CN113025070A - 一种高粘改性沥青的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于沥青领域，尤其涉及一种高粘改性沥青的制备方法，包括以下步骤：a)将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青；所述剪切混合的温度为160～190℃，转速为3000～6000r/min，时间为30～120min；b)将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合，之后搅拌发育，得到高粘改性沥青；所述搅拌发育的温度为160～195℃，转速为100～2000r/min，时间为30～120min。本发明通过对改性沥青的制备原料物、工艺步骤和工艺条件进行优化设计，特别是在改性沥青制备的初始阶段加入沥青树脂母粒，最终制备得到了高粘度的改性沥青。
Description
技术领域
本发明属于沥青领域，尤其涉及一种高粘改性沥青的制备方法。
背景技术
现代交通发展迅速,随着我国公路里程的增加、等级的提高、路况的改善,结合现代高等级公路交通密度大、车辆轴载重、荷载作用间歇短、高速和渠化的特点，沥青路面出现高温车辙、低温裂缝、抗滑性衰减、噪音污染等问题。在这种情况下，如何提高路面的使用品质，并向社会提供更安全、更舒适、更快捷的公路交通，已成为我国公路交通部门追求的新目标。因此，只有在技术性能方面不断提高沥青的路用性能、改善沥青与骨料间的粘附性、延长沥青路面的耐久性，才能适应现代交通的要求。
近年来，排水性沥青混合料以其良好的排水、降噪、抗滑等路用性能以及环保理念在我国北京、上海、广东等多个省市的高等级公路和城市快速路上得以广泛应用。由于这种路面的空隙率要尽可能大，但若超过一定限度就无法充分保持其耐久性，而且空隙破坏或堵塞会导致排水性路面功能降低，因此保持功能与耐久性之间的平衡至关重要铺设排水性路面最关键的材料是沥青胶结料，普通改性沥青作为排水性路面的结合料，存在粘度低、集料裹附厚度不足、在重载交通下路面耐久性不高、且很难保证大的空隙率的问题。此外，排水性路面的空隙率较大，路面内部在直接受到水的影响下，容易发生剥落、粗集料飞散、坑槽等现象。由此，高粘沥青是必然选择。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高粘改性沥青的制备方法，本发明提供的方法能够显著提高沥青的黏性、软化点、延度等指标，且该方法的工艺流程简单，适用于工业化生产。
1、一种高粘改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
a)将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青；
所述剪切混合的温度为160～190℃；所述剪切混合的转速为3000～6000r/min；所述剪切混合的时间为30～120min；
b)将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合，之后搅拌发育，得到高粘改性沥青；
所述搅拌发育的温度为160～195℃；所述搅拌发育的转速为100～2000r/min；所述搅拌发育的时间为30～120min。
优选的，步骤a)具体包括：
a1)将基质沥青和沥青树脂母粒搅拌混合，得到初始基质沥青；
a2)将所述初始基质沥青和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青。
优选的，步骤a1)中，所述搅拌混合的温度为120～190℃；所述搅拌混合的转速为100～2000r/min；所述搅拌混合的时间不超过120min。
优选的，所述基质沥青为70号A级道路石油沥青。
优选的，所述沥青树脂母粒的软化点为90～95℃。
优选的，所述基质沥青和沥青树脂母粒的质量比为500：(5～30)。
优选的，所述SBS改性剂的牌号为791H。
优选的，所述基质沥青和SBS改性剂的质量比为500：(10～40)。
优选的，所述助溶剂为芳烃油；所述稳定剂的牌号为ZQ-WDJ。
优选的，所述助溶剂的用量为基质沥青质量的1～5wt％；所述稳定剂的用量为基质沥青质量的0.2～0.3wt％。
与现有技术相比，本发明提供了一种高粘改性沥青的制备方法。本发明提供的制备方法包括以下步骤：a)将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青；所述剪切混合的温度为160～190℃；所述剪切混合的转速为3000～6000r/min；所述剪切混合的时间为30～120min；b)将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合，之后搅拌发育，得到高粘改性沥青；所述搅拌发育的温度为160～195℃；所述搅拌发育的转速为100～2000r/min；所述搅拌发育的时间为30～120min。本发明通过对改性沥青的制备原料物、工艺步骤和工艺条件进行优化设计，特别是在改性沥青制备的初始阶段加入沥青树脂母粒，最终制备得到了高粘度的改性沥青。本发明提供的制备方法能够明显提升沥青的黏性、软化点、延度等指标；且该方法工艺流程简单，成本较低，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种高粘改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
a)将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青；
b)将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合，之后搅拌发育，得到高粘改性沥青。
