一种易于施工的高粘度改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种易于施工的高粘度沥青及制备方法。该高粘度沥青，以重量计包含高沥青质含量基质沥青100份，多聚磷酸0.2～1.2份，增延剂母液2~15份、高级脂肪醇：0.1～0.8份，复合调粘剂0.5～5份，硅烷偶联剂0.1～0.5份。其中复合调粘剂为由环氧接枝的聚乙烯蜡包覆的介孔分子筛，重量比为60/40～50/50。本发明专利技术改性沥青，60℃动力粘度高，低温延度大，兼具优异的高温稳定性和低温抗裂性、抗疲老化性能及抗水侵害能，更特别的是其高温粘度相对较低，施工拌合温度较低，易于施工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于石油沥青领域，具体地涉及一种易于施工的高粘度改性沥青及其制备方法。
技术介绍
随着交通量和轴载的日益增加及夏季高温突出，沥青路面因高温和车轮碾压的共同作用引起的流动性破坏和渠化交通日趋严重，对筑路沥青材料提出更加苛刻的要求。既要保证沥青路面在炎热的夏季高温下，在车轮荷载作用不易产生的塑性流动变形或剪切变形，以增强其抗车辙等永久性损害的能力，又要保证沥青路面有较好的低温抗裂性能。因此，多年来人们一直致力于性能优良的高粘度改性沥青的开发。CN103819918A提供了一种复合高粘度改性沥青及制备方法，该高粘度改性沥青以重量百分比计包含重交通沥青84～88、改性复合物12～16，制备方法是先将SBS、脱硫胶粒和含环氧基团的相容剂混合改性复合物，经机械造粒后制成改性粒子，再将该改性粒子加入到170～190℃的沥青中在高剪切乳化机上高速剪切30～60min，使复合改性颗粒熔融变细，再转移到高速分散机上搅拌分散得到复合高粘度改性沥青，具有储存稳定，高低温性能优良的特点，其缺点是该专利技术高粘度改性沥青高温粘度较大，135℃粘度大于3Pa.s，需要较高拌合和压实温度，施工困难，且不利于环保。CN103073748A公开了一种温拌沥青及其制备方法，该温拌沥青按质量比，包含基础沥青85-97，聚合物1-10和复合改性剂0.1-1.5。所述复合改性剂由双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物与介孔分子筛组成，其中所述四硫化物与介孔分子筛的质量份数比为1：0.1-5。其所提供的温拌沥青的针入度达到了70号沥青的要求，但其低温延度并不理想，不能同时兼顾高、低温性能。
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易于施工的高粘度改性沥青及其制备方法。以提高高粘度改性沥青60℃动力粘度，增大低温延度，改善高、低温使用性能，同时降低高粘度改性沥青的高温粘度，以便应用于沥青混合料拌合时，拌合温度较低，易于施工。本专利技术的易于施工的高粘度沥青，以重量计包含以下组分：基质沥青：100份；多聚磷酸：0.2～1.2份，优选0.3～1.0份；增延剂母液：2～15份，优选3～12份；高级脂肪醇：0.1～0.8份，优选0.2～0.6份；复合调粘剂：0.5～5份，优选1～3份；硅烷偶联剂：0.1～0.5份；优选0.2～0.4份。其中，所述的复合调粘剂为由环氧接枝的聚乙烯蜡包覆的介孔分子筛。环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛按重量份数比为60/40～50/50。所述复合调粘剂的制备过程为：将环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛按重量份数比为60/40～50/50预混，于90～110℃搅拌混均20～40min，冷却至常温制得。其中环氧接枝的聚乙烯蜡，GMA接枝率>2%，熔点90±2℃，介孔分子筛可为MCM-41、MCM-22、MCM-48、SBA-15和/或SBA-16；所述介孔分子筛孔径1～20nm，比表面积300m2/g～1200m2/g。本专利技术高粘度沥青中，所述的基质沥青为高沥青含量的直馏沥青、氧化沥青或溶剂脱沥青中的一种或几种混合，优选沥青质含量为15wt%～25wt%，25℃针入度为40～801/10mm的基质沥青。本专利技术高粘度沥青中，所述的多聚磷酸可以为P2O5含量≥80wt%工业级或试剂级的化合物，优选P2O5含量≥83wt%的多聚磷酸产品，如P2O5含量≥83wt%工业级多聚磷酸和P2O5含量≥84wt%食品级多聚磷酸。本专利技术高粘度改性沥青中，所述的增延剂母液是由5wt%～15wt%的丁苯橡胶（SBR）或丁苯橡胶颗粒和85wt%～95wt%抽出油组成，根据本领域常规方法进行制备，如通过高速剪切或搅拌制成均质母液；其中SBR为本领域常规产品，如市售的各种产品SBR-1502和SBR-1500等；抽出油为润滑油糠醛（或酚）精制的减四线和减三线抽出油或其混合物，优选芳香烃含量50%以上的减四线抽出油。本专利技术高粘度改性沥青中，高级脂肪醇为C8～C22的脂肪醇，优选C12～C18的脂肪醇，如十二醇、十四醇、十六醇和十八醇中的一种或两种混合物。本专利技术高粘度改性沥青中，所述的偶联剂为硅烷偶联剂，如氨基硅烷、甲基乙酰基硅烷、环氧基硅烷、硫基硅烷及乙烯基硅烷等至少一种。本专利技术的易于施工的高粘度改性沥青的制备方法，包括如下内容：（1）将多聚磷酸加入到熔融态的基质沥青中，进行化学改性反应；（2）向步骤（1）物料中加入增延剂母液，继续反应；（3）向步骤（2）物料中加入高级脂肪醇，继续反应；（4）向步骤（3）物料中加入复合调粘剂和偶联剂，继续反应一段时间，制得易施工的高粘度改性沥青。其中复合调粘剂为由环氧接枝的聚乙烯蜡包覆的介孔分子筛，环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛按重量份数比为60/40～50/50。复合调粘剂的制备过程为将指定重量份的环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛预混，于90～110℃搅拌混合20-40min，冷却至常温制得。其中，步骤（1）所述的熔融态的基质沥青的温度为140～160℃；反应温度为145～185℃，优选150～170℃，反应时间为30～200分钟。步骤（2）所述的反应温度为140～180℃，优选150～165℃，反应时间为30～150分钟。步骤（3）所述的反应温度为140～200℃，优选150～170℃，反应时间为10～30分钟步骤（4）所述的反应温度为120～150℃，反应时间为20～60分钟。本专利技术方法中，物料的混合可以采用普通机械搅拌、高剪切、胶体磨或超声等技术手段，混合过程尽量使物料混合均匀，充分反应。本专利技术高粘度改性沥青，通过多聚磷酸对高沥青质含量的基质沥青化学改性和增延剂母液的共同作用，可使该高粘度改性沥青产品的60℃动力粘度达到20000Pa.s以上，同时又具有较大的低温延度，兼具优异的高、低温使用性能；本专利技术中还引入了少量的高级脂肪醇，它与少量未反应完的多聚磷酸发生酯化反应生成烷基磷酸酯，阻止了多聚磷酸与沥青继续反应，且生成的烷基磷酸酯对沥青质有一定的胶溶作用，使沥青产品性能更稳定；偶联剂能促使沥青与石料间形成粘结强度高耐久性好的的化学吸附，显著提高沥青路面的抗水损害性能；更特别的是本专利技术高粘度改性沥青中，添加了复合调粘剂，它是由环氧接枝的聚乙烯蜡和介孔分子筛组成，其中环氧接枝的聚乙烯蜡有较适合的熔点（低于水沸点10℃左右），能在分子筛中的水分大量汽化前将其有效的锁住，且不影响沥青高温性能，同时接枝的蜡与沥青相容性更好，对沥青低温性能影响小；介孔分子筛因有较大的比表面积和适中的孔径，有较强的吸附性，孔道内吸附一定量的水分子，经过环氧接枝的聚乙烯蜡预处理，分子筛被蜡膜包覆锁住水分，当温度升高，熔点低环氧接枝的聚乙烯蜡会完全溶融成液态融入到沥青中，降低了沥青的高温粘度；此时介孔分子筛协吸附的水分也会随着蜡的融化逐步释放，在沥青中产生微细泡沫，使沥青体积膨胀，降低沥青的粘度，两种物质的复合应用，不但使高粘改性沥的高温粘度显著降低，改善了高粘度改性沥青的施工和易性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种易于施工的高粘度沥青，其特征在于：以重量计包含以下组分：基质沥青：100份；多聚磷酸：0.2～1.2份，优选0.3～1.0份；增延剂母液：2～15份，优选3～12份；高级脂肪醇：0.1～0.8份，优选0.2～0.6份；复合调粘剂：0.5～5份，优选 1～3份；硅烷偶联剂：0.1～0.5份；优选0.2～0.4份；所述的复合调粘剂为由环氧接枝的聚乙烯蜡包覆的介孔分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种易于施工的高粘度沥青，其特征在于：以重量计包含以下组分：
基质沥青：100份；
多聚磷酸：0.2～1.2份，优选0.3～1.0份；
增延剂母液：2～15份，优选3～12份；
高级脂肪醇：0.1～0.8份，优选0.2～0.6份；
复合调粘剂：0.5～5份，优选1～3份；
硅烷偶联剂：0.1～0.5份；优选0.2～0.4份；
所述的复合调粘剂为由环氧接枝的聚乙烯蜡包覆的介孔分子筛。
2.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛按重量份数比为60/40～50/50。
3.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述复合调粘剂的制备过程为：将环氧接枝的聚乙烯蜡与介孔分子筛按重量份数比为60/40～50/50预混，于90～110℃搅拌混均20～40min，冷却至常温制得。
4.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：其中环氧接枝的聚乙烯蜡，GMA接枝率>2%，熔点90±2℃。
5.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述介孔分子筛可为MCM-41、MCM-22、MCM-48、SBA-15和/或SBA-16。
6.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述介孔分子筛孔径1～20nm，比表面积300m2/g～1200m2/g。
7.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述基质沥青为高沥青含量的直馏沥青、氧化沥青或溶剂脱沥青中的一种或几种混合，优选沥青质含量为15wt%～25wt%，25℃针入度为40～801/10mm的基质沥青。
8.按照权利要求1所述的易于施工的高粘度沥青，其特征在于：所述多聚磷酸为P2O5含量≥80wt%工业级或试剂级的化合物，优选P2O5含量≥83wt%的多聚磷酸产品，如P2O5含量≥83wt%工业级多聚磷酸和P2O5含量≥84wt%食品级多聚磷酸。
9.按照权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，徐青柏，石君章，宣根海，
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：北京;11