CN115785689A - 一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 - Google Patents
一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115785689A CN115785689A CN202310052820.4A CN202310052820A CN115785689A CN 115785689 A CN115785689 A CN 115785689A CN 202310052820 A CN202310052820 A CN 202310052820A CN 115785689 A CN115785689 A CN 115785689A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- asphalt
- composite modified
- modified asphalt
- viscosity
- aging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 title claims abstract description 205
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 40
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 54
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 claims description 32
- HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N furfural Chemical group O=CC1=CC=CO1 HYBBIBNJHNGZAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 28
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 28
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 19
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 18
- RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N Abietic-Saeure Natural products C12CCC(C(C)C)=CC2=CCC2C1(C)CCCC2(C)C(O)=O RSWGJHLUYNHPMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N Rosin Natural products O(C/C=C/c1ccccc1)[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 KHPCPRHQVVSZAH-HUOMCSJISA-N 0.000 claims description 17
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 17
- 238000011161 development Methods 0.000 claims description 17
- KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N trans-cinnamyl beta-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC=CC1=CC=CC=C1 KHPCPRHQVVSZAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 14
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical group CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims description 12
- JSEQNGYLWKBMJI-UHFFFAOYSA-N 9,9-dimethyl-10h-acridine Chemical group C1=CC=C2C(C)(C)C3=CC=CC=C3NC2=C1 JSEQNGYLWKBMJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 10
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 11
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 27
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 9
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 9
- 206010042674 Swelling Diseases 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 5
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012644 addition polymerization Methods 0.000 description 2
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N methyl hydrogen fumarate Chemical group COC(=O)\C=C/C(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 2
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- -1 wherein Chemical group 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/30—Adapting or protecting infrastructure or their operation in transportation, e.g. on roads, waterways or railways
