一种抗老化高粘沥青添加剂及其制备方法技术

技术编号:18677019 阅读:62 留言:0更新日期:2018-08-14 21:53
本发明专利技术公开了一种抗老化高粘沥青添加剂及其制备方法。该添加剂按重量份计包括以下原料组分:SBS 100份,石油树脂20~40份,芳烃油10~40份,丁苯橡胶10~20份,改性介孔分子筛5~8份;其中,所述改性介孔分子筛为氨基硅烷、巯基硅烷和受阻酚型抗氧剂改性的介孔分子筛,所述受阻酚型抗氧剂为含有羧基基团的受阻酚型抗氧剂。本发明专利技术的高粘沥青添加剂不仅显著提高了沥青的粘度和粘结性,而且大幅度地提高了沥青的抗老化性能,从而延长道路的使用寿命。

Anti aging and high viscosity asphalt additive and preparation method thereof

The invention discloses an anti aging and high viscosity asphalt additive and a preparation method thereof. The additive consists of 100 parts SBS, 20-40 parts petroleum resin, 10-40 parts aromatic oil, 10-20 parts SBR and 5-8 parts modified mesoporous molecular sieves by weight. Among them, the modified mesoporous molecular sieves are aminosilane, mercaptosilane and hindered phenolic antioxidant modified mesoporous molecular sieves. Phenolic inhibitor is a hindered phenolic antioxidant containing carboxyl group. The high viscosity asphalt additive of the invention not only remarkably improves the viscosity and cohesiveness of the asphalt, but also greatly improves the aging resistance of the asphalt, thereby prolonging the service life of the road.

