CN108530923A - 一种高温稳定性沥青 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：基质沥青：91‑96份、SBS热塑性弹性体：2‑5份、分散助剂：1‑2份、环糊精：0.5‑1.2份、氧化还原引发剂：0.4‑0.8份、接枝催化剂：0.1‑0.3份；所述分散助剂是由碱性有机物和酯类有机物组成。本发明目的在于加入环糊精作为接枝材料/交联剂，改善SBS与基质沥青的相容性问题，生产的沥青具有优异的高、低温稳定性能以及耐老化性能。

Description

一种高温稳定性沥青
技术领域
本发明涉及沥青加工技术领域，具体涉及一种高温稳定性沥青。
背景技术
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青。其中，煤焦沥青是炼焦的副产品，石油沥青是原油蒸馏后的残渣，天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。
单一的沥青材料稳定性较差，一般需要在沥青中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS热塑性弹性体)作为改性剂，从而改善沥青的高、低温性能和耐老化性能。道路用SBS改性沥青一般是将大约4％的SBS热塑性弹性体与沥青通过高剪切设备进行加工，实现SBS热塑性弹性体在沥青中的微细分散，如果SBS热塑性弹性体与沥青的相容性较差，将会导致SBS热塑性弹性体容易从沥青中离析分层，从而无法长期保持。
现有技术中生产SBS改性沥青的方法主要有三种，一是采用高速剪切或胶体磨法将SBS分散到沥青中。二是采用母料法，将SBS与基质沥青混合制成浓度大于10％的SBS改性沥青母料，母料再与沥青稀释混合即可。三是将SBS预先进行化学改性，以改善SBS与沥青的相容性，但此工艺一般成本较高。SBS改性沥青的优劣主要取决于SBS与沥青的相容性，但现有技术生产的沥青普遍还存在相容性较差的现象，因此，亟待一种沥青，其与SBS的相容性较好，得到的SBS改性沥青的高、低温性能和耐老化性能优异。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种高温稳定性沥青。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：91-96份
SBS热塑性弹性体：2-5份
分散助剂：1-2份
环糊精：0.5-1.2份
氧化还原引发剂：0.4-0.8份
接枝催化剂：0.1-0.3份；
所述分散助剂是由碱性有机物和酯类有机物组成。
作为优选方案，其包括以下质量分数的原料：
基质沥青：94份
SBS热塑性弹性体：3份
分散助剂：1.4份
环糊精：0.8份
氧化还原引发剂：0.6份
接枝催化剂：0.2份。
所述环糊精可以为α-环糊精、β-环糊精、γ-环糊精中的一种，但是由于α-环糊精分子孔洞较小，通常只能包接较小分子的客体物质，应用范围较小；γ-环糊精的分子孔洞大，但其生产成本高，工业上不能大量生产，其应用受到限制；β-环糊精的孔洞孔隙适中，应用范围广，生产成本低。因此，作为优选方案，所述环糊精为β-环糊精。
作为优选方案，所述分散助剂的碱性有机物选自三乙胺、三乙醇胺、吡啶、哌啶、苯胺、环己胺中的一种，碱性有机物可将沥青体系的ph至调整至大于7，使所述环糊精能够在沥青中稳定存在。
作为优选方案，所述分散助剂的酯类有机物选自硬脂酸异辛酯、丙烯酸十八酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇四异硬脂酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种的混合物。
作为优选方案，所述氧化还原引发剂选自过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、焦亚硫酸钠中的一种，所述氧化还原引发剂用于引发所述SBS热塑性弹性体、基质沥青、环糊精三种材料的自由基聚合反应。
作为优选方案，所述接枝催化剂选自2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、二月桂酸二丁基锡中的一种，所述接枝催化剂可加快所述SBS热塑性弹性体与所述基质沥青接枝在所述环糊精上的速度。
本发明的有益效果是：
第一、本发明目的在于改善SBS与基质沥青的相容性问题，使得生产的沥青的高、低温稳定性能以及耐老化性能优异。具体是在沥青材料中加入了环糊精作为接枝材料/交联剂，环糊精的多个分子以α-1,4-糖苷键首尾相连而成，在空间呈螺旋状结构，其环状结构的外缘亲水而内腔疏水，其中一种方式为：内侧的官能团将部分的SBS分子或基质沥青中的高分子连接，从而将SBS与基质沥青以嵌段的方式连接在环糊精上；另一种方式为：环糊精为一种环状低聚物，其分子呈上宽下窄、两端开口、中空的筒状物，部分SBS与基质沥青的分子可穿过环糊精的中部，其外部可作为主体包络SBS与基质沥青，同样起到连接SBS与基质沥青的作用；
第二、还加入了由碱性有机物和酯类有机物组成的分散助剂，碱性有机物可调节整个体系呈弱碱性，环糊精在碱性条件下较稳定，从而能最大效果地发挥作用，而酯类有机物则有助于增强SBS热塑性弹性体与环糊精在基质沥青中的分散效果。
具体实施方式