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法,属于道路工程材料技术领域,解决了现有的沥青超薄磨耗层的综合性能有待进一步提高以延长路面表层的使用周期以及减少路面维护成本的技术问题。本发明的复合改性沥青按照质量份数计,包括如下组分:基质沥青:100份,热塑性丁苯橡胶:10‑15份,增粘剂:5‑8份,增塑剂:0.5‑1.5份,相容剂:2‑5份,稳定剂:0.1‑0.4份,抗老化剂:0.01‑0.05份。本发明制备的复合改性沥青具有高弹高粘且抗老化性能优异等优点。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程材料技术领域,具体涉及一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法。
背景技术
因我国地形地貌复杂,对于道路,由于南方夏季高温多雨,北方冬季寒冷干燥,车流量大以及超载现象等诸多因素,路面性能会出现不可避免的衰变,造成不同程度的损坏,因此,道路养护维修需求日益增长。与此同时,山区公路多,桥隧比超过80%,桥梁和隧道对其铺装层的自重或标高控制有较高的要求。
在这强烈的需求驱使下,沥青超薄磨耗层技术应运而生。超薄磨耗层可用于路面表面层的修复,解决路面裂缝、老化、车辙和抗滑性能不足等病害,也可作为新建路面包括桥隧路面的抗滑磨耗层。超薄磨耗层一般铺装厚度为15-25mm,与普通4-5cm的磨耗层相比,可大幅度地减少沥青和石料的用量,减少环境污染,经济和环境效益显著。所以,将其用于路面的铺装层或道路表面层的养护维修具有广阔的应用前景。
然而,超薄磨耗层因其超薄特性且位于路面表层,受到自然环境和交通荷载的双重作用,易存在车辙,低温受损或疲劳开裂,粘结力不足而松散剥落以及脱层等较为突出的问题。因此,为解决现阶段路面铺装所存在的问题,亟需针对现有沥青超薄磨耗层进行改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:现有的沥青超薄磨耗层的综合性能有待进一步提高以延长路面表层的使用周期以及减少路面维护成本。
本发明通过下述技术方案实现:
一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,按照质量份数计,包括如下组分:
基质沥青:100份,热塑性丁苯橡胶:10-15份,增粘剂:5-8份,增塑剂:0.5-1.5份,相容剂:2-5份,稳定剂:0.1-0.4份,抗老化剂:0.01-0.05份。
本发明通过在基质沥青中加入各类改性剂对其进行改性,其中热塑性丁苯橡胶可以兼顾改性沥青的高低温性能,并能较明显改善沥青的60℃动力粘度,再通过与增粘剂、增塑剂、相容剂、稳定剂以及抗老化剂的配合作用,共同作用获得了高粘高弹抗老化复合改性沥青。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,所述增粘剂为树脂与聚异戊二烯衍生物的复配物,所述树脂为松香改性树脂。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,所述树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1。
本发明选用该增粘剂基于的原理是:采用物理及化学相结合的改性方法来提高沥青的粘度。其中,松香改性树脂与热塑性丁苯橡胶有良好的溶解性,可共同促进沥青体系的粘度,同时聚异戊二烯衍生物的支链上含有马来酸单甲酯官能团,结构式为:
羧基在高温剪切过程中-OH键易发生断裂而形成不饱和的羧酸根,可与沥青中的醇类物质发生酯化反应。由于聚异戊二烯衍生物的主链为异戊二烯小分子加聚而成,其分子结构与热塑性丁苯橡胶相似,在高温下高速剪切后聚异戊二烯衍生物和热塑性丁苯橡胶都会断裂成小分子链,而后在稳定剂及温度降低的作用下,会无差别的发生聚合交联反应,实现了以聚异戊二烯衍生物分子为“桥梁”,热塑性丁苯橡胶与沥青分子以化学改性的方式结合成较稳定的高分子聚合物体系,使粘度有了明显的改善。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,所述热塑性丁苯橡胶为线型结构,其嵌段比S/B为30/70,其外观呈白色棒状,其用量为基质沥青质量的10-15%。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,所述相容剂为糖醛抽出油,所述稳定剂为硫磺,所述抗老化剂为9,9-二甲基吖啶。
邻苯二甲酸二辛酯,是一种无色透明液体,化学性能稳定,为作为较为理想的增韧材料,相比邻苯二甲酸二丁酯,邻苯二甲酸二辛酯更为粘稠,而丁酯分子量小,对沥青增粘有一定的副作用,而且容易挥发,对生产及施工人员的身体健康影响较大,所以选择分子量较大,增塑效果较好的辛酯,对最终的沥青粘度有好处。
糖醛抽出油,呈墨绿色液体。
进一步地,所述硫磺呈淡黄色粉末状,硫含量>99%。
糖醛抽出油可有效促进热塑性丁苯橡胶与沥青充分溶胀,达到较好的改性效果;而硫磺可作为稳定剂,促使热塑性丁苯橡胶、增粘剂与基质沥青发生交联反应,改善聚合物间的界面能,形成较为稳定的沥青体系。
一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,用于制备上述复合改性沥青,包括如下步骤:
步骤1:熔化基质沥青并进行保温,将称量好的增塑剂、相容剂和抗老化剂加入到熔化的沥青中,并分散均匀;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入热塑性丁苯橡胶,溶胀,然后升温并高速剪切使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:向步骤2得到的沥青中加入增粘剂,高速剪切后加入稳定剂,再进行剪切进行稳定交联;
步骤4:向步骤3得到的沥青进行发育,并定期排气获得高粘高弹高性能抗老化复合改性沥青。
本发明在加入热塑性丁苯橡胶之前就加入增塑剂,使得热塑性丁苯橡胶在与沥青的混合中,有增塑剂的亲和与相容助力,从而加速了热塑性丁苯橡胶的溶胀速度,有利于减少SBS的溶胀时间并能提高其溶胀及改性效果。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤1的具体方法为:首先将基质沥青放入125-145℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后在电热套中保温至145-155℃,将称量好的增塑剂、相容剂和抗老化剂加入到熔化的沥青中,用玻璃棒搅拌5-8min,使其均匀分散在沥青中。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤2的具体方法为:向步骤1得到的沥青中加入称量好的热塑性丁苯橡胶并用玻璃棒搅拌使其溶胀10-15min,随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以4500-5500r/min高速剪切20-40min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤3的具体步骤为:加入称量好的增粘剂,以4000-5000r/min的转速进行高速剪切15-30min,最后加入称量好的硫磺以3500-4000r/min的转速剪切10-20min进行稳定交联。
