一种稳定抗裂改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种稳定抗裂改性沥青及其制备方法。该沥青包含石油沥青，天然沥青，甲基乙烯基硅橡胶粉，聚烯烃热塑性弹性体，改性碳黑，改性木质素纤维，细度不超过180目的石灰石粉，改性高岭土，半水石膏，羟基硅油改性的二氧化硅，钠基膨润土，粉煤灰，有机硅高沸物，硫酸化蓖麻油，纳米氮化硅，聚乙二醇，甲基丙烯酸烯丙酯，甲基丙烯酸缩水甘油酯，钼酸钠，偶联剂和乳化剂。本发明专利技术中各原料成分搭配合理、相容性好，得到的改性沥青具有较高的粘结能力、高温稳定性和低温抗裂性，调整各个步骤的温度以及组分的添加顺序，防止出现离析和沉淀，提高了改性沥青的稳定性及铺路效果。

【技术实现步骤摘要】
一种稳定抗裂改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及沥青领域，具体是涉及一种稳定抗裂改性沥青及其制备方法。
技术介绍
沥青是常用于制备铺路和屋顶材料的材料，改革开放以来中国的经济一直保持着高速的增长，公路交通建设突飞猛进，我国道路沥青生产企业也得到了迅猛发展。尤其是重交沥青和改性沥青实现了由无到有、由小到大、由少到多的质的飞跃，为我国道路建设做出了巨大贡献。据报道，截止2016年底，我国高速公路总里程已超过13万公里，其中90％以上为沥青路面。天然沥青是地层内部的石油资源，经亿万年的地壳运动，在长年高温、高压、氧化、触媒、细菌等综合作用下，经充分氧化、沉淀、聚合、硬化而生成的，由于天然沥青中含有10%-90%不等的矿物质成分，矿物质相对密度大于2，而沥青的相对密度1.03左右，因此矿物质容易从沥青中离析，这也是导致天然沥青一直以来在道路建筑材料领域只能被作为外加剂。此外，道路交通的发展对沥青路面的使用性能提出了更高要求，这使得普通沥青混合料很难满足沥青路面的使用要求。改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等改性剂，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。大量的研究及工程实践表明，使用改性沥青可以显著地提髙沥青路面使用性能、减轻路面早期病害、降低运营成本，同时能够延长道路维修周期和路面使用寿命，并减少路面经常性的重建带来的经济损失。但现有的改性沥青仍然存在着高温稳定性差、耐疲劳性不好抗老化能力较弱等问题。目前改性沥青多采用聚合物改性和废橡胶粉改性，且都具有较好的改性效果，其中聚合物改性沥青中又以SBS改性效果最好、应用最为广泛。然而仅用SBS改性成本过高。而废胶粉改性途径则存在改性沥青过程中对胶粉加工温度、加工时间有效控制、胶粉与其他成分的配比、胶粉在沥青中的掺量难以把握的难题，导致废胶粉在基质沥青中溶胀溶解不完全、体系粘度高、施工困难、储运过程易发生离析等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的问题，提供了一种成本相对低廉，各组分相容性好、合理配比的改性沥青及其制备方法。为达到本专利技术的目的，本专利技术提供了一种稳定抗裂改性沥青，按重量份数计，该沥青包含25-30份石油沥青，16-21份天然沥青，12-16份甲基乙烯基硅橡胶粉，8-15份聚烯烃热塑性弹性体，7-10份改性碳黑，8-12份改性木质素纤维，6-9份细度不超过180目的石灰石粉，5-8份改性高岭土，4-7份半水石膏，4-7份羟基硅油改性的二氧化硅，2-4份钠基膨润土，3-5份粉煤灰，3-5份有机硅高沸物，2-4份硫酸化蓖麻油，1-3份纳米氮化硅，9-13份聚乙二醇，3-5份甲基丙烯酸烯丙酯，2-4份甲基丙烯酸缩水甘油酯，2-3份钼酸钠，3-4份偶联剂，5-9份乳化剂。本专利技术中，所述天然沥青中沥青含量大于26%，含水率小于3%，经机械破碎后粉碎至250-320目颗粒状态。本专利技术中，所述改性木质素纤维的制备方法包括以下步骤：按重量份计，将80-90份干燥粉碎的木质素纤维、1-5份ACR树脂乳液，0.01-0.1份邻菲咯啉合铕，1-5份偏硼酸钡，1-3份烷基苯酚聚氧乙烯醚，30-45份石油醚混合均匀后，放入捏合机，在90℃~110℃条件下捏合2-3小时，捏合过程中回收石油醚。本专利技术中，所述改性碳黑是通过以下步骤获得：选取废旧橡胶和废旧塑料，二者质量比为3：1-2，使用粉碎机粉碎至粒径为110-125目，经600-630℃高温热解，加入至由氧化锌和碳酸钠溶液组成的混合液中，加热至45-50℃反应40-50min，干燥后即得。本专利技术中，所述改性高岭土通过以下步骤获得：按高岭土：15%柠檬酸水：偏铝酸钠溶液的质量比2-3：1-2：1混合均匀，投入至超声波处理器中超声处理30-45min，然后静置8-10h，过滤，将滤饼烘干后升温至550-600℃，保温1-2h，冷却，研磨，过100-200目筛，即得改性高岭土。