为了能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：91份、SBS热塑性弹性体：5份、三乙胺：1份、硬脂酸异辛酯：1份、β-环糊精：1.2份、过氧化二异丙苯：0.6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷：0.2份。
实施例2
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：93份、SBS热塑性弹性体：4份、三乙胺：0.5份、硬脂酸异辛酯：0.7份、β-环糊精：1份、过氧化二异丙苯：0.6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷：0.2份。
实施例3
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：95份、SBS热塑性弹性体：2份、三乙胺：0.6份、硬脂酸异辛酯：0.8份、β-环糊精：0.8份、过氧化二异丙苯：0.6份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷：0.2份。
实施例4
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：96份、SBS热塑性弹性体：2份、三乙胺：0.4份、硬脂酸异辛酯：0.6份、β-环糊精：0.5份、过氧化二异丙苯：0.4份、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷：0.1份。
实施例5
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：91份、SBS热塑性弹性体：5份、环己胺：1份、季戊四醇四异硬脂酸酯：1份、β-环糊精：1.2份、过氧化二异丙苯：0.6份、二月桂酸二丁基锡：0.2份。
实施例6
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：93份、SBS热塑性弹性体：4份、环己胺：0.5份、季戊四醇四异硬脂酸酯：0.7份、β-环糊精：1份、过氧化二异丙苯：0.6份、二月桂酸二丁基锡：0.2份。
实施例7
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：95份、SBS热塑性弹性体：2份、环己胺：0.6份、季戊四醇四异硬脂酸酯：0.8份、β-环糊精：0.8份、过氧化二异丙苯：0.6份、二月桂酸二丁基锡：0.2份。
实施例8
一种高温稳定性沥青，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：96份、SBS热塑性弹性体：2份、环己胺：0.4份、季戊四醇四异硬脂酸酯：0.6份、β-环糊精：0.5份、过氧化二异丙苯：0.4份、二月桂酸二丁基锡：0.1份。
以上所述实施例仅表达了本发明的8种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种高温稳定性沥青，其特征在于，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：91-96份
SBS热塑性弹性体：2-5份
分散助剂：1-2份
环糊精：0.5-1.2份
氧化还原引发剂：0.4-0.8份
接枝催化剂：0.1-0.3份；
所述分散助剂是由碱性有机物和酯类有机物组成。
2.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，包括以下质量分数的原料：
基质沥青：94份
SBS热塑性弹性体：3份
分散助剂：1.4份
环糊精：0.8份
氧化还原引发剂：0.6份
接枝催化剂：0.2份。
3.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，所述环糊精为β-环糊精。
4.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，所述分散助剂的碱性有机物选自三乙胺、三乙醇胺、吡啶、哌啶、苯胺、环己胺中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，所述分散助剂的酯类有机物选自硬脂酸异辛酯、丙烯酸十八酯、三羟甲基丙烷酯、季戊四醇四异硬脂酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或几种的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，所述氧化还原引发剂选自过氧化二异丙苯、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰、焦亚硫酸钠中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种高温稳定性沥青，其特征在于，所述接枝催化剂选自2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、二月桂酸二丁基锡中的一种。
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