本发明优选的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤4的具体步骤为:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入170-180℃的烘箱内发育45min,每隔10-15min用玻璃棒对沥青进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
发育的作用主要是促进SBS在沥青中充分溶胀交联,形成一个连续稳定的沥青体系。发育时间过短,可能会导致溶胀不充分,储存稳定性较差。发育时间过长,易发生沥青老化,影响改性沥青的性能。本技术改变了增塑剂的添加顺序,前面加入可以增强SBS等聚合物的软化及溶胀效果,适当缩短发育时间的作用。
本发明具有如下的优点和有益效果:
1、本发明采用基质沥青、聚异戊二烯衍生物和松香树脂、热塑性丁苯橡胶、邻苯二甲酸二辛酯、糖醛抽出油、硫磺,抗老化剂,通过在高温下高速剪切来制备了高粘高弹抗老化复合改性沥青,复合改性沥青具有优异的综合性能,60℃动力粘度大于25万Pa·s,软化点在95℃以上,5℃低温延度大于40cm,25℃弹性恢复超过99%,能使超薄磨耗层混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂能力以及抗热氧紫外老化能力大幅提高,起到桥隧铺装或路表面养护维修的作用,延长道路路面的使用寿命。
2、本发明通过将增塑剂在SBS之前加入,加速了热塑性丁苯橡胶的溶胀速度,可以增强SBS等聚合物的软化及溶胀效果,适当缩短发育时间。
3、本发明的热塑性丁苯橡胶可以兼顾改性沥青的高低温性能,并能较明显改善沥青的60℃动力粘度;增粘剂采用物理及化学相结合的改性方法来提高沥青的粘度。其中,松香改性树脂与SBS有良好的溶解性,可共同促进沥青体系的粘度。而聚异戊二烯衍生物的支链上含有马来酸单甲酯官能团,其中羧基在高温改性过程中-OH键易发生断裂而形成不饱和的羧酸根,可与沥青中的醇类物质发生酯化反应。由于聚异戊二烯衍生物的主链为异戊二烯小分子加聚而成,其分子结构与热塑性丁苯橡胶相似,在高温下高速剪切后聚异戊二烯衍生物和热塑性丁苯橡胶都会断裂成小分子链,而后在稳定剂及温度降低的作用下,会无差别的发生聚合交联反应,实现了以聚异戊二烯衍生物为“桥梁”,热塑性丁苯橡胶与沥青分子以化学改性的方式结合成较稳定的高分子聚合物体系,使粘度有了明显的改善,邻苯二甲酸二辛酯的化学性质较为稳定,一般不与热塑性丁苯橡胶或其他高分子聚合物发生化学反应, 可有效提高改性沥青的低温延度,是理想的增韧材料;糖醛抽出油可有效促进热塑性丁苯橡胶与沥青充分溶胀,达到较好的改性效果;而硫磺可作为稳定剂,促使热塑性丁苯橡胶、增粘剂与基质沥青发生交联反应,改善聚合物间的界面能,形成较为稳定的沥青体系。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、15g相容剂糖醛抽出油以及0.25g抗老化剂9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶,为YH791型,并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g增粘剂,增粘剂为松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于,所述增粘剂仅仅加入松香树脂,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g邻苯二甲酸二辛酯、15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶,为YH791型,并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于,所述增粘剂仅仅加入聚异戊二烯衍生物,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g邻苯二甲酸二辛酯、15g糖醛抽出油以及0.25g9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g聚异戊二烯衍生物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于,松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为1:2,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g邻苯二甲酸二辛酯、15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为1:2的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于,所述增塑剂在步骤3中加入,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,随后加入5g邻苯二甲酸二辛酯剪切10min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于,不加入增塑剂,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10 min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例7
本实施例与实施例1的区别在于,发育时间为30min,具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g邻苯二甲酸二辛酯、15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入60g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育30min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于,SBS的掺量为7%。具体步骤如下:
步骤1:首先将500g基质沥青放入135℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后将其移入电热套中保温至150℃,随后向基质沥青中加入5g邻苯二甲酸二辛酯、15g糖醛抽出油以及0.25g 9,9-二甲基吖啶,用玻璃棒搅拌5min,使其均匀分散在沥青中;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入35g热塑性丁苯橡胶(YH791型)并用玻璃棒搅拌使其溶胀10min。随后将沥青温度升至180±5℃,打开高速剪切机,以5000r/min高速剪切30min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:加入35g松香改性树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1的复配物,其中,以4500r/min的转速进行高速剪切20min,最后加入1.25g硫磺以4000r/min的转速剪切10min进行交联稳定;
