一种兼顾高低温性能的改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术属于沥青改性技术领域，具体涉及一种兼顾高低温性能的改性沥青及其制备方法。本发明专利技术提供的兼顾高低温性能的改性沥青主要由改性微晶白云母、轮胎橡胶粉、石油沥青、聚酯纤维、氢化苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物、交联剂、增韧剂和相容剂制成。本发明专利技术提供的兼顾高低温性能的改性沥青可以保证其具有良好高低温性能的同时，还可极大的提高存储稳定性，同时还具备流动性好和抗疲劳性能优异的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾高低温性能的改性沥青及其制备方法
本专利技术属于道路建筑材料
，具体涉及一种兼顾高低温性能的改性沥青及其制备方法。
技术介绍
微晶白云母是一种新型的非金属矿物资源，不仅具有白云母含量高、白度好、活性大、易改性、耐酸碱、防腐蚀、热膨胀系数小、耐候性强、悬浮平整性好、防紫外线和抗老化等优点。同时微晶白云母的云母片还具有韧性、弹性、抗拉、抗压和强度等物理性能好且廉价的特性，是一种理想的道路沥青改性剂。但微晶白云母矿物粉与橡胶粉直接混合会出现复合材料界面粘结力小，相容性较差等缺陷。橡胶沥青，是指质量分数为15％以上的轮胎橡胶粉通过高温剪切和拌合与沥青发生溶胀反应所得的胶结材料，相较现今使用的聚合物改性沥青更具成本优势，因而在道路养护工程中得到很大程度的推广。但因沥青胶结材料的高温性能和抗疲劳性能难以兼顾，单一橡胶粉改性沥青的低温抗裂性、流动性和存储稳定性较差，现有技术中的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)/橡胶粉复合改性沥青的性能虽能有一定程度的提升，但仍存在生产工艺复杂、性价比低、疲劳性能和存储稳定性不足的问题，尚未大面积使用。目前，我国道路工程行业制订了一系列针对改性沥青的技术指南和行业标准，如《公路改性沥青路面施工技术规范》、《聚合物改性道路沥青》、《重交通道路石油沥青》、《废胎胶粉沥青及沥青混合料设计施工技术指南》和《橡胶沥青》等。随着道路荷载不断增加，研究高性能改性沥青材料已成为行业发展的走向，而如何在保证沥青胶结料高低温性能的同时提升存储稳定性，已成为沥青路面病害处治和预防性养护技术的研究重点。橡胶沥青作为一种非均质的固液两相材料，其延展性能远不如单相的沥青，单相自由沥青的大变形能力和橡胶颗粒的低流变能力本身存在矛盾，当前橡胶沥青的复合改性侧重促进胶粉在沥青中的溶胀发育从而吸收沥青中轻质组分，进而提高沥青稠度，同时胶粉颗粒固体核心的存在又使沥青具有良好的弹性特征，因而高温性能得以改善，但弹性性能的提高并不能有效增加沥青在低温下的延展性能。聚合物改性沥青则侧重于形成空间凝胶网络，在低温条件下虽能在提供较高延展性的同时还能保证高温性能，但SBS改性沥青在储存和运输过程中需要保持160-180℃的温度，因而SBS改性沥青在储存和运输过程中易发生离析，热稳定性和抗老化性也易降低，从而导致SBS改性沥青的质量不易控制。中国专利CN103059591A公开了一种SBS+橡胶粉复合改性沥青及其制备方法，所述SBS+橡胶粉复合改性沥青由稳定剂、活化剂、橡胶粉、SBS、丁苯橡胶填充油和基质沥青制备而得，具有溶胀充分、降低噪音效果明显、施工工艺合理、能耗较低、复合改性沥青性能优良的优点。中国专利CN104693817A公开了一种可稳定储存的复合废胶粉粒子改性沥青及其制备方法，通过对低目数的胶粉进行深度脱硫降解得高脱硫度再生胶，然后再利用掺加了高目数胶粉和高脱硫度再生胶及少量的交联剂制备复合废胶粉粒子，再与基质沥青混合制得改性沥青。这种复合废胶粉粒子改性沥青方案的优点在于，高脱硫度再生胶中的线性大分子均匀裹附于胶粉表面，同时利用交联剂的微交联作用，在沥青中相互缠结，形成稳定的胶粉-沥青网状结构，从而达到制备稳定存储的胶粉改性沥青的目的。但由于现今常用的橡胶改性沥青和聚合物改性沥青都存在易离析的缺陷，且工厂生产的沥青在发育罐中存放时间越长，沥青上下部间的性能差异越大，复合改性效果无法得到有效保障，即使采用上述的专利技术，通过复合废胶粉粒子、或者通过制备胶粉/SBS改性沥青，其存储稳定性、高温延展性和低温抗裂性能之间仍然无法做到很好的兼顾。因此研究出一种能兼顾存储稳定性、高温延展性和低温抗裂性能的改性沥青具有非常重大的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中沥青存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种能兼顾高低温性能的改性沥青及其制备方法，以解决上述技术问题。本专利技术提供了一种改性微晶白云母，其由微晶白云母15-20份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.8-2.0份、乙醇9-10.8份和水组成，所述微晶白云母的粒径为400目-800目；其制备方法为：将微晶白云母、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇加入到密闭式混炼机中，在温度为110～120℃且转速为2000转/分钟的条件下搅拌50min，冷却，即得。本专利技术还提供了一种兼顾高低温性能的改性沥青，主要由以下重量份数的原料制成：改性微晶白云母10-20份、轮胎橡胶粉5-15份、石油沥青65-85份、聚酯纤维0.7-1.2份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-8份、交联剂0.2-0.8份、增韧剂0.5-1.0份、相容剂0.5-1.0份。