一种储存稳定的改性沥青及其制备方法技术

一种储存稳定的改性沥青，其组成为：沥青原料５０～９７．７重％、聚合物２．０～２０．０重％、相容剂０．１～２０．０重％、交联体０．１～１０．０重％和极性化合物０．１～１０．０重％；该改性沥青的制备方法为５０～９７．７重％沥青原料、２．０～２０．０重％聚合物、０．１～２０．０重％相容剂、０．１～１０．０重％交联体和０．１～１０．０重％极性化合物在１００℃～２５０℃下混合，反应５～３００分钟。本发明专利技术提供的改性沥青具有良好的储存稳定性，离析试验的软化点之差低于２．５℃；本发明专利技术提供的制备方法流程简单，不需要特殊的设备。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种沥青材料组合物及其制备方法，更具体地说，是属于一种储存稳定的聚合物改性沥青及其制备方法。沥青材料作为道路及建筑行业的铺装材料发展非常迅速，但道路沥青及其混合料的性能受到许多因素的影响，限制其发挥最佳的性能如粘弹性、可塑性、粘附性等。在众多的影响因素中，气侯的影响因素最大。在高速公路上，夏季高温季节行车造成的车辙是导致路面损害的主要因素。同时，冬季气温骤降及反复升温引起的沥青路面温缩裂缝是路面横向开裂的主要原因。在南方多雨季节，雨水的侵害也将使沥青与混合料的界面发生作用，使沥青的粘附性能降低，沥青与石料容易发生剥离。因此，有必要对沥青的流变学性质进行改进。向沥青中加入聚合物是改善沥青性能的有效方法。将聚合物加入沥青中可以使沥青的粘度增加，提高沥青的抗高温特性，降低沥青的温度敏感性，同时低温性能也可以得到改善。在T.F.Yen等编著的Asphaltenes and Asphalts，I Developments inPetroleum Science中对烯烃类聚合物改性沥青进行了评述，聚合物的添加量为6重％，各种聚合物改性沥青的稳定性如表1所示。表1 从表1可以看出，将聚合物APP(无规聚丙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、EPDM(乙烯-丙烯-二烯的三元共聚物)、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物)分别加入到沥青中，大多数聚合物都与沥青发生相分离，这样将直接影响沥青/聚合物组合物的使用性能。CN1045411A公开了一种改性沥青粘结料的制备方法及其制成的产品，将熔融沥青与热塑性合成材料或热塑性合成材料混合物最好是烯烃聚合物混合在一起，将此混合物进行均匀化处理，以动能的形式加进一定数量的能量，最好是驱使上述混合物通过在两个相对安放并相对旋转的混合器械之间的一条狭缝。该方法的优点是随用随生产，比较方便，但由于对沥青只是物理改性，改性沥青的储存稳定性较差。如果在不具备生产条件的地区或大量使用改性沥青的使用单位，现场制备就不能发挥较大的优势；若提前制备改性沥青，则沥青与聚合物容易发生相分离现象，从而破坏了沥青的性能。EP639630A1公开了一种制备稳定的沥青-聚合物组合物的方法，该方法先筛选出符合一定组成的沥青原料作为改性沥青的原料，其次应用三嵌段聚合物SBS作为聚合物改性剂，在惰性环境中，使用乙烯基芳烃化合物(如苯乙烯)作为助剂加入沥青-聚合物组合物中反应，制备得到稳定性能良好的样品。该方法对改性沥青的原料来源有一定的限制，苯乙烯类化合物作为反应助剂并不能有助于SBS在沥青中的分散。由于需要氮气作为反应环境，也将增加反应成本。USP5,336,705、USP5,627,225和USP5,348,994先使用发烟硫酸或其它磺化剂将沥青原料及聚合物改性剂磺化，使两者都引入酸性基团，再用碱进行中和，中和剂主要使用CaO、ZnO等。该方法将延长工艺流程，增加生产成本，使用磺化剂也将造成设备的腐蚀。USP5,306,750公开了一种聚合物与沥青的反应过程及聚合物交联沥青产品，该方法是0.05～2重％含环氧基的聚合物和沥青在100℃以上的温度下共价反应1小时以上。由该方法所制得的改性沥青在163℃～177℃的烘箱中储存4天，没有出现相分离现象。USP5,331,028公开了一种聚合物改性沥青组合物及其制备方法，该组合物的组成为由100重量份数的沥青和0.5～11重量份数的含缩水甘油基的乙烯共聚物反应得到的反应产物占80～99.7重％，苯乙烯/共轭二烯嵌段共聚物占0.3～20重％；该方法是将70～99.2重％沥青、0.5～10重％的含缩水甘油基的乙烯共聚物和0.3～20重％苯乙烯/共轭二烯嵌段共聚物混合，在170℃～220℃下反应6～36小时，得到反应产物。虽然USP5,331,028和USP5,306,750使用的聚合物与沥青的配伍性较好，但聚合物的制备成本及反应难度是其主要的控制因素。本专利技术的目的之一是提供一种储存稳定的改性沥青。本专利技术的另一个目的是提供一种储存稳定的改性沥青制备方法。本专利技术提供的储存稳定的改性沥青，其组分和含量为沥青原料 50～97.7重％；聚合物 2.0～20.0重％；相容剂 0.1～20.0重％；交联体 0.1～10.0重％；极性化合物 0.1～10.0重％。所述的沥青原料是选自石油沥青、煤焦油沥青、油砂沥青和天然沥青中的一种或一种以上的混合物，其中石油沥青是选自直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥青和调和沥青中的一种或一种以上的混合物。直馏沥青是原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的常压渣油或减压渣油，其25℃针入度为20～300dmm(即1/10mm)；溶剂脱油沥青是指用C3～C5烃类之中的一种溶剂或一种以上的混合溶剂抽提渣油得到的脱油沥青，其25℃针入度为5～200dmm。所述的聚合物是苯乙烯-丁二烯按摩尔比20～45∶80～55聚合的三嵌段聚合物，主要指SBS类聚合物。SBS的结构为星型或线型，分子量在100,000～350,000之间。三嵌段聚合物可以是干胶，也可以是充入2～60重％填充油的聚合物。所述的相容剂是选自苯乙烯焦油、妥尔油、含酸妥尔油、催化裂化油浆、重脱沥青油、溶剂精制抽出油、脱硫环烷酸、环烷油、白油和煤焦油馏分中的一种或一种以上的混合物。所述的交联体是选自结晶硫、活性硫、硫磺给予体和“象征”给硫交联体中的一种或一种以上的混合物。其中活性硫是硫磺粉、胶体硫或其混合物，胶体硫是硫磺粉或沉淀硫磺与分散剂混合，经研磨制得的平均粒径为1～5μm的胶体。硫磺给予体是选自含硫的吗啉类化合物、秋兰姆类化合物和多聚硫化物中的一种或一种以上的混合物。秋兰姆类化合物通式为 x＝1～4，R1、R2、R3、R4C1～C4烷基。多聚硫化物R1-(S)n-R2，R1、R2为脂肪族、芳香族杂环基团，如环七硫代亚胺烷基苯酚硫代物，烷基苯酚一硫化物。“象征”给硫交联体主要指金属氧化物交联剂，其中的金属主要指二价金属如Ca、Mg、Zn、Pb等。“象征”给硫交联体是选自CaO、MgO、ZnO和PbO中的一种或一种以上的混合物。所述的极性化合物主要是指带有极性基团的化合物，是选自胺类、酸类、环氧树脂类和醛类化合物中的一种或一种以上的混合物。其中所述的胺类化合物主要指脂肪族胺、芳香族胺类化合物。所述的酸类化合物是选自羧酸类、酸酐类、磺酸类、硼酸类和磷酸类化合物中的一种或一种以上的混合物。所述的羧酸类化合物是选自脂肪酸和芳香酸中的一种或一种以上的混合物。所述的酸酐类化合物是邻苯二甲酸酐及其衍生物或马来酸酐及其衍生物。所述的磺酸类化合物的通式为 R1，R2，R3＝H或C1～C5烷基所述的磷酸类化合物是选自多聚磷酸、亚磷酸、改性多磷酸和磷酸酯类化合物中的一种或一种以上的混合物。所述的醛类化合物是选自缩水甘油醛、甲醛、二元醛和糠醛中的一种或一种以上的混合物，其中二元醛是对苯二甲醛及其衍生物或间苯二甲醛及其衍生物。本专利技术提供的储存稳定的改性沥青制备方法为50～97.7重％沥青原料、2.0～20.0重％聚合物、0.1～20.0重％相容剂、0.1～10.0重％交联体和0.1～10.0重％极性化合物在100℃～250℃下混合，反应5～300分钟，得到改性沥青。所述的相容剂可以先与沥青原本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储存稳定的改性沥青，其组分和含量为： 沥青原料 ５０～９７．７重％； 聚合物 ２．０～２０．０重％； 相容剂 ０．１～２０．０重％； 交联体 ０．１～１０．０重％； 极性化合物 ０．１～１０．０重％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭淑华，黄伟祈，王子军，张百春，佘玉成，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]