CN111303509A - 一种新型抗紫外老化的高黏沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，通过在SK90基质沥青中添加萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸(PPA)、受阻胺类光稳定剂、北美岩沥青、稳定剂、助溶剂制备得到；其中，将废弃的橡胶粉作为改性剂，实现了将污染物回收再利用，且减少了沥青的质量，兼顾了保护环境和降低成本两方面优点；加入受阻胺类光稳定剂，提升了沥青的抗紫外老化性能，从而提高了沥青的耐久性；将萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸(PPA)、岩沥青按照所述的制备方法改性基质沥青后，很大程度上提升沥青路面的抗车辙性能、高温性能、低温性能、耐疲劳性能以及抗紫外老化性能也得到了较大的提升；同时，所述抗紫外老化高黏度改性沥青与集料的黏结能力和对应的沥青混合料的抗水损坏能力也有了有很大的提升。

Description

一种新型抗紫外老化的高黏沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路工程的沥青材料技术领域，具体涉及一种新型抗紫外老化的高黏沥青及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国公路的快速发展，面对交通重载情况的加剧和道路养护要求日益的提高，道路安全和环境保护问题越来越受到人们关注。排水路面是20世纪70年代以来在发达国家发展起来的一种新型路面，可以减少溅水、喷雾等危害的发生，同时还增加了路表的摩擦系数及路面的抗车辙能力，进一步增加了行车安全。此外排水沥青混合料的孔隙率达到15％-20％，所以也可以减少噪音的技术途径应用于城市道路，为一种环保路面，但也会受到水、空气、阳光的侵蚀的可能增大，传统的沥青已很难完全满足现实需求。而沥青的性质对于排水性沥青混合料的路用性能有很大的影响，所以应选择高黏度改性沥青作为其黏结料。相关研究表明，紫外线会极大地加速沥青的老化，很大程度上降低了沥青路面的耐久性，在使用沥青时应考虑提高沥青的光老化性能。
目前，国内市场上最普遍的进口高黏度的改性剂为TPS改性剂和SK改性剂，但这些改性剂价格偏高、且高低温性能较差、耐久性一般等缺点，极大地约束了它在路面工程中的应用。因此需要开发一种新的性能较好、成本较低的高黏度沥青来满足市场的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型抗紫外老化的高黏沥青及其制备方法，解决了现有技术中存在的上述不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，包括以下原料：萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的(4-10)％、(12-18)％、(1-2.5)％、(4-10)％、1.5％、1％和0.5％。
优选地，包括以下原料：萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的10％、18％、2.5％、10％、1.5％、1％和0.5％。
优选地，所述萜烯树脂为金林牌T100号萜烯树脂。
优选地，所述岩沥青为北美岩沥青。
优选地，所述基质沥青采用的是SK90。
一种新型抗紫外老化的高黏沥青的制备方法，基于所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，包括以下步骤：
步骤1，将称取得到的基质沥青加热直至融化，之后依次加入称取得到的废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，搅拌均匀得到混合物A；
步骤2，将萜烯树脂加热，缓慢加入到步骤2中得到的混合物A中，搅拌均匀；得到混合物B；
步骤3，将步骤2中得到的混合物B进行恒温剪切，得到混合物C；
步骤4，将步骤3中得到的混合物C进行恒温溶胀发育，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
优选地，步骤3中，所述萜烯树脂为块状结构。
优选地，步骤4中，恒温剪切的工艺参数是：在170℃温度下，以5000r/min的转速剪切45min。
优选地，步骤5中，恒温溶胀发育的工艺参数是：在170℃温度下，恒温发育60min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，通过在SK90基质沥青中添加萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸(PPA)、受阻胺类光稳定剂、北美岩沥青、稳定剂、助溶剂制备得到；其中，将废弃的橡胶粉作为改性剂，实现了将污染物回收再利用，且减少了沥青的质量，兼顾了保护环境和降低成本两方面优点；加入受阻胺类光稳定剂，提升了沥青的抗紫外老化性能，从而提高了沥青的耐久性；将萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸(PPA)、岩沥青按照所述的制备方法改性基质沥青后，很大程度上提升沥青路面的抗车辙性能、高温性能、低温性能、耐疲劳性能以及抗紫外老化性能也得到了较大的提升；同时，所述抗紫外老化高黏度改性沥青与集料的黏结能力和对应的沥青混合料的抗水损坏能力也有了有很大的提升。
本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏度改性沥青的制备方法，只需按照顺序进行混合、加热、剪切搅拌、溶胀发育即可得到，制备方法较为简单。
附图说明
图1是本发明涉及的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏度改性沥青，包括以下原料：萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的(4-10)％、(12-18)％、(1-2.5)％、(4-10)％、1.5％、1％和0.5％。
其中，所述萜烯树脂为金林牌T100号萜烯树脂；所述萜烯树脂的量最优占基质沥青质量的10％。
所述废旧橡胶粉的粒径为40目，最优掺量为18％。
所述多聚磷酸的最优掺量为2.5％。
所述岩沥青为北美岩沥青，所述北美岩沥青的最优掺量为10％。
如图1所示，本发明提供的一种新型抗紫外老化的高黏度改性沥青的制备方法，包括如下的步骤：
步骤1，称取萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的(4-10)％、(12-18)％、(1-2.5)％、(4-10)％、1.5％、1％和0.5％。
步骤2，将基质沥青用烘箱加热到130-140℃直至融化，加入废橡胶粉粒，人工搅拌3-5min；再加入多聚磷酸(PPA)继续人工搅拌1-3min；再加入岩沥青人工搅拌1-3min；再加入受阻胺类光稳定剂人工搅拌1-2min；再加入稳定剂人工搅拌1-2min；最后加入助溶剂人工搅拌1-2min；得到混合物A；
