本發明屬于道路建筑材料技術領域,具體涉及一種瀝青復合改性劑及其制備方法。
背景技術:
隨著我國經濟的快速發展,公路交通量逐年增加,對瀝青路面材料性能要求也逐漸提高。基質瀝青的性能往往不能滿足交通環境和氣候條件對瀝青路面材料的苛刻要求。所以需要利用改性劑對瀝青進行改性以提高瀝青的路用性能,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物sbs具有良好的力學性能,對瀝青具有很好的改性效果,目前已成為世界上最為普遍使用的道路瀝青改性劑,從sbs的結構上分為線型和星型兩種,一般來說,星型sbs改性瀝青的效果優于線型sbs。
sbs改性瀝青是將高分子聚合物改性劑sbs作為分散相,在160-180℃瀝青中經過一定時間的溶脹發育后,經過膠體磨將sbs以一定的粒徑均勻地分散到連續相瀝青之中重新構成的體系。但是,這種物理分散途徑實現的改性瀝青方式,使得sbs和瀝青兩相之間極易發生離析現象,并且這種現象在星型sbs改性瀝青制備和使用過程中更為嚴重。因此,如何提高sbs在瀝青中分散效果和熱穩定性,避免sbs改性瀝青離析現象,成為改性瀝青研究領域的重要技術問題。另外,sbs作為石油制品,價格較高,在降低sbs用量的基礎上保證和提高改性瀝青性能具有十分重要的現實意義。
技術實現要素:
本發明解決的技術問題是提供了一種瀝青復合改性劑及其制備方法,通過復合改性劑的材料性能和工藝特點,提高改性瀝青儲存穩定性和路用性能,同時優化改性瀝青生產工藝,提高生產效率,降低生產成本。
本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案,一種瀝青復合改性劑,其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的:無機改性劑多聚磷酸1-3份和有機改性劑苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-4份。
進一步優選,所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為星型聚合結構,相對分子質量為15萬-20萬。
本發明所述的瀝青復合改性劑的制備方法,其特征在于具體步驟為:將1-3重量份的無機改性劑多聚磷酸加熱至105℃并保溫,再將2-4重量份的有機改性劑苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加熱至65℃,然后將其加入到保溫的多聚磷酸中,升溫至120℃,以120r/min的轉速攪拌直至無明顯苯乙烯-二丁烯嵌段共聚物顆粒存在即制得瀝青復合改性劑。
本發明的瀝青復合改性劑利用多聚磷酸作為無機改性組分及苯乙烯-二丁烯嵌段共聚物作為有機改性組分,一方面降低了sbs的用量,另一方面瀝青復合改性劑的性能綜合了多聚磷酸和sbs的力學性能優勢,在生產改性瀝青的過程中直接添加瀝青復合改性劑對瀝青進行改性,避免分布添加多聚磷酸和sbs的繁瑣工序,并且能夠降低改性瀝青生產過程中的溫度及避免常規的剪切工藝。同時,多聚磷酸與sbs發生化學反應產生接枝效果,sbs分子結構上的磷酸基團可以與瀝青分子中的活性基團發生反應,有效提高瀝青復合改性劑與瀝青之間的相容性,使得改性瀝青的儲存穩定性大大提高。
本發明與現有技術相比具有以下有益效果:
1、本發明的瀝青復合改性劑中有機改性劑sbs可以提高改性瀝青的低溫抗開裂性能和高溫抗車轍性,無機改性劑多聚磷酸可以提高改性瀝青的強度性能;
2、通過瀝青復合改性劑的使用可以降低改性瀝青生產過程中的溫度及避免常規的剪切工藝,一定程度上降低了改性瀝青的生產成本;
3、本發明的瀝青復合改性劑提高了有機改性劑sbs與瀝青之間的相容性,改善了sbs改性瀝青的儲存穩定性。
具體實施方式
以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明,但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。
實施例
本發明實施例1-5中瀝青復合改性劑的原料組成配比見表1:
表1瀝青復合改性劑的原料組成配比
本發明實施例1-5中瀝青復合改性劑的制備方法為:
a、按照上述原料組成配比分別準備各種原料;
b、將多聚磷酸加熱至105℃并保溫;
c、將苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加熱至65℃,然后將其加入到保溫的多聚磷酸中,升溫至120℃,以120r/min轉速攪拌直至無明顯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物顆粒存在即制得瀝青復合改性劑。
將瀝青加熱至135℃,加入實施例制得的瀝青復合改性劑,在135℃條件下,以5000r/min的轉速攪拌30min,得到改性瀝青。對改性瀝青性能進行測試,從而評價本發明瀝青復合改性劑的性能效果。
按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(jtge20-2011)中t0605-2011“瀝青延度試驗”、t0605-2011“瀝青軟化點試驗(環球法)”和t0661-2011“聚合物改性瀝青離析試驗”分別測試改性瀝青的以下性能指標:5℃延度、軟化點和貯存穩定性。5℃延度數值越大則說明低溫性能越好;軟化點數值越高則表明高溫性能越好;儲存穩定性數值越低則說明儲存穩定性能越好。試驗結果見表2:
表2性能試驗結果
由表2可知,利用本發明的瀝青復合改性劑制備的改性瀝青具有良好的高溫性能、低溫性能和貯存穩定性能,同時可使改性瀝青的生產效率和生產成本得到顯著優化。
以上實施例描述了本發明的基本原理、主要特征及優點,本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明原理的范圍下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進均落入本發明保護的范圍內。