【技术实现步骤摘要】
一种抗老化高粘沥青添加剂及其制备方法
本专利技术涉及一种高粘改性沥青添加剂及其制备方法,特别涉及一种具有抗老化性能的高粘改性沥青添加剂及其制备方法。
技术介绍
高粘沥青一般指60℃动力粘度大于20000Pa·s的沥青,适用于开级配抗滑磨耗层(OGFC)等路面的应用。由于具有较大的空隙率,OGFC路面具有很好的排水、降噪、防滑性能。但是大空隙率的结构特性也导致了沥青与空气和紫外光的接触面积增大,加速了沥青的老化,缩短了路面的使用寿命。目前,高粘度沥青主要通过在沥青中添加聚合物制得,可显著改善沥青的高、低温性能,提高沥青的粘度,但是存在聚合物分散不均匀,相容性不好等问题。同时,存在抗老化性能不足的问题。CN101457009A公开了一种高粘度沥青改性剂及其制备方法,该改性剂包括SIS、古马隆树脂、油酸酰胺等。该改性剂与沥青具有较好的相容性,明显提高了沥青的粘附性。但是没有考虑高粘度沥青的抗老化问题,其抗老化性能不足,影响高粘度沥青的使用寿命。CN102838874A公开了一种沥青改性剂、改性沥青以及沥青混合料。该高粘沥青改性剂由废旧轮胎胶粉、聚乙烯废弃物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、萜烯树脂、溶剂油、醇醚羧酸盐等组成。该改性剂制得的改性沥青具有较好的高、低温性能和水稳定性。但其所用废旧轮胎胶粉仍存在与沥青相容性不好的问题,同时也存在抗老化性能不足的问题。综上,现有技术虽然可在一定程度上提高沥青的粘度和粘附性,但存在聚合物相容性不好,以及抗老化性能不足的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供了一种抗老化高粘沥青添加剂及其制备方法。本专利技术的高粘沥青添加剂不仅显著提高了沥青的粘度和粘结性,而且大幅度地提高了沥青的抗老化性能,从而延长道路的使用寿命。本专利技术提供了一种抗老化高粘沥青添加剂,按重量份计包括以下原料组分:SBS100份;石油树脂20~40份;芳烃油10~40份;丁苯橡胶10~20份;改性介孔分子筛5~8份;其中,所述改性介孔分子筛为氨基硅烷、巯基硅烷和受阻酚型抗氧剂改性的介孔分子筛,所述受阻酚型抗氧剂为含有羧基基团的受阻酚型抗氧剂。在所述改性介孔分子筛中,所述氨基硅烷、巯基硅烷分别接枝于介孔分子筛的表面,受阻酚型抗氧剂与氨基硅烷反应,从而将受阻酚型抗氧剂连接到所述介孔分子筛上。所述受阻酚型抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸、3-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烯酸、3-(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)丙烯酸和3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烯酸中的一种或几种。其中,3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸,可以由下述化学式表示:式(Ⅰ)。所述介孔分子筛、氨基硅烷、巯基硅烷、受阻酚型抗氧剂的质量比为100:(3~20):(2~10):(5~25)。所述氨基硅烷为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。所述巯基硅烷为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。所述介孔分子筛为MCM-41、MCM-22、MCM-48、SBA-15、SBA-16、HMS分子筛中的一种或几种,优选为MCM-41、SBA-15和SBA-16分子筛中的一种或几种。所述介孔分子筛的比表面积优选为600m2/g~1250m2/g。所述SBS为线型结构,分子量为5~25万。所述石油树脂为碳五石油树脂,其软化点为90℃~120℃。所述芳烃油中,芳香烃的重量含量为40%~80%。所述的芳烃油为一种富含芳烃的组分,可源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油,比如糠醛精制抽出油、酚精制抽出油等。所述丁苯橡胶为工业产品,分子量为20~80万。本专利技术还提供了一种上述的抗老化高粘沥青添加剂的制备方法,其包括如下步骤:(1)将介孔分子筛、氨基硅烷和巯基硅烷加入到第一有机溶剂中,在加热回流条件下进行表面修饰反应,冷却后再经过滤、洗涤、第一干燥,得到接枝有氨基硅烷和巯基硅烷的介孔分子筛;(2)在惰性气氛下,将受阻酚型抗氧剂和氯化亚砜加入到第二有机溶剂中,加热反应,然后蒸馏,得到酰氯化的受阻酚型抗氧剂;(3)将接枝有氨基硅烷和巯基硅烷的介孔分子筛、酰氯化的受阻酚型抗氧剂加入到第三有机溶剂中,再加入三乙胺,在惰性气氛条件下搅拌反应,再经过滤、洗涤、第二干燥,得到改性介孔分子筛;(4)将SBS、石油树脂、芳烃油、丁苯橡胶、改性介孔分子筛混合均匀后,经挤出机共混挤出、造粒,即得到所述的抗老化高粘沥青添加剂。在步骤(1)中,所述表面修饰反应的温度为100℃~120℃,时间为1~3h。在步骤(1)中,所述介孔分子筛与第一有机溶剂的重量比例为1:(10~30)。所述第一有机溶剂为二甲苯、甲苯、环己酮、氯苯和吡啶中的一种或几种。在步骤(1)中,所述的过滤、洗涤、干燥均可以为常规技术。洗涤可以用乙醇、氯仿、丙酮等溶剂进行洗涤,干燥使溶剂挥发掉即可。所述第一干燥的温度可以为80℃~120℃,时间为0.5~5h。在步骤(2)中,所述加热反应的温度为40℃~60℃,时间为6~8h。在步骤(2)中,所述受阻酚型抗氧剂、氯化亚砜和第二有机溶剂的重量比例为1:(1.0~1.8):(10~50),优选为1:(1.2~1.5):(15~30)。在步骤(2)中,所述第二有机溶剂为三氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、环己烷、苯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或几种。在步骤(3)中,所述搅拌反应的温度为15~50℃,时间为15~20h。在步骤(3)中,所述接枝有氨基硅烷和巯基硅烷的介孔分子筛、酰氯化的受阻酚型抗氧剂、三乙胺、第三有机溶剂的重量比例为1:(0.07~0.3):(1.0~2.5):(10~50),优选为1:(0.07~0.21):(1.2~1.8):(10~30)。在步骤(3)中,所述第三有机溶剂为三氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、环己烷、苯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或几种。在步骤(3)中,所述的过滤、洗涤、干燥均可以为常规技术。洗涤可以用乙醇、甲苯等溶剂进行洗涤,干燥使溶剂挥发掉即可,所述第二干燥的温度可以为80℃~120℃,时间为3~8h。在步骤(4)中,所述挤出机可以采用常规使用的挤出机,优选为螺杆挤出机,挤出温度为130~160℃,螺杆转速为30~150r/min。进一步优选为双螺杆挤出机,两根螺杆在机筒内相互平行,机筒内的温度可以采用多段控制,如挤出机的机筒可分为八个温度段,具体操作条件如下:一段130~150℃;二段135~155℃;三段140~160℃;四段140~160℃;五段150~160℃;六段150~160℃;七段145~160℃;八段150~160℃。步骤(1)、(2)和(3)反应过程,以3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸为例,如下流程所示:。与现有技术相比,本专利技术的抗老化高粘沥青添加剂及其制备方法具有如下优点:(1)本专利技术首先将氨基硅烷接枝至介孔分子筛,再通过受阻酚型抗氧剂中的羧基与氨基硅烷中的氨基基团的反应将抗氧剂嫁接至分子筛,使抗氧剂固定于分子筛表面,减少了挥发、物理迁移等造成的损失,具有更好的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗老化高粘沥青添加剂,其特征在于,按重量份计包括以下原料组分:SBS 100份;石油树脂20~40份;芳烃油10~40份;丁苯橡胶10~20份;改性介孔分子筛5~8份;其中,所述改性介孔分子筛为氨基硅烷、巯基硅烷和受阻酚型抗氧剂改性的介孔分子筛,所述受阻酚型抗氧剂为含有羧基基团的受阻酚型抗氧剂。