在本发明提供的制备方法中，首先以基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂为原料物，制备初始改性沥青。其中，所述基质沥青优选为70号A级道路石油沥青；所述沥青树脂母粒的软化点优选为90～95℃，具体可为90℃、91℃、92℃、93℃、94℃或95℃；所述沥青树脂母粒优选由东营晨源化工提供；所述SBS改性剂的牌号优选为791H，上述牌号的SBS改性剂由巴陵石化提供。在本发明中，所述基质沥青和沥青树脂母粒的质量比优选为500：(5～30)，具体可为500:5、500:6、500:7、500:8、500:9、500:10、500:11、500:12、500:13、500:14、500:15、500:16、500:17、500:18、500:19、500:20、500:21、500:22、500:23、500:24、500:25、500:26、500:27、500:28、500:29或500:30；所述基质沥青和SBS改性剂的质量比优选为500：(10～40)，具体可为500:10、500:11、500:12、500:13、500:14、500:15、500:16、500:17、500:18、500:19、500:20、500:21、500:22、500:23、500:24、500:25、500:26、500:27、500:28、500:29、500:30、500:31、500:32、500:33、500:34、500:35、500:36、500:37、500:38、500:39或500:40。
在本发明提供的制备方法中，所述初始改性沥青既可以采用一步法混合制成，也可以采用两步法混合制成。在本发明中，所述一步法是指直接将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青。其中，所述剪切混合的温度为160～190℃，具体可为160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃或190℃；所述剪切混合的转速为3000～6000r/min，具体可为3000r/min、3500r/min、4000r/min、4500r/min、5000r/min、5500r/min或6000r/min；所述剪切混合的时间为30～120min，具体可为30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min。在本发明中，所述两步法是指先将基质沥青和沥青树脂母粒搅拌混合，得到初始基质沥青；再将所述初始基质沥青和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青。其中，所述搅拌混合的温度优选为120～190℃，具体可为120℃、130℃、138℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃或190℃；所述搅拌混合的转速优选为100～2000r/min，具体可为100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min、1000r/min、1200r/min、1500r/min、1700r/min或2000r/min；所述搅拌混合的时间优选不超过120min，具体可为10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、70min、80min或90min；所述剪切混合的温度、转速和时间与上文一步法中介绍的一致，在此不再赘述。
在本发明提供的制备方法中，得到初始改性沥青后，将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合。其中，所述助溶剂优选为芳烃油，所述芳烃油100℃粘度优选为25～35mm2/s，所述芳烃油优选由山东孚润达化工提供；所述稳定剂的牌号优选为ZQ-WDJ，上述牌号的稳定剂由东营润丰博越石油技术有限公司提供；所述助溶剂的用量优选为所述基质沥青质量的1～5wt％，具体可为1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％；所述稳定剂的用量优选为所述基质沥青质量的0.2～0.3wt％，具体可为0.2wt％、0.21wt％、0.22wt％、0.23wt％、0.24wt％、0.25wt％、0.26wt％、0.27wt％、0.28wt％、0.29wt％或0.3wt％。
在本发明提供的制备方法中，待初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合后，进行搅拌发育。其中，所述搅拌发育的温度为160～195℃，具体可为160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃；所述搅拌发育的转速为100～2000r/min，具体可为100r/min、200r/min、300r/min、400r/min、500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min、1000r/min、1200r/min、1500r/min、1700r/min或2000r/min；所述搅拌发育的时间为30～120min，具体可为30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min。搅拌发育结束后，得到高粘改性沥青。
本发明提供的制备方法通过对改性沥青的制备原料物、工艺步骤和工艺条件进行优化设计，特别是在改性沥青制备的初始阶段加入沥青树脂母粒，最终制备得到了高粘度的改性沥青。本发明提供的制备方法能够明显提升沥青的黏性、软化点、延度等指标；且该方法工艺流程简单，成本较低，适用于工业化生产。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
