CN104830078A - 改性沥青粘结剂粉料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了改性沥青粘结剂粉料及其制备方法，其中，制备改性沥青粘结剂粉料的方法包括：将沥青进行加热处理，以便得到熔融态沥青；向熔融态沥青中加入树脂改性剂，以便得到熔融混合物；将熔融混合物进行交联反应，以便获得改性沥青粘结剂；以及将改性沥青粘结剂进行冷却并研磨，以便得到改性沥青粘结剂粉料，其中，树脂改性剂为酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。该方法不仅制备工艺简单，成本低廉，而且制备得到的改性沥青粘结剂粉料粘结性能较强、耐高温性能稳定，适用于超细粉料的粘结和压块成型，加工性能优良。
Description
技术领域
本发明属于精细化工和高分子材料技术领域，具体而言，本发明涉及改性沥青粘结剂粉料及其制备方法。
背景技术
沥青作为一种高分子混合材料，其具有来源广泛、价格低廉等特性，被广泛应用于防水材料和建筑材料领域。沥青本质上属于一种热朔性物质，具有较强的温度敏感性、易老化、易在高温下软熔、粘结性能较差等特点。在粉料压块成型领域，制备的球团块需具有良好的生球强度和热球强度，然而沥青作为粉料成型用粘结剂，在高温下易于熔融软化，其高温维持强度能力较差。为了克服沥青作为粘结剂表现出的耐粘结性差和高温稳定性差等的缺点，人们提出对沥青进行改性。目前有多种沥青改性相关技术，例如向沥青溶液中加入具有较强粘结性高分子材料或者具有较好温度稳定性的大分子材料等。但是目前沥青改性方法中仍然存技术上的不足。
专利CN 102850506 B公开了一种聚氨酯改性沥青的方法，该改性粘结剂是在引发剂的作用下，首先将沥青和烯丙醇反应制备含羟基沥青，再和异氰酸酯反应制备聚氨酯改性沥青。其具体反应过程如下：首先将沥青投入反应器中，向反应器中加入引发剂，引发剂重量为沥青的0.05％-1％；在80-160℃温度下向反应器中加入沥青重量1％-10％的烯丙醇，反应器压力维持在0.1-0.4MPa,保温反应3-6小时；然后向上述反应器中加入异氰酸酯溶液，反应温度为70-130℃，过滤得到聚氨酯改性沥青。用该方法制备的改性沥青粘结剂具有良好的耐低温性能，但其耐高温性能较差；同时采用该方法制备改性沥青粘结剂所需时间较长、方案较为复杂，反应需要在特定的压力条件下才能进行等缺点限制了本方法的发展。
专利CN 102532923 A公开了一种颗粒状改性沥青及其制备方法，其具体制备过程如下：基质沥青占比为15-96％，改性剂占比为4-85％，其中改性剂为SBS、湖沥青、岩沥青、橡胶沥青、硬沥青或者环氧树脂中的一种和两种；首先将基质沥青加热熔融，随后加入改性剂至基质沥青中并搅拌使两者混合均匀，最后将混合均匀的改性沥青通过单螺旋挤出机挤出或通过高压喷头喷出。该方法也存在不足，例如该方法需要使用单螺旋挤出机或者高压喷头，其操作过程需要占用较大场地；另外，该方法需要对沥青及其混合物进行持续加热使其处于熔融状态，以便于使其进入螺旋挤出机或者高压喷头；同时熔融沥青易于冷却 固化，易堵塞螺旋挤出机或者高压喷头。因而也不易于大规模工业化生产。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备改性沥青粘结剂粉料的方法，该方法包括：
将沥青进行加热处理，以便得到熔融态沥青；
向所述熔融态沥青中加入树脂改性剂，以便得到熔融混合物；
将所述熔融混合物进行交联反应，以便获得所述改性沥青粘结剂；以及
将所述改性沥青粘结剂进行冷却并研磨，以便得到改性沥青粘结剂粉料，
其中，所述树脂改性剂为酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。
该方法简单，通过加入所述树脂改性剂的方法，在一定的温度下发生聚合反应，即可得到改性沥青粘结剂，并通过对其进行冷却并研磨，即可得到改性沥青粘结剂粉料。制备得到的改性沥青粘结剂粘结效果好，具有稳定的耐高温性能且加工性能良好。
另外，根据本发明上述实施例的制备改性沥青粘结剂粉料的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述树脂改性剂为酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。由此可以提高所述树脂与所述沥青之间的相容性，进一步地提高所述改性沥青粘结剂粉料的耐高温性能和粘结性。
在本发明的一些实施例中，所述树脂改性剂的加入量为所述熔融态沥青的10-30重量％。由此可以形成以沥青为分散性、所述树脂为连续相的稳定体系，进一步地提高改性沥青粘结剂粉料的耐高温性能和粘结性。
在本发明的一些实施例中，所述交联反应在150-250摄氏度温度下反应2-4小时。由此可以提高所述树脂与所述熔融态沥青之间的相容性，并通过控制交联反应时间进一步地提高所述沥青与所述树脂之间的交联反应效率。
在本发明的一些实施例中，所述改性沥青粘结剂粉料平均粒径为0.074-3毫米。由此可以提高所述改性沥青粘结剂粉料的加工性能。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种制备改性沥青粘结剂粉料的方法，包括： 将沥青进行加热处理，以便得到熔融态沥青；向所述熔融态沥青中加入树脂改性剂，以便得到熔融混合物；将所述熔融混合物进行交联反应，以便获得所述改性沥青粘结剂；以及将所述改性沥青粘结剂进行冷却并研磨，以便得到改性沥青粘结剂粉料，其中，所述树脂改性剂为酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。