步骤4:剪切完成后,立即将改性后的沥青试样移入175℃的烘箱内发育45min,每隔15min用玻璃棒对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,最终得到高粘高弹抗老化复合改性沥青。
分别对实施例中制备所得的改性沥青进行相关性能指标测试,其测试结果如下表1所示:
表1 实施例中各复合改性沥青基本性能测试结果
通过在实施例1~4中调整树脂与聚异戊二烯衍生物的比例来分析改性沥青的性能变化,以优选增粘剂的复配方案。由上表结果可见,聚异戊二烯衍生物对基质沥青的60℃动力粘度、软化点有着明显的增益效果,但对沥青低温性能具有削弱作用。反观增粘树脂,虽然对沥青高温性能的作用小于聚异戊二烯衍生物,但基本能维持SBS原有的良好低温性能。为兼顾高粘沥青的高低温性能,增粘剂以增粘树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1进行复配效果较优。
通过实施例1、5和6的结果可知,增塑剂的提前加入可改善热塑型丁苯橡胶在沥青中的溶胀效果,而储存稳定性与溶胀效果有关,对沥青的低温性能有着较好的促进作用,柔韧性变好,但是增塑剂会在一定程度上削减改性沥青的60℃动力粘度。另外,在保证沥青有良好的溶胀发育前提下,硫磺可发挥其交联稳定作用,使改性沥青具有很好的分散性和均匀性。
粘度高低不光与增粘剂有关,与SBS掺量也有较大关系。但SBS掺量越高施工和易性越差,而增粘剂的加入不仅能提高粘度,还对改善施工和易性具有一定的作用,但对低温延度有一定影响,本发明通过选择SBS和增粘剂复配作用,并且与其他物质一起配合得到了易于施工的综合性能高的高粘高弹抗老化复合改性沥青。
实施例1中,RTFOT后复合改性沥青的25℃残留针入度达79%,5℃延度仍大于30cm,说明老化后复合改性沥青能较高水平的维持原沥青性能,具备显著的耐老化性能。
本发明大幅提高了沥青的粘度,并且保持了较好的稳定性和可施工性,同时其他性能也满足本领域需要。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,其特征在于,按照质量份数计,包括如下组分:
基质沥青:100份,热塑性丁苯橡胶:10-15份,增粘剂:5-8份,增塑剂:0.5-1.5份,相容剂:2-5份,稳定剂:0.1-0.4份,抗老化剂:0.01-0.05份。
2.根据权利要求1所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,其特征在于,所述增粘剂为树脂与聚异戊二烯衍生物的复配物,所述树脂为松香改性树脂。
3.根据权利要求2所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,其特征在于,所述树脂与聚异戊二烯衍生物的质量比为2:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,其特征在于,所述热塑性丁苯橡胶为线型结构,其嵌段比S/B为30/70。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青,其特征在于,所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯,所述相容剂为糖醛抽出油,所述稳定剂为硫磺,所述抗老化剂为9,9-二甲基吖啶。
6.一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,其特征在于,用于制备如权利要求1-5任一项所述的复合改性沥青,包括如下步骤:
步骤1:熔化基质沥青并进行保温,将称量好的增塑剂、相容剂和抗老化剂加入到熔化的沥青中,并分散均匀;
步骤2:向步骤1得到的沥青中加入热塑性丁苯橡胶,溶胀,然后升温并高速剪切使热塑性弹性体完全溶于沥青中;
步骤3:向步骤2得到的沥青中加入增粘剂,高速剪切后加入稳定剂,再进行剪切进行稳定交联;
步骤4:将步骤3得到的沥青进行发育,并定期排气获得高粘高弹高性能抗老化复合改性沥青。
7.根据权利要求6所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤1的具体方法为:首先将基质沥青放入125-145℃的烘箱里加热使之完全熔化,随后在电热套中保温至145-155℃,将称量好的增塑剂、相容剂和抗老化剂加入到熔化的沥青中,搅拌使其均匀分散在基质沥青中。
8.根据权利要求6或7所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤2的具体方法为:向步骤1得到的沥青中加入称量好的热塑性丁苯橡胶并搅拌使其溶胀10-15min,随后将沥青温度升至180±5℃,以4500-5500r/min高速剪切20-40min,使热塑性弹性体完全溶于沥青中。
9.根据权利要求6或7所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤3的具体方法为:加入称量好的增粘剂,以4000-5000r/min的转速进行高速剪切15-30min,最后加入称量好的硫磺以3500-4000r/min的转速剪切10-20min进行稳定交联。
10.根据权利要求6或7所述的一种高粘高弹抗老化复合改性沥青的制备方法,所述步骤4的具体步骤为:剪切完成后,将改性后的沥青试样移入170-180℃的烘箱内发育45min,每隔10-15min对沥青试样进行搅拌,以便排出沥青内混入的空气,得到高粘高弹高性能抗老化复合改性沥青。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310052820.4A CN115785689B (zh) | 2023-02-03 | 2023-02-03 | 一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310052820.4A CN115785689B (zh) | 2023-02-03 | 2023-02-03 | 一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115785689A true CN115785689A (zh) | 2023-03-14 |
CN115785689B CN115785689B (zh) | 2023-05-09 |
Family
ID=85429588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310052820.4A Active CN115785689B (zh) | 2023-02-03 | 2023-02-03 | 一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115785689B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101613515A (zh) * | 2009-07-24 | 2009-12-30 | 武汉理工大学 | 一种高粘度高弹性沥青改性剂及其制备方法 |