步骤3，将片状的萜烯树脂碎化成小块状，然后升温加热至熔融状态，在1000r/min的速度下缓慢加入步骤2中得到的混合物A中，在此转速下，配合手动搅拌2min；混合物B，在1000r/min的速度下进行剪切，保证了搅拌不飞溅的前提下，保证均匀混合。
步骤4：打开剪切机，对混合物B进行恒温剪切，得到混合物C；
步骤5：将步骤4中得到的混合物C放置于烘箱内，恒温溶胀发育，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
其中，步骤4中，恒温剪切的温度为170℃、剪切机的转速为5000r/min，剪切时间为45min。
步骤5烘箱内溶胀发育的温度和时间分别为170℃和60min。
实施案例1
步骤1：称取萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、北美岩沥青、SK90沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂、助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的4％、12％、1％、4％、1.5％、1％和0.5％。
步骤2：将基质沥青用烘箱加热到130-140℃直至融化，加入废橡胶粉人工搅拌3-5min，再加入PPA继续人工搅拌1-3min，再加入北美岩沥青人工搅拌1-3min，再加入受阻胺类光稳定剂人工搅拌1-2min，再加入稳定剂人工搅拌1-2min，最后加入助溶剂人工搅拌1-2min；得到混合物A。
步骤3：将片状的萜烯树脂碎化成小块状，然后升温至170℃，在1000r/min的速度下缓慢加入混合物A中，在此转速下，配合手动搅拌2min；得到混合物B。
步骤4：打开剪切机，在170℃温度下，以5000r/min的转速对混合物B进行恒温剪切45min，得到混合物C。
步骤5：将步骤4中得到的混合物C放置于烘箱内，在170℃温度下恒温溶胀发育60min，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
实施案例2
步骤1：称取萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、北美岩沥青、SK90沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂、助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的6％、14％、1.5％、6％、1.5％、1％和0.5％。
步骤2：将基质沥青用烘箱加热到130-140℃直至融化，加入废橡胶粉人工搅拌3-5min，再加入PPA继续人工搅拌1-3min，再加入北美岩沥青人工搅拌1-3min，再加入受阻胺类光稳定剂人工搅拌1-2min，再加入稳定剂人工搅拌1-2min，最后加入助溶剂人工搅拌1-2min；得到混合物A。
步骤3：将片状的萜烯树脂碎化成小块状，然后升温至170℃，在1000r/min的速度下缓慢加入混合物A中，在此转速下，配合手动搅拌2min；得到混合物B。
步骤4：打开剪切机，在170℃温度下，以5000r/min的转速对混合物B进行恒温剪切45min，得到混合物C。
步骤5：将步骤4中得到的混合物C放置于烘箱内，在170℃温度下恒温溶胀发育60min，得到新型抗紫外老化的高黏沥青
实施案例3
步骤1：称取萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、北美岩沥青、SK90沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂、助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的8％、16％、2％、8％、1.5％、1％和0.5％。
步骤2：将基质沥青用烘箱加热到130-140℃直至融化，加入废橡胶粉人工搅拌3-5min，再加入PPA继续人工搅拌1-3min，再加入北美岩沥青人工搅拌1-3min，再加入受阻胺类光稳定剂人工搅拌1-2min，再加入稳定剂人工搅拌1-2min，最后加入助溶剂人工搅拌1-2min，得到混合物A。
步骤3：将片状的萜烯树脂碎化成小块状，然后升温至170℃，在1000r/min的速度下缓慢加入混合物A中，在此转速下，配合手动搅拌2min；得到混合物B。
步骤4：打开剪切机，在170℃温度下，以5000r/min的转速对混合物B进行恒温剪切45min，得到混合物C。
步骤5：将步骤4中得到的混合物C放置于烘箱内，在170℃温度下恒温溶胀发育60min，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
实施案例4
步骤1：称取萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、北美岩沥青、SK90沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂、助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的10％、18％、2.5％、10％、1.5％、1％和0.5％；
步骤2：将基质沥青用烘箱加热到130-140℃直至融化，加入废橡胶粉人工搅拌3-5min，再加入PPA继续人工搅拌1-3min，再加入北美岩沥青人工搅拌1-3min，再加入受阻胺类光稳定剂人工搅拌1-2min，再加入稳定剂人工搅拌1-2min，最后加入助溶剂人工搅拌1-2min，得到混合物A。
步骤3：将片状的萜烯树脂碎化成小块状，然后升温至170℃，在1000r/min的速度下缓慢加入混合物A中，在此转速下，配合手动搅拌2min；得到混合物B。
步骤4：打开剪切机，在170℃温度下，以5000r/min的转速对混合物B进行恒温剪切45min，得到混合物C。
步骤5：将步骤4中得到的混合物C放置于烘箱内，在170℃温度下恒温溶胀发育60min，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
以上实施例中，基质沥青采用的是SK90，所采用的添加剂均为济南安畅交通设施有限公司所生产的稳定剂、助溶剂。
对比案例
将基质沥青与实施案例1-4所得到的改性沥青按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》T0604-2011、T0605-2011、T0606-2011、T0620-2011分别进行试验。对照《公路沥青路面施工技术规范》以及《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20—2011)中高粘沥青的指标要求，以及与传统高粘沥青进行对比，其结果如下表1所示：
表1与传统高粘沥青指标对比
Figure BDA0002393145280000071
Figure BDA0002393145280000081
由以上数据可见，本发明满足《公路沥青路面施工技术规范》中高粘沥青各类指标的技术要求，尤其是实施案例3-4中的60℃动力粘度高于传统TPS高粘沥青，说明其对骨料的粘接力更强。实施案例1-2中的135℃布氏粘度均小于传统TPS高粘沥青，说明其拌和性能更好。可满足当下对排水路面中对高黏沥青的使用技术要求。