【技术特征摘要】
1.一种抗老化高粘沥青添加剂,其特征在于,按重量份计包括以下原料组分:SBS100份;石油树脂20~40份;芳烃油10~40份;丁苯橡胶10~20份;改性介孔分子筛5~8份;其中,所述改性介孔分子筛为氨基硅烷、巯基硅烷和受阻酚型抗氧剂改性的介孔分子筛,所述受阻酚型抗氧剂为含有羧基基团的受阻酚型抗氧剂。2.根据权利要求1所述的添加剂,其特征在于,在所述改性介孔分子筛中,所述氨基硅烷、巯基硅烷分别接枝于介孔分子筛的表面,受阻酚型抗氧剂与氨基硅烷反应,从而将受阻酚型抗氧剂连接到所述介孔分子筛上。3.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述受阻酚型抗氧剂为3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烯酸、3-(3,5-二甲基-4-羟基苯基)丙烯酸、3-(3,5-二甲氧基-4-羟基苯基)丙烯酸和3-(3-甲氧基-4-羟基苯基)丙烯酸中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述介孔分子筛、氨基硅烷、巯基硅烷、受阻酚型抗氧剂的质量比为100:(3~20):(2~10):(5~25)。5.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述氨基硅烷为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。6.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述巯基硅烷为γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或几种。7.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述介孔分子筛为MCM-41、MCM-22、MCM-48、SBA-15、SBA-16、HMS分子筛中的一种或几种,优选为MCM-41、SBA-15和SBA-16分子筛中的一种或几种,所述介孔分子筛的比表面积优选为600m2/g~1250m2/g。8.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述SBS为线型结构,分子量为5~25万,所述丁苯橡胶的分子量为20~80万。9.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述石油树脂为碳五石油树脂,其软化点为90℃~120℃。10.根据权利要求1或2所述的添加剂,其特征在于,所述芳烃油中,芳香烃的重量含量为40%~80%。11.一种如权利要求1-10中任意一项所述的添加剂的制备方法,其包括如下步骤:(1)将介孔分子筛、氨基硅烷和巯基硅烷加入到第一有机溶剂中,在加热回流条件下进行表面修饰反应,冷却后再经过滤、洗涤、第一干燥,得到接枝有氨基硅烷和巯基硅烷的介孔分子筛;(2)在惰性气氛下,将受阻酚型抗氧...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋乐春陈保莲范思远张静程国香宁爱民李志军
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院
类型:发明
国别省市:北京,11

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