将海韵70号A级道路石油沥青500g、沥青树脂母粒(软化点93℃，厂家：东营晨源化工)15g加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度138℃，700r/min的转速搅拌30min；搅拌完毕后，将得到的样品加入SBS改性剂(牌号：791H，厂家：巴陵石化)20g，在180℃下进行剪切，转速4500r/min，剪切50min；剪切完毕后，在得到的样品中加入助溶剂(芳烃油，100℃粘度25～35mm2/s，厂家：山东孚润达化工)10g、稳定剂(牌号：ZQ-WDJ，厂家：博越)1.25g，控制温度180℃，进行搅拌发育，转速1000r/min，发育70min，得到高粘改性沥青。
实施例2
将海韵70号A级道路石油沥青500g、SBS改性剂(牌号：791H，厂家：巴陵石化)20g、沥青树脂母粒(软化点93℃，厂家：东营晨源化工)15g加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度180℃，4500r/min的转速剪切50min；剪切完毕后，将得到的样品加入助溶剂(芳烃油，100℃粘度25～35mm2/s，厂家：山东孚润达化工)10g、稳定剂(牌号：ZQ-WDJ，厂家：博越)1.25g，控制温度180℃，进行搅拌发育，转速1000r/min，发育70min，得到高粘改性沥青。
比较例
将500g海韵70号A级道路石油沥青、SBS改性剂(牌号：791H，厂家：巴陵石化)20g加入1L搪瓷缸中，采用加热套控制温度180℃，4500r/min的转速剪切50min；剪切完毕后，将得到的样品加入助溶剂(芳烃油，100℃粘度25～35mm2/s，厂家：山东孚润达化工)10g、稳定剂(牌号：ZQ-WDJ，厂家：博越)1.25g，控制温度185℃，进行搅拌发育，转速1000r/min，发育70min，得到改性沥青。
性能检测
对实施例1、2和比较例制得的改性沥青的性能进行检测，检测结果如表1所示：
表1改性沥青的性能检测结果
| 测试项目 | 指标要求 | 实施例1 | 实施例2 | 比较案例 |
| 针入度(25℃，100g，5s)，0.1mm | ≮40 | 42 | 45 | 47 |
| 软化点(环球法)，℃ | ≮70 | 84.1 | 80.0 | 75.4 |
| 延度(10℃，5cm/min)，cm | ≮20 | 38.3 | 37.3 | 34.6 |
| 运动粘度(135℃)，Pa.s | / | 2.27 | 2.09 | 1.45 |
| 运动粘度(175℃)，Pa.s | ≮1.0 | 0.390 | 0.362 | 0.291 |
通过表1可以看出，本发明制备的高粘改性沥青软化点较高，说明其高温性能较好，并且其延度较高，说明其低温性能较好，粘度较大，说明其与石料的粘附性好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高粘改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
a)将基质沥青、沥青树脂母粒和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青；
所述剪切混合的温度为160～190℃；所述剪切混合的转速为3000～6000r/min；所述剪切混合的时间为30～120min；
b)将所述初始改性沥青、助溶剂和稳定剂混合，之后搅拌发育，得到高粘改性沥青；
所述搅拌发育的温度为160～195℃；所述搅拌发育的转速为100～2000r/min；所述搅拌发育的时间为30～120min。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)具体包括：
a1)将基质沥青和沥青树脂母粒搅拌混合，得到初始基质沥青；
a2)将所述初始基质沥青和SBS改性剂剪切混合，得到初始改性沥青。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a1)中，所述搅拌混合的温度为120～190℃；所述搅拌混合的转速为100～2000r/min；所述搅拌混合的时间不超过120min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基质沥青为70号A级道路石油沥青。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述沥青树脂母粒的软化点为90～95℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基质沥青和沥青树脂母粒的质量比为500：(5～30)。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SBS改性剂的牌号为791H。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基质沥青和SBS改性剂的质量比为500：(10～40)。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助溶剂为芳烃油；所述稳定剂的牌号为ZQ-WDJ。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助溶剂的用量为基质沥青质量的1～5wt％；所述稳定剂的用量为基质沥青质量的0.2～0.3wt％。
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