US20110082240A1 (en) * | 2008-05-05 | 2011-04-07 | Meadwestvaco Corporation | Rosin oil-modified bitumen and the bituminous composition containing thereof |
JP2016210878A (ja) * | 2015-05-07 | 2016-12-15 | 旭化成株式会社 | 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法 |
WO2016210379A1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | Ingevity South Carolina, Llc | Heat-activated adhesive compositions |
CN106479204A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-08 | 长安大学 | 一种抗紫外光老化沥青及其制备方法 |
CN107722648A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种高粘高弹改性沥青及其制备和应用 |
CN111777863A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-10-16 | 四川公路桥梁建设集团有限公司 | 一种高粘度改性沥青的制备方法 |
-
2023
- 2023-02-03 CN CN202310052820.4A patent/CN115785689B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110082240A1 (en) * | 2008-05-05 | 2011-04-07 | Meadwestvaco Corporation | Rosin oil-modified bitumen and the bituminous composition containing thereof |
CN101613515A (zh) * | 2009-07-24 | 2009-12-30 | 武汉理工大学 | 一种高粘度高弹性沥青改性剂及其制备方法 |
JP2016210878A (ja) * | 2015-05-07 | 2016-12-15 | 旭化成株式会社 | 改質アスファルト組成物、及び改質アスファルト混合物、並びにこれらの製造方法 |
WO2016210379A1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | Ingevity South Carolina, Llc | Heat-activated adhesive compositions |
CN107722648A (zh) * | 2016-08-12 | 2018-02-23 | 交通运输部公路科学研究所 | 一种高粘高弹改性沥青及其制备和应用 |
CN106479204A (zh) * | 2016-11-03 | 2017-03-08 | 长安大学 | 一种抗紫外光老化沥青及其制备方法 |
CN111777863A (zh) * | 2020-05-26 | 2020-10-16 | 四川公路桥梁建设集团有限公司 | 一种高粘度改性沥青的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115785689B (zh) | 2023-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108948753B (zh) | 一种温拌高粘改性沥青及其制备和应用 | |
CN111286207A (zh) | 一种温拌薄层罩面用改性沥青组合物及其制备方法 | |
Duan et al. | Research progress and performance evaluation of crumb-rubber-modified asphalts and their mixtures | |
CN104231640B (zh) | 一种sbs改性沥青再生剂及其制备方法 | |
KR101350363B1 (ko) | 유화아스팔트 형성용 개질 아스팔트를 이용한 아스팔트 도로포장의 보수공법 | |
CN107722650A (zh) | 一种环保高黏度改性沥青及其制备方法 | |
CN103408953B (zh) | 一种沥青化橡胶颗粒改性剂及制备方法 | |
CN111286209B (zh) | 一种sbs高粘改性乳化沥青材料及其制备工艺 | |
CN115160808B (zh) | 一种高粘改性沥青及其制备方法 | |
CN112778777A (zh) | 一种碳纳米管和橡胶粉复合改性沥青及其制备方法 | |
Song et al. | Study on properties and improving mechanism of OGFC-13 asphalt mixtures modified by novel rubber pellets | |
CN113150568A (zh) | 一种改性的冷拌冷铺常温沥青及其制备方法 | |
CN101348350A (zh) | 废旧橡胶粉复合改性沥青及其制备方法 | |
CN111234547A (zh) | 一种环保型低标号硬质沥青改性方法 | |
CN114395267A (zh) | 环氧沥青及其制备方法与应用 | |
CN112409802B (zh) | 一种高性能废轮胎胶粉改性沥青及其制备方法 | |
CN108424661B (zh) | 一种抗剥落性能优异的复合改性乳化沥青及其制备方法 | |
CN109694585A (zh) | 一种高粘度复合改性沥青及其制备方法 | |
CN113583457A (zh) | 一种反应再生的sbs改性沥青及其制备方法 | |
CN116254006B (zh) | 一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青及其制备方法 | |
CN106589986B (zh) | 改性沥青及其制备方法和应用 | |
CN115785689A (zh) | 一种高粘高弹抗老化复合改性沥青及制备方法 | |
CN114015244B (zh) | 一种高性能橡胶沥青及其制备方法 | |
CN113801489B (zh) | 一种用于路面修补的胶粉改性沥青及其制备方法 | |
CN112390567A (zh) | 一种稀释沥青冷补料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |