一种改性沥青组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性沥青组合物及其制备方法。改性沥青组合物以组合物质量百分比计包括以下组分：基础沥青70%～97%，添加剂A0.5%～10%，添加剂B1.2%～10%，添加剂C0.3%～5%，添加剂D0.5%～5%；其中添加剂B为有机酸中的一种或几种，添加剂C为碱类无机物，添加剂D为有机高分子材料。制备方法如下：（1）将部分基础沥青、添加剂A和添加剂B混合均匀；（2）向步骤（1）得到的混合物中加入添加剂C，进行皂化反应，然后升温蒸发水分；（3）将剩余的基础沥青、添加剂D加入步骤（2）得到的混合物中，混合均匀，得到产物。本发明专利技术改性沥青组合物具有良好的感温性、高温性能、抗老化性能、粘附性和低温性能，同时制备方法简单、操作方便以及适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。改性沥青组合物以组合物质量百分比计包括以下组分：基础沥青70%～97%，添加剂A0.5%～10%，添加剂B1.2%～10%，添加剂C0.3%～5%，添加剂D0.5%～5%；其中添加剂B为有机酸中的一种或几种，添加剂C为碱类无机物，添加剂D为有机高分子材料。制备方法如下：（1）将部分基础沥青、添加剂A和添加剂B混合均匀；（2）向步骤（1）得到的混合物中加入添加剂C，进行皂化反应，然后升温蒸发水分；（3）将剩余的基础沥青、添加剂D加入步骤（2）得到的混合物中，混合均匀，得到产物。本专利技术改性沥青组合物具有良好的感温性、高温性能、抗老化性能、粘附性和低温性能，同时制备方法简单、操作方便以及适用范围广。【专利说明】
本专利技术涉及一种改性浙青及其制备方法，具体地说涉及一种通过化学反应和添加高分子有机物制备的改性浙青组合物及方法。
技术介绍
由于地域的差异，有些地区冬、夏温差较大，浙青路面使用环境恶劣，加之交通量的迅速增加、车辆大型化、车辆重载超载等原因，浙青路面出现高温车辙、低温开裂和水损害等现象仍比较严重。目前，在重交通道路浙青产品中，多数存在着高温粘度和针入度指数偏小、薄膜加热后针入度比小等缺陷，即高温性能、抗老化性能和感温性较差，因而，不利于减少路面车辙和拥包等病害的发生以及浙青快速老化而引起路面过早破坏现象的发生。也时常出现因浙青与石料粘附性差而造成早期剥落的现象。此外，针对有些原油加工的浙青，存在蜡含量较高、延度较小的不足，而不能生产符合指标要求的重交浙青产品。 为了改善浙青的高低温性能和感温性，进一步提高浙青的使用性能，通常采用较多的方法是往浙青中添加一定量的高分子聚合物材料，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯(PE)和聚丙烯等，可在一定程度上改善浙青的高低温性能等使用性能。也有用空气氧化或催化氧化的方法来提高浙青高低温性能的工艺。CN101962482A和CN1569964A等专利，是利用SBS作为改性剂的改性浙青制备技术。CN1523050A和CN101200596A是利用SBR作为改性剂的改性浙青制备技术。虽然具有一定的改性效果，但高分子材料价格昂贵，而且对生产设备要求严格，生产工艺较复杂，综合加工成本较高。CN101974235A是一种宽域改性浙青制备技术，将粉末状丁苯橡胶作为第一改性剂，将聚乙烯蜡作为第二改性剂，靠聚乙烯蜡的高熔点和熔点以上快速融化的特性，使改性浙青具备了一定的聚乙烯蜡的性能，即提高浙青的软化点，利用丁苯橡胶的低温高延伸性能，使改性浙青的低温延伸度增大，属物理改性范畴，不但成本较高，而且与浙青的相容性存在问题，即热储存时，一旦停止搅拌则会出现分层现象。CN1487029A是用天然浙青和有机金属皂与粉末丁苯橡胶共同对浙青进行改性。在CN1587320A和CN1837292A中是用膨润土、硅酸盐或硅藻土等和粉末丁苯橡胶一起对浙青改性，而且丁苯橡胶是改性剂的主体，属于通过加入某些添加剂来制备丁苯橡胶复合改性浙青技术。同样存在着增加成本、易分层离析等不足。CN1178822A提供了一种氧化浙青的制备方法，虽然该方法可以改善浙青的高低温性能和感温性等使用性能，但由于氧化工艺相对复杂，而且对空气会造成污染，以至于实际使用上受到限制。US4874432和CN102558887A分别公开了一种多级浙青制备过程和凝胶改性浙青制备工艺。二者的皂化过程基本一致，即通过往浙青中加入含有脂肪酸和树脂酸的妥尔油(即塔尔油)与固体无水碱金属碱进行皂化反应，区别在于CN102558887 A中还加入了胺或酰胺。两篇专利在不降低浙青低温性能的同时，提高了浙青高温性能。但也存在如下问题:皂化反应速度与反应物浓度成正比关系，浓度太小不利于反应正常进行，1、直接将妥尔油和碱加入到全部浙青中，由于可皂化物浓度低，会大大降低反应速度，一般较难很好地进行皂化反应；2、一般浙青属于弱酸性材料，用于筑路的石料多呈弱碱性，通过加入强碱对有机酸进行皂化反应，有机皂类改变浙青的胶体结构使浙青性能得到改善，而此类皂多呈现碱性，会使浙青与碱性石料拌合时，存在粘附性不好的问题；3、该类浙青对低温性能没有提高，不适于低温环境修筑路面，用于低温区域修筑道路，则会表现出较强的脆性，而影响路面的使用寿命。
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改性浙青组合物及其制备方法。本专利技术改性浙青组合物具有良好的感温性、高温性能、抗老化性能、粘附性和低温性能，同时制备方法简单、操作方便以及适用范围广。本专利技术的改性浙青，以质量百分比计包括以下组分: (I)基础浙青 70%~97% ;优选为78.5%~93% ； (2 )添加剂A 0.5%~10% ;优选为2%~8% ； (3)添加剂B1.2%~10% ;优选为2.5%~8% ； (4)添加剂C0.3%~5% ;优选为I %~2.5% ； (5)添加剂D,0.5%~5% ;优选为1%~3%ο其中基础浙 青为石油浙青，包括减压渣油、直馏浙青、溶剂脱浙青工艺得到的脱油浙青、调和浙青以及氧化浙青中的一种或几种，基础浙青的25°C针入度为40~300l/10mm,优选为50~200 l/10mm,软化点为25~70°C，优选为35~65°C。添加剂A为富含芳烃组分，来源于润滑油溶剂精制的抽出油、催化裂化油浆、环烷基原油的减压馏分油和回收的废机油中的一种或几种的混合物，优选润滑油溶剂精制的抽出油。添加剂B为有机酸中的一种或几种，包括但不限于动植物脂肪酸等有机酸，如硬脂酸(十八碳酸)、十二羟基硬脂酸，也包括CltT C18的合成脂肪酸，优选c14~C18的合成脂肪酸。添加剂C主要包括碱类无机物，如氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾和氢氧化钙等无机添加剂中的一种或几种。添加剂D为有机高分子材料，包括聚异丁烯、聚硫橡胶、丁苯橡胶和顺丁橡胶等中的一种或几种。本专利技术改性浙青组合物中，还可以根据需要添加其它添加剂，如丙三醇、松香和环烷酸等有机物质，其加入量一般占改性浙青质量的0.5%~5%。本专利技术的改性浙青组合物的制备方法，包括如下内容:(I)将部分基础浙青、添加剂A和添加剂B混合均匀；(2)向步骤(1)得到的混合物中加入添加剂C，进行皂化反应，然后升温蒸发水分；(3)将剩余的基础浙青、添加剂D加入步骤(2)得到的混合物中，混合均匀，得到改性浙青产物。本专利技术方法中，基础浙青的温度为100~170°C，优选110~160°C，添加剂A的温度为50~120°C，步骤(1)加入20wt%~40wt%基础浙青，步骤(1)的混合时间为10~90分钟，混合温度为90~150°C，优选20~60分钟。本专利技术方法步骤(2)中，皂化反应温度为90~150°C，皂化反应时间为0.5~8小时，优选I~5小时；升温30~90°C,使水分蒸发至混合物中无气泡。本专利技术方法步骤(3)中，混合时间为20~180分钟，混合温度为120~280°C。本专利技术方法还可以根据需要在步骤(1)和/或步骤(2 )加入丙三醇、松香或环烷酸中的一种或几种，其加入量一般占改性浙青质量的0.5%~5%。本专利技术方法步骤(3)优选方式为:将剩余的基础浙青加入步骤(2)得到的混合物中，用20~150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性沥青组合物，其特征在于：以组合物质量百分比计包括以下组分：（1）基础沥青???70%～97%；（2）添加剂A???0.5%～10%；（3）添加剂B???1.2%～10%；?（4）添加剂C???0.3%～5%；?（5）添加剂D???0.5%～5%；其中，基础沥青为石油沥青，添加剂A为富含芳烃组分，添加剂B为有机酸中的一种或几种，添加剂C为碱类无机物，添加剂D为有机高分子材料。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭皎河，刘树华，姚汉荣，傅丽，张建峰，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：