优选地，本专利技术所述的一种兼顾高低温性能的改性沥青，主要由以下重量份数的原料制成：改性微晶白云母15份、轮胎橡胶粉10份、石油沥青70份、聚酯纤维1份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物4份、交联剂0.5份、增韧剂0.8份、相容剂0.8份。另外，本专利技术还提供了一种兼顾高低温性能的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：a、将改性微晶白云母、轮胎橡胶粉、石油沥青和聚酯纤维混合，在温度为220℃，高速剪切机转速为2500-3000转/分钟的条件下进行剪切，直至轮胎橡胶粉粉末粒度为30-40目，得复合改性沥青；b、将步骤a制备得到的复合改性沥青、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、交联剂、增韧剂和相容剂加入搅拌机中，在温度为180-200℃且转速为2000转/分钟的条件下搅拌120分钟，即得。进一步地，所述交联剂为蒙脱土。进一步地，所述增韧剂为N-苯基马来酰亚胺化合物。进一步地，所述相容剂为马来酸酐。进一步地，所述氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)为线型。本专利技术提供的兼顾高低温性能的改性沥青具有可以在保持改性沥青高温性能和低温性能的同时，降低橡胶粉的掺量，极大提高改性沥青的存储稳定性和抗老化能力。本专利技术采用自制的改性微晶白云母作为橡胶、塑料等材料的填充料，通常应用在高聚物改性中，是一种良好的复合增强剂，可以作为胶粉-沥青非均匀固液两项体系中的填料，由于高流动性的沥青分子和低流变的橡胶颗粒在受到外界应力时会发生众多的错位，改性微晶白云母在体系中充当障碍物和缓冲介质的作用，提供错位所需要克服的阻力，使得胶粉-沥青界面接触更加均匀，大幅提升胶粉、沥青质、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)之间的相容性，促使固液两相体系整体流变性能提升，不易产生离析，存储稳定性极大增加。蒙脱土作为交联剂的加入，使该复合改性沥青在交联反应时形成稳定的网状结构。当前直接将马来酸酐(MAH)和N-苯基马来酰亚胺加入沥青复合改性的工艺较为少见，适量的的马来酸酐(MAH)可以与SEBS发生接枝反应，受马来酸酐极性的影响，SEBS和胶粉-沥青体系中的极性平衡会受到破坏而形成更加稳定的凝胶网络，提升改性沥青的软化点和感温性；N-苯基马来酰亚胺中的官能团可以改变胶粉表面的带电特性，强化胶粒的亲油疏水性，胶粉的分散状态更加均匀，复合改性沥青各相间的稳定性提升，相容性进一步增加，胶粉的高粘弹性和SEBS优异的延展性得以共存。本专利技术提供的改性微晶白云母可使得胶粉-沥青界面接触更加均匀，进而大幅的提升胶粉、石油沥青、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物之间的相容性，促使固液两相体系整体流变性能和存储稳定性极大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性微晶白云母，其特征在于，所述改性微晶白云母由微晶白云母15‑20份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.8‑2.0份、乙醇9‑10.8份和水组成，所述微晶白云母的粒径为400目‑800目；其制备方法为：将微晶白云母、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇加入到密闭式混炼机中，在温度为110～120℃且转速为2000转/分钟的条件下搅拌50min，冷却，即得。

【技术特征摘要】
1.一种改性微晶白云母，其特征在于，所述改性微晶白云母由微晶白云母15-20份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷0.8-2.0份、乙醇9-10.8份和水组成，所述微晶白云母的粒径为400目-800目；其制备方法为：将微晶白云母、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇加入到密闭式混炼机中，在温度为110～120℃且转速为2000转/分钟的条件下搅拌50min，冷却，即得。2.一种兼顾高低温性能的改性沥青，其特征在于，主要由以下重量份数的原料制成：改性微晶白云母10-20份、轮胎橡胶粉5-15份、石油沥青65-85份、聚酯纤维0.7-1.2份、氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-8份、交联剂0.2-0.8份、增韧剂0.5-1.0份、相容剂0.5-1.0份。3.如权利要求2所述的一种兼顾高低温性能的改性沥青，其特征在于，所述改性微晶白云母由微晶白云母18份、γ―氨丙基三乙氧基硅烷1.5份、乙醇10份和水组成；其制备方法为：将微晶白云母、γ―氨丙基三乙氧基硅烷和乙醇加入到密闭式混炼机中，在温度为115℃且转速为2000转/分钟的条件下搅拌50min，冷却，即得。4.如权利要求2所述的一种兼顾高低温性能的改性沥青，其特征在于，其特征在于，主要由以...

【专利技术属性】
技术研发人员：单双成，杨高华，谢沛宏，王纯阳，陈维勇，王佳康，
申请(专利权)人：广东省城乡规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44