度維持在175°C,添加硫化劑0.6份、抗氧劑1.2份、防老劑2.4份、丙醋酸 2.8份,在3200r/min的轉速下攪拌1個小時;
(5)將溫度升至180°C,加入甲基乙基酮3份、乙酰丙酮酸鎳1.5份、二丁酯1.2份,在轉速2400 r/min的轉速下攪拌1.7個小時;
(6)在相同的轉速下加入甲基酚型酚醛樹脂1.7份、環氧植物油0.7份,并在轉速1750 r/min的轉速下攪拌30分鐘;
(7)將上述制得的改性瀝青收入儲存罐中并進行攪拌均勻,制成高性能改性瀝青。
實施例2
一種高性能改性瀝青其組份配比為:其由下述重量份的原料組成:瀝青70份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)3份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)0.01份、硫化劑0.2份、抗氧劑0.1份、甲基乙基酮2份、防老劑2份、甲基酚型酚醛樹脂1.2份、環氧植物油0.5份、丙醋酸3.2份、乙酰丙酮酸鎳1份、二丁酯1份;季戊四醇硬脂酸酯1.5份。
一種高性能改性瀝青的制備方法,它包括以下步驟:
(1)選用上述各原料及其重量份備用;
(2)將基質瀝青裝入帶有攪拌裝置的瀝青罐中加熱至165℃,開啟攪拌裝置并加入0.01份EBS;
(3)將SBS、季戊四醇硬脂酸酯1.5份,加入加熱后的基質瀝青中,開啟高速剪切機轉速4800r/min剪切1h,制成SBS改性瀝青;
(4)將溫度維持在175°C,添加硫化劑0.2份、抗氧劑0.1份、防老劑2份、丙醋酸 3.2份,在2800r/min的轉速下攪拌1個小時;
(5)將溫度升至180°C,加入甲基乙基酮1.2份、乙酰丙酮酸鎳1份、二丁酯1份,在轉速2200 r/min的轉速下攪拌1.5個小時;
(6)在相同的轉速下加入甲基酚型酚醛樹脂1.2份、環氧植物油0.5份,并在轉速1500 r/min的轉速下攪拌30分鐘;
(7)將上述制得的改性瀝青收入儲存罐中并進行攪拌均勻,制成高性能改性瀝青。
實施例3
一種高性能改性瀝青其組份配比為:其由下述重量份的原料組成:瀝青100份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)7份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)2份、硫化劑1份、抗氧劑1.5份、甲基乙基酮4份、防老劑3份、甲基酚型酚醛樹脂2.5份、環氧植物油1份、丙醋酸4份、乙酰丙酮酸鎳3份、二丁酯3份;季戊四醇硬脂酸酯3份。
一種高性能改性瀝青的制備方法,它包括以下步驟:
(1)選用上述各原料及其重量份備用;
(2)將基質瀝青裝入帶有攪拌裝置的瀝青罐中加熱至180℃,開啟攪拌裝置并加入2份EBS;
(3)將SBS、季戊四醇硬脂酸酯3份,加入加熱后的基質瀝青中,開啟高速剪切機轉速5200r/min剪切2h,制成SBS改性瀝青;
(4)將溫度維持在175°C,添加硫化劑1份、抗氧劑1.5份、防老劑3份、丙醋酸 4份,在3500r/min的轉速下攪拌1個小時;
(5)將溫度升至180°C,加入甲基乙基酮4份、乙酰丙酮酸鎳3份、二丁酯3份,在轉速2500 r/min的轉速下攪拌2個小時;
(6)在相同的轉速下加入甲基酚型酚醛樹脂2.5份、環氧植物油1份,并在轉速1800 r/min的轉速下攪拌30分鐘;
(7)將上述制得的改性瀝青收入儲存罐中并進行攪拌均勻,制成高性能改性瀝青。
實施例4
一種高性能改性瀝青其組份配比為:其由下述重量份的原料組成:瀝青89份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)5份、乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)1.4份、硫化劑0.5份、抗氧劑0.7份、甲基乙基酮3.1份、防老劑2.4份、甲基酚型酚醛樹脂1.8份、環氧植物油0.4份、丙醋酸1.9份、乙酰丙酮酸鎳2.2份、二丁酯1.7份;季戊四醇硬脂酸酯2.7份。
一種高性能改性瀝青的制備方法,它包括以下步驟:
(1)選用上述各原料及其重量份備用;
(2)將基質瀝青裝入帶有攪拌裝置的瀝青罐中加熱至167℃,開啟攪拌裝置并加入1.4份EBS;
(3)將SBS、季戊四醇硬脂酸酯2.7份,加入加熱后的基質瀝青中,開啟高速剪切機轉速4900r/min剪切2h,制成SBS改性瀝青;
(4)將溫度維持在175°C,添加硫化劑0.5份、抗氧劑0.7份、防老劑2.4份、丙醋酸 1.9份,在2900r/min的轉速下攪拌1個小時;
(5)將溫度升至180°C,加入甲基乙基酮1.8份、乙酰丙酮酸鎳2.2份、二丁酯1.7份,在轉速2100 r/min的轉速下攪拌1.6個小時;
(6)在相同的轉速下加入甲基酚型酚醛樹脂1.8份、環氧植物油0.4份,并在轉速1700 r/min的轉速下攪拌30分鐘;
(7)將上述制得的改性瀝青收入儲存罐中并進行攪拌均勻,制成高性能改性瀝青。
試驗一:
粘韌性試驗是一種評價改性瀝青性能的很好方法,試驗時將金屬半球的球面浸入瀝青中,在25℃條件下,以50mm/min的速度將半球拉出,根據荷重及變形曲線求出粘韌性、韌性的數值。離析試驗是將瀝青注入直徑約25mm、長約200mm的鋁管中,在163℃烘箱中儲存48小時后,等量切分為上、中、下三段,通過測量上、下兩段的軟化點差來確定瀝青與聚合物之間的儲存穩定性或相容性,軟化點差小于2.5℃,則認為聚合物改性瀝青儲存穩定。
本發明軟化點、粘韌性按照《公路瀝青瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)規定的方法進行,下面分別對本發明三個實施例所制得的改性瀝青和普通改性瀝青的性能進行測試,結果參見表1:
表1:
試驗結論:
經上述試驗及試驗結果表可以證明,本發明提供的一種高性能改性瀝青及其制備方法,通過實施例1、2或3的原料及制備方法制得的瀝青性能明顯高于傳統瀝青的性能,且通過上述表1可知,通過采用實施例2的原料及制備方法制得的瀝青實驗效果最佳。
試驗二:
采用上述實施例4中的原料及制備方法制備出的高性改性瀝青,按照T0604-2011、T0606-2011、T0605-2011、T0624-2011、T0625-2011、T0620-2000、T0611-2011、T0607-2011、T0662-2000、T0661-2011和T0609-2011規定的方法進行測試,測試結果如下:
表2
試驗結論:
從上述表2中可以看出制備的改性瀝青,60℃動力粘度大于50000Pa.s,PG性能等級達到82-22符合高粘改性指標要求可用于OGFC排水瀝青路面及重載交通道路瀝青路面等特殊場合。
經多次試驗表明:
乙烯基雙硬脂酰胺(EBS)、甲基乙基酮、甲基酚型酚醛樹脂、丙醋酸、乙酰丙酮酸鎳和二丁酯按一定的比例復配后,會產生明顯的增效作用。丙醋酸、乙酰丙酮酸鎳和二丁酯按比例復配后,應用通用的試驗方法進行測定,對瀝青的動力粘度提升一倍以上,增效顯著。
本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合,以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。