由此，本发明上述实施例的制备改性沥青粘结剂粉料的方法制备工艺简单，通过加入所述树脂改性剂的方法，在一定的温度下发生聚合反应，即可得到改性沥青粘结剂，并通过对其进行冷却并研磨，即可得到改性沥青粘结剂粉料。同时上述煤沥青原料来源广泛，资源丰富，成本低廉，流动性能优良及易石墨化等特点，不仅有利于降低生产成本，而且还易于加工改性，性能优良。另外，本发明上述实施例的制备改性沥青粘结剂粉料的方法中产品为细粒级粉状粘结剂，适用于超细粉料的粘结和压块成型，采用该方法制备得到的复合改性粘结剂粘结性能较强、耐高温性能稳定。
根据本发明的具体实施例，上述制备改性沥青粘结剂粉料的方法中采用的沥青为煤沥青。由此对煤沥青进行改性制备得到性能良好的改性沥青粘结剂粉料具有来源广泛，资源丰富，成本低廉，流动性能优良及易石墨化等特点。
根据本发明的具体实施例，上述制备改性沥青粘结剂粉料的方法中采用的树脂改性剂的加入量为上述熔融态沥青的10-30重量％。由此采用该重量比可以有效地均匀分散树脂改性剂，进而在沥青中形成一定的互穿网络结构，避免由于树脂改性剂量少导致交联不完全或者由于树脂改性剂过量从而在沥青中产生大平面状分子甚至近乎体状交联，影响煤沥青的流动性能等现象，进而影响改性沥青的最终性能。
根据本发明的具体实施例，上述制备改性沥青粘结剂粉料的方法中采用的交联反应在150-250摄氏度温度下反应2-4小时。由此采用的该反应温度和时间能提高树脂改性剂在沥青中的交联反应效率，形成稳定的网络结构。
根据本发明的具体实施例，上述制备改性沥青粘结剂粉料的方法中采用的改性沥青粘结剂粉料平均粒径为0.074-3毫米。由此采用该粒径范围的改性沥青粘结剂粉料具有易粘结和压块成型的优点。
实施例1
原料：酚醛树脂，煤沥青
制备方法：
(1)将上述煤沥青加热至熔融状态。
(2)将上述酚醛树脂和熔融态煤沥青按照质量比为1:8均匀混合后，在200度高温条件下聚合反应2小时。
(3)将上述反应完全的改性沥青出料并冷却，得到复合粘结剂。
(4)将上述复合粘结剂研磨至200目尺寸，得到上述改性沥青粘结剂粉料。
上述方法制备得到的改性沥青粘结剂粉料粘结效果好、耐高温性能稳定。
实施例2
原料：脲醛树脂，煤沥青
制备方法：
(1)将上述煤沥青加热至熔融状态。
(2)将上述脲醛树脂和熔融态煤沥青按照质量比为2:9均匀混合后，在180度高温条件下聚合反应4小时。
(3)将上述反应完全的改性沥青出料并冷却，得到复合粘结剂。
(4)将上述复合粘结剂研磨至100目尺寸，得到上述改性沥青粘结剂粉料。
上述方法制备得到的改性沥青粘结剂粉料粘结效果好、耐高温性能稳定。
实施例3
原料：三聚氰胺甲醛树脂，煤沥青
制备方法：
(1)将上述煤沥青加热至熔融状态。
(2)将上述三聚氰胺甲醛树脂和熔融态煤沥青按照质量比为2:8均匀混合后，在150度高温条件下聚合反应3小时。
(3)将上述反应完全的改性沥青出料并冷却，得到复合粘结剂。
(4)将上述复合粘结剂研磨至1mm尺寸，得到上述改性沥青粘结剂粉料。
上述方法制备得到的改性沥青粘结剂粉料粘结效果好、耐高温性能稳定。
实施例4
原料：酚醛树脂，煤沥青
制备方法：
(1)将上述煤沥青加热至熔融状态。
(2)将上述酚醛树脂和熔融态煤沥青按照质量比为2.5:9均匀混合后，在230度高温条件下聚合反应4小时。
(3)将上述反应完全的改性沥青出料并冷却，得到复合粘结剂。
(4)将上述复合粘结剂研磨至3mm尺寸，得到上述改性沥青粘结剂粉料。
上述方法制备得到的改性沥青粘结剂粉料粘结效果好、耐高温性能稳定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种制备改性沥青粘结剂粉料的方法，其特征在于，包括：
将沥青进行加热处理，以便得到熔融态沥青；
向所述熔融态沥青中加入树脂改性剂，以便得到熔融混合物；
将所述熔融混合物进行交联反应，以便获得所述改性沥青粘结剂；以及
将所述改性沥青粘结剂进行冷却并研磨，以便得到改性沥青粘结剂粉料，
其中，所述树脂改性剂为酚醛树脂、脲醛树脂和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。
2.根据权利要求1所述制备改性沥青粘结剂的方法，其特征在于，所述沥青为煤沥青。
3.根据权利要求1或2所述制备改性沥青粘结剂的方法，其特征在于，所述树脂改性剂的加入量为所述熔融态沥青的10-30重量％。
4.根据权利要求1-4任一项所述制备改性沥青粘结剂的方法，其特征在于，所述交联反应在150-250摄氏度温度下反应2-4小时，以便得到所述改性沥青粘结剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述制备改性沥青粘结剂粉料的方法，其特征在于，所述改性沥青粘结剂粉料平均粒径为0.074-3毫米。
6.一种改性沥青粘结剂粉料，其特征在于，所述改性沥青粘结剂粉料是根据权利要求1-5任一项所述制备改性沥青粘结剂的方法制备得到的。
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