Claims (9)

1.一种新型抗紫外老化的高黏沥青，其特征在于，包括以下原料：萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的(4-10)％、(12-18)％、(1-2.5)％、(4-10)％、1.5％、1％和0.5％。
2.根据权利要求1所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，其特征在于，包括以下原料：萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、基质沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，其中，萜烯树脂、废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂分别占基质沥青质量的10％、18％、2.5％、10％、1.5％、1％和0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，其特征在于，所述萜烯树脂为金林牌T100号萜烯树脂。
4.根据权利要求1所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，其特征在于，所述岩沥青为北美岩沥青。
5.根据权利要求1所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，其特征在于，所述基质沥青采用的是SK90。
6.一种新型抗紫外老化的高黏沥青的制备方法，其特征在于，基于权利要求1-5中任一项所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青，包括以下步骤：
步骤1，将称取得到的基质沥青加热直至融化，之后依次加入称取得到的废橡胶粉、多聚磷酸、岩沥青、受阻胺类光稳定剂、稳定剂和助溶剂，搅拌均匀得到混合物A；
步骤2，将萜烯树脂加热，缓慢加入到步骤2中得到的混合物A中，搅拌均匀；得到混合物B；
步骤3，将步骤2中得到的混合物B进行恒温剪切，得到混合物C；
步骤4，将步骤3中得到的混合物C进行恒温溶胀发育，得到新型抗紫外老化的高黏沥青。
7.根据权利要求6所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述萜烯树脂为块状结构。
8.根据权利要求6所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青的制备方法，其特征在于，步骤4中，恒温剪切的工艺参数是：在170℃温度下，以5000r/min的转速剪切45min。
9.根据权利要求6所述的一种新型抗紫外老化的高黏沥青的制备方法，其特征在于，步骤5中，恒温溶胀发育的工艺参数是：在170℃温度下，恒温发育60min。
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CN112480696A (zh) * 2020-11-27 2021-03-12 长安大学 一种耐久性高模量复合改性沥青及其制备方法

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