專利名稱：一種復(fù)合改性瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性浙青及其制備方法，屬浙青改性及加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
浙青是常用的道路鋪設(shè)材料，但受其自身性能的限制，浙青的高、低溫性能不穩(wěn)定。夏季在強(qiáng)烈陽光照射下，浙青容易軟化，出現(xiàn)車轍、擁包等現(xiàn)象；寒冷的冬天易出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重影響路面行車的舒適性和道路使用壽命。隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸正在向高速、重載、大流量的方向發(fā)展，這不僅要求公路路基堅(jiān)實(shí)、牢固，而且要求公路路面具備耐磨、耐高溫、抗軟化、平整等功能。浙青改性的目的是提高浙青混凝土的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及抗老化性能。聚合物改性浙青可顯著提高浙青的物理性能，因此在國(guó)內(nèi)外廣泛使用，但該方法存在局限性，主要表現(xiàn)在1.由于聚合物與浙青的相容性差，導(dǎo)致其高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性不好， 易出現(xiàn)離析現(xiàn)象；2.聚合物的摻入雖然有效地改善了浙青的低溫性能，卻弱化了其高溫性能。為解決上述問題1，國(guó)內(nèi)普遍采用的方法是先制備聚合物改性浙青母粒，再用來制備改性浙青，CN1300801A報(bào)道了一種SBS改性母粒的制備方法；CN1394911A報(bào)道了一種聚合物復(fù)合交聯(lián)改性浙青材料，其中改性劑由含有不飽和雙鍵的聚合物、水泥、橡膠硫化劑組成；CN1414038A根據(jù)熱力學(xué)第二定律選擇合適的溶劑，使SBS溶解成膠狀溶液，再與加熱的浙青混合攪拌，得到的改性浙青無聚集，無離析；CN1422904A報(bào)道了一種復(fù)合改性浙青及其制法，采用非晶態(tài)聚-α烯烴(APAO)與丁苯橡膠(SBS)對(duì)浙青復(fù)合改性。為解決上述問題2，國(guó)內(nèi)普遍采用的方法是利用無機(jī)填料或有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料對(duì)浙青進(jìn)行改性。CN1400251A報(bào)道了一種硅藻土改性浙青，具有較好的高、低溫性能，抗老化性能和水溫性能。CN1400252A報(bào)道了一種改性浙青組合物及其制備方法，采用一種具有核_殼結(jié)構(gòu)的填料單獨(dú)或與聚合物復(fù)配，作為浙青改性劑。綜上，盡管為解決上述問題采取了各種方式，但現(xiàn)有的措施仍存在不足。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用一種無機(jī)物填料與聚合物，并輔以穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑對(duì)浙青復(fù)合改性，提出了一種復(fù)合改性浙青及其制備方法。本發(fā)明有效利用了無機(jī)填料和聚合物的優(yōu)點(diǎn)，達(dá)到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的效果，以此得到具備良好高、低溫性能和抗老化性能的復(fù)合改性浙青。同時(shí)，制備方法具有簡(jiǎn)單、實(shí)用和方便等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的復(fù)合改性浙青，由改性劑與基質(zhì)浙青混合制成；其特征在于，所述改性劑由無機(jī)物填料、聚合物、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑組成；其中無機(jī)物填料為蒙脫土、碳酸鈣或粉煤灰，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌希淞Ｗ又睆綖?. 04 20 μ m;聚合物為星型結(jié)構(gòu)的熱塑性彈性體聚苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯(SBS)，其中苯乙烯的含量以重量百分比計(jì)為20 30% ；穩(wěn)定劑為PN-2型、SWD型或HMD型穩(wěn)定劑，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌?；偶?lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌?；所述浙青為石油浙青或煤焦油浙青，其針入度范圍?0 110 l/10mm，軟化點(diǎn)是40 100°C ；所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為浙青的 10%，聚合物為浙青的 10%，穩(wěn)定劑為浙青的0. 5%，偶聯(lián)劑為浙青的 0. 5%。 上述復(fù)合改性浙青中，所述改性劑中的無機(jī)物填料優(yōu)選蒙脫土、碳酸鈣或粉煤灰， 其粒子直徑為0. 04 20 μ m ；所述改性劑中的聚合物優(yōu)選為星型結(jié)構(gòu)的熱塑性彈性體聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，其中苯乙烯的含量以重量百分比計(jì)為20 30% ；所述改性劑中的穩(wěn)定劑優(yōu)選PN-2型、SffD型或HMD型穩(wěn)定劑；所述改性劑中的偶聯(lián)劑優(yōu)選硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑；所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別優(yōu)選無機(jī)物填料為浙青的4% 6%，聚合物為浙青的4% 6%，穩(wěn)定劑為浙青的1 % 2 %，偶聯(lián)劑為浙青的1 % 2 %。 上述PN-2型穩(wěn)定劑購(gòu)自錦州石化保路浙青助劑有限公司，SffD型穩(wěn)定劑購(gòu)自盤錦宇拓化工有限公司，HMD型穩(wěn)定劑購(gòu)自東營(yíng)潤(rùn)豐博越石油技術(shù)有限公司。本發(fā)明所述復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，將浙青加熱至100 200°C， 在剪切速度1000 lOOOOr/min下加入改性劑，混合0. 5 4h，得復(fù)合改性浙青；其中，所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為浙青的 10%，聚合物為浙青的 10%，穩(wěn)定劑為浙青的0. 5%，偶聯(lián)劑為浙青的0. 1% 5%。上述復(fù)合改性浙青的制備方法中，優(yōu)選的實(shí)施方式是將浙青加熱至175 180°C，在剪切速度3000 5000r/min下按設(shè)定的比例量加入改性劑，混合1 2h，得復(fù)合
改性浙青。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.制備方法具有簡(jiǎn)單、實(shí)用和方便，費(fèi)用低。2.可現(xiàn)場(chǎng)制備，使用方便。3.復(fù)合改性浙青具有優(yōu)良的耐高低溫性能和抗老化性能。4.根據(jù)不同用途，可通過調(diào)整改性劑組分配比獲得不同性能的改性浙青。
具體實(shí)施例方式為易于進(jìn)一步理解本發(fā)明，下列實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1以基質(zhì)浙青為基準(zhǔn)(100%)，以質(zhì)量百分比計(jì)，按照SBS 蒙脫土 穩(wěn)定劑偶聯(lián)劑=4% 4% 0. 2% 0.5%配料。將50(^90#道路浙青加熱至175 180°C，在剪切速度為3000r/min下，依次加入20. OgSBSU. OgHMD型穩(wěn)定劑、20. Og蒙脫土和2. 5g鈦酸酯偶聯(lián)劑，混合時(shí)間為2h，改性劑溶解均勻，測(cè)試改性浙青性能。見表1。實(shí)施例2以基質(zhì)浙青為基準(zhǔn)(100%)，以質(zhì)量百分比計(jì)，按照SBS 蒙脫土 穩(wěn)定劑偶聯(lián)劑=4% 4% 0. 2% 0.5%配料。將40(^90#道路浙青加熱至175 180°C，在剪切速度為4000r/min下，依次加入16. OgSBS,0. 8gHMD型穩(wěn)定劑、16. Og蒙脫土和2. Og鈦酸酯偶聯(lián)劑，混合時(shí)間為1. 5h，改性劑溶解均勻，測(cè)試改性浙青性能。見表1。實(shí)施例3以基質(zhì)浙青為基準(zhǔn)(100%)，以質(zhì)量百分比計(jì)，按照SBS 蒙脫土 穩(wěn)定劑偶聯(lián)劑=4% 4% 0. 2% 0.5%配料。將35(^90#道路浙青加熱至175 180°C，在剪切速度為5000r/min下，依次加入14. OgSBS,0. 6gHMD型穩(wěn)定劑、14. Og蒙脫土和1. 8g鈦酸酯偶聯(lián)劑，混合時(shí)間為lh，改性劑溶均勻，測(cè)試改性浙青性能。見表1。比較例1以基質(zhì)浙青為基準(zhǔn)(100%)，以質(zhì)量百分比計(jì)，按照SBS 蒙脫土 穩(wěn)定劑= 4% 4% 0. 2%配料。將500g90#道路浙青加熱至175 180°C，在剪切速度為3000r/ min下，依次加入20. OgSBSU. OgHMD型穩(wěn)定劑、20. Og蒙脫土，混合時(shí)間為2h，改性劑溶解均勻，測(cè)試改性浙青性能。見表1。比較例2以基質(zhì)浙青為基準(zhǔn)(100% )，以質(zhì)量百分比計(jì)，按照SBS 穩(wěn)定劑=4% 0. 2% 配料。將500g90#道路浙青加熱至175 180°C，在剪切速度為3000r/min下，依次加入 20. OgSBS, 1. OgHMD型穩(wěn)定劑，混合時(shí)間為2h，改性劑溶解均勻，測(cè)試改性浙青性能。見表1。表1復(fù)合改性浙青的性能
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性浙青，由改性劑與基質(zhì)浙青混合制成；其特征在于，所述改性劑由無機(jī)物填料、聚合物、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑組成；其中無機(jī)物填料為蒙脫土、碳酸鈣或粉煤灰，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌?，其粒子直徑?. 04 20 μ m ；聚合物為星型結(jié)構(gòu)的熱塑性彈性體聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，其中苯乙烯的含量以重量百分比計(jì)為20 30% ；穩(wěn)定劑為 PN-2型、SWD型或HMD型穩(wěn)定劑，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌?；偶?lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑，或它們?nèi)我庵亓勘壤幕旌希凰稣闱酁槭驼闱嗷蛎航褂驼闱啵?其針入度范圍為50 1101/10mm，軟化點(diǎn)是40 100°C ；所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為浙青的 10%，聚合物為浙青的 10%，穩(wěn)定劑為浙青的0. 5%，偶聯(lián)劑為浙青的0. 1% 5%。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合改性浙青，其特征在于，所述改性劑中的無機(jī)物填料為蒙脫土、碳酸鈣或粉煤灰，其粒子直徑為0. 04 20 μ m ；所述改性劑中的聚合物為星型結(jié)構(gòu)的熱塑性彈性體聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯，其中苯乙烯的含量以重量百分比計(jì)為20 30%; 所述改性劑中的穩(wěn)定劑為PN-2型、SWD型或HMD型穩(wěn)定劑；所述改性劑中的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或鋁酸酯偶聯(lián)劑；所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為浙青的4% 6%，聚合物為浙青的4% 6%， 穩(wěn)定劑為浙青的 2%，偶聯(lián)劑為浙青的1% 2%。
3.權(quán)利要求1所述復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，將浙青加熱至100 200°C，在剪切速度1000 lOOOOr/min下加入改性劑，混合0. 5 4h，得復(fù)合改性浙青；其中，所述改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)浙青為100%基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為浙青的 10%，聚合物為浙青的 10%，穩(wěn)定劑為浙青的0. 1% 5%，偶聯(lián)劑為浙青的0. 1% 5%。
4.如權(quán)利要求3所述復(fù)合改性浙青的制備方法，其特征在于，將浙青加熱至175 180°C，在剪切速度3000 5000r/min下按設(shè)定的比例量加入改性劑，混合1 2h，得復(fù)合改性浙青。
全文摘要
本發(fā)明公開一種復(fù)合改性瀝青，由改性劑與基質(zhì)瀝青混合制成；其中所述改性劑由無機(jī)物填料、聚合物、穩(wěn)定劑和偶聯(lián)劑組成；改性劑各組分的含量以質(zhì)量百分比計(jì)，并以基質(zhì)瀝青為100％基準(zhǔn)，分別是無機(jī)物填料為瀝青的1％～10％，聚合物為瀝青的1％～10％，穩(wěn)定劑為瀝青的0.1％～5％，偶聯(lián)劑為瀝青的0.1％～5％。本發(fā)明所制備的改性瀝青具有較好的耐高、低溫性能和抗老化性能，可延長(zhǎng)道路使用壽命，降低路面維修費(fèi)用，適用于高等級(jí)公路、機(jī)場(chǎng)跑道、停車場(chǎng)和橋梁等工程的鋪裝。
文檔編號(hào)C08K3/26GK102153874SQ20111012585
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者華相綱, 周德杰, 唐新德, 龐來學(xué), 李超 申請(qǐng)人:山東交通學(xué)院