本专利技术中，所述乳化剂可以选自硬脂酸聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。本专利技术中，所述的偶联剂可以选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、磷酸酯偶联剂中的一种或多种。本专利技术还提供了一种所述稳定抗裂改性沥青的制备方法，该方法包括以下步骤：（1）在反应釜中加入石油沥青、天然沥青、改性碳黑、改性木质素纤维，在150-160℃混合3-5小时后加入聚烯烃热塑性弹性体，在4800-5200r/min的转速下搅拌加热至240-255℃，维持40-50min后静置1-2h得物料A；（2）将细度不超过180目的石灰石粉、改性高岭土、粉煤灰和半水石膏混合搅拌均匀得物料B；（3）将份甲基乙烯基硅橡胶粉、羟基硅油改性的二氧化硅、钠基膨润土，和聚乙二醇混合，超声处理，再加入份有机硅高沸物，混合均匀后加热到270-280℃后，加入物料A和B，在转速为4800-5200r/min的高速剪切机上剪切30-45min，剪切过程中维持保持温度为270-280℃，之后以每分钟5℃的速率降温至163-167℃，在降温过程中维持4000-4300r/min的转速，并加入硫酸化蓖麻油、纳米氮化硅、甲基丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、钼酸钠、偶联剂和乳化剂，保温10-15min得物料C；（4）将物料C以1-1.3℃/min的降温速度将温度调节至150-153℃，并保温5-8min，再以0.4-0.45℃/min的降温速度将温度调节至140-142℃，并保温6-10min，最后以0.2-0.25℃/min的降温速度将温度调节至110-115℃，并保温10-15min即得。在本专利技术中，改性木质素纤维、改性高岭土、改性碳黑等的掺入降低了沥青的温度敏感度，各原料成分搭配合理、相容性好，得到的改性沥青具有较高的粘结能力、高温稳定性和低温抗裂性，调整各个步骤的温度以及组分的添加顺序，使各成分均匀稳定的分散，防止出现离析和沉淀，也有利于防止改性沥青在存储时发生分层，提高了改性沥青的稳定性及铺路效果。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稳定抗裂改性沥青，其特征在于，按重量份数计，该沥青包含25‑30份石油沥青，16‑21份天然沥青，12‑16份甲基乙烯基硅橡胶粉，8‑15份聚烯烃热塑性弹性体，7‑10份改性碳黑，8‑12份改性木质素纤维，6‑9份细度不超过180目的石灰石粉，5‑8份改性高岭土，4‑7份半水石膏，4‑7份羟基硅油改性的二氧化硅，2‑4份钠基膨润土，3‑5份粉煤灰，3‑5份有机硅高沸物，2‑4份硫酸化蓖麻油，1‑3份纳米氮化硅，9‑13份聚乙二醇，3‑5份甲基丙烯酸烯丙酯，2‑4份甲基丙烯酸缩水甘油酯，2‑3份钼酸钠，3‑4份偶联剂，5‑9份乳化剂。

【技术特征摘要】
1.一种稳定抗裂改性沥青，其特征在于，按重量份数计，该沥青包含25-30份石油沥青，16-21份天然沥青，12-16份甲基乙烯基硅橡胶粉，8-15份聚烯烃热塑性弹性体，7-10份改性碳黑，8-12份改性木质素纤维，6-9份细度不超过180目的石灰石粉，5-8份改性高岭土，4-7份半水石膏，4-7份羟基硅油改性的二氧化硅，2-4份钠基膨润土，3-5份粉煤灰，3-5份有机硅高沸物，2-4份硫酸化蓖麻油，1-3份纳米氮化硅，9-13份聚乙二醇，3-5份甲基丙烯酸烯丙酯，2-4份甲基丙烯酸缩水甘油酯，2-3份钼酸钠，3-4份偶联剂，5-9份乳化剂。2.根据权利要求1所述的稳定抗裂改性沥青，其特征在于，所述天然沥青中沥青含量大于26%，含水率小于3%，经机械破碎后粉碎至250-320目颗粒状态。3.根据权利要求1所述的稳定抗裂改性沥青，其特征在于，所述改性木质素纤维的制备方法包括以下步骤：按重量份计，将80-90份干燥粉碎的木质素纤维、1-5份ACR树脂乳液，0.01-0.1份邻菲咯啉合铕，1-5份偏硼酸钡，1-3份烷基苯酚聚氧乙烯醚，30-45份石油醚混合均匀后，放入捏合机，在90℃~110℃条件下捏合2-3小时，捏合过程中回收石油醚。4.根据权利要求1所述的稳定抗裂改性沥青，其特征在于，所述改性碳黑是通过以下步骤获得：选取废旧橡胶和废旧塑料，二者质量比为3：1-2，使用粉碎机粉碎至粒径为110-125目，经600-630℃高温热解，加入至由氧化锌和碳酸钠溶液组成的混合液中，加热至45-50℃反应40-50min，干燥后即得。5.根据权利要求1所述的稳定抗裂改性沥青，其特征在于，所述改性高岭土通过以下步骤获得：按高岭土：15%柠檬酸水：偏铝酸钠溶液的质量比2-3：1-2：1混合均匀，投入至超声波处理器中超声处理30-45min，然后静置8-10h，过滤，将滤饼烘干后升...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩开龙，
申请(专利权)人：杨林，
类型：发明
国别省市：广东,44