硅藻壳沥青改性剂及其改性复合沥青与制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种硅藻壳沥青改性剂及其改性复合沥青与制备工艺，硅藻壳复合沥青改性剂由以下重量份的组份制备得到：硅藻壳5～20份，废胶粉10～25份，石油树脂或低标号沥青0～5份，稳定剂0～3份。本发明专利技术还公布了硅藻壳复合改性沥青及制备工艺。硅藻壳复合沥青改性剂改善了沥青混合料的高温性能、低温性能、抗疲劳性能以及水稳定性能，改性沥青具有良好的热存储稳定性和低温抗裂性，延长了路面使用寿命。同时，用廉价的硅藻壳代替部分价格昂贵的SBS，路用性能相较单独使用SBS改性沥青得到提高，而且降低了改性沥青的成本。

Diatomaceous shell asphalt modifier and modified composite asphalt and its preparation process

The present invention relates to a diatom shell bitumen modifier and its modified compound bitumen and preparation process. The diatom shell compound asphalt modifier is prepared by a component of the following weight parts: 5~20 diatom shells, 10~25 waste rubber powder, 0~5 petroleum resin or low label bitumen and 0~3 stabilizers. The invention also discloses a diatomaceous shell composite modified asphalt and a preparation process thereof. The diatom shell composite asphalt modifier improves the high temperature performance, low temperature performance, fatigue resistance and water stability performance of the asphalt mixture. The modified asphalt has good thermal storage stability and low temperature cracking resistance, and prolongs the service life of the pavement. At the same time, a cheap diatom shell is used instead of a part of the expensive SBS. The road performance is better than the SBS modified asphalt, and the cost of the modified asphalt is reduced.

【技术实现步骤摘要】
硅藻壳沥青改性剂及其改性复合沥青与制备工艺
本专利技术属于沥青改性领域，涉及一种改性沥青及其制备方法，具体涉及一种硅藻壳沥青改性剂及其改性复合沥青与制备工艺。
技术介绍
SBS改性沥青因其具有优良的路用性能，在我国沥青改性中得到极大的推广应用。但SBS本身是一种聚合物，与基质沥青在分子量。密度、溶解度等参数及其他物理化学性质方面均存在较大的差异，因而两者的相容性较差，导致SBS改性沥青高温存贮稳定性差，容易发生分层离析现象，严重影响了改性沥青的改性效果、施工质量和路用性能。同时SBS价格的不断上涨，导致施工成本升高。硅藻是一种单细胞藻类，个体大小一般为微米级或者毫米级，硅藻死亡后的躯壳在海洋或湖泊中沉积，久而久之便形成了硅藻土。硅藻土主要成分为二氧化硅和少量的铝、铁、钙、镁、钠、钾等，硅藻土具有密度小，孔隙率高，比表面积大，吸附性能良好，耐酸碱绝缘等特点，加之硅藻土储量丰富，在环境、石油化工等领域均有广泛的应用。目前硅藻土改性沥青以其优良的路用性能在沥青改性领域得到广泛关注和研究，研究学者也申请了相关专利，但相关研究主要为硅藻土不经任何处理直接应用于沥青改性中，硅藻土自身特点在沥青改性中没有得到最大限度利用。本专利技术采用聚焦高能密度脉冲激光束对硅藻土进行灼烧处理得到纳米级硅藻壳颗粒，添加到沥青路面材料中，可以显著改善沥青混合料的高温性能、低温性能、抗疲劳性能以及水稳定性能，延长路面使用寿命。硅藻壳的加入改变了SBS改性沥青的胶体结构，提高了混合料的高温稳定性。硅藻壳SBS复合改性沥青混合料各应力水平下的疲劳寿命均高于普通SBS改性沥青混合料。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供硅藻壳沥青改性剂及其改性复合沥青与制备工艺。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种硅藻壳复合沥青改性剂，包括以下重量份的组份：硅藻壳5～20份，废胶粉10～25份，石油树脂或低标号沥青0～5份，稳定剂0～3份。按重量份称取硅藻壳，废胶粉，石油树脂或低标号沥青，稳定剂；将上述组份混合均匀后通过螺杆挤出机低温挤出，剪切造粒制得硅藻壳复合沥青改性剂。所述硅藻壳为硅藻土在充满氧气状态中，经聚焦高能密度脉冲激光束进行灼烧处理后得到，聚焦高能密度脉冲激光束为飞秒级，激光频率1k～10Mhz，激光脉冲能量0.01μJ～1mJ，激光扫描速度0.1mm/s～10mm/s，间距0.001mm～0.1mm。所述废胶粉为，主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶或丁基橡胶的废弃轮胎经过破碎后得到，胶粉粒度范围20～100目。所述稳定剂由以下重量份的原料制得：邻苯二甲酸二甲酯20～50份，苯乙烯10～30份，石油磺酸钠10～40份，环状酸酐5～20份；本专利技术还提供了一种硅藻壳复合改性沥青及制备工艺，具体实施步骤包括：(1)按重量份称取基质沥青80～90份，硅藻壳复合沥青改性剂5～20份，SBS0～6份，轻质油分0～7份，各组分份数之和为100份。(2)将步骤(1)中基质沥青置于高速剪切机中加热至150℃～180℃，沥青呈熔融流动状态，将硅藻壳复合沥青改性剂和SBS混合均匀后加入到沥青中，搅拌均匀后加入轻质油分，保持温度160℃～180℃对混合物高速剪切30～50min，剪切转速3000r/min～4000r/min；在分散剂上搅拌发育40～60min，加入稳定剂，搅拌均匀即制得硅藻壳复合改性沥青。所述基质沥青为50#～90#沥青，25℃针入度50dmm～120dmm，软化点30℃～60℃。所述SBS为岳阳巴陵公司生产的SBS1301-1(YH-791H)，热塑性弹性体聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物，分子量5～6万，苯乙烯质量含量28％，结构类型为线型，嵌段比S/B为30/70；与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)本专利技术采用聚焦高能密度脉冲激光技术对硅藻土进行处理，硅藻土经激光灼烧处理后粒径更小更均匀，制备得到的硅藻壳颗粒大小为纳米级，颗粒内部微孔结构更加多元化，孔隙率更高，增大了硅藻壳颗粒的比表面积，增强了稳定性和活性。(2)硅藻壳的加入改变了SBS改性沥青的胶体结构，使得沥青混合料中沥青的粘度变大，从而提高了混合料的高温稳定性；此外，硅藻壳中的过渡金属元素阳离子与沥青中的极性官能团发生反应生成配位络合物，活性氧化物Na2O和K2O的存在有利于硅藻壳与沥青酸和沥青酸酐发生酸碱反应，改善了SBS改性沥青的温度敏感性，此外硅藻壳比表面积较大，提高了集料与沥青胶浆之间的粘附性，混合料整体性提高。此外与SBS改性沥青混凝土相比，硅藻壳SBS复合改性沥青混合料各应力水平下的疲劳寿命均高于普通SBS改性沥青混合料，疲劳寿命的提高幅度达50％，具有良好的抗疲劳特性。(3)硅藻壳的比表面积较大，对沥青的吸附能力强，增加了复合改性沥青混合料的沥青膜厚，混合料柔性提高，且硅藻壳颗粒表面粗糙，有许多凸起的粒子，并形成间隙孔隙，具有活性吸附能力的内孔隙结构，有利于沥青分子进入，在外力作用下，硅藻壳内部的空隙对自由沥青起到缓冲作用，使混合料内部的沥青油膜处于比较稳定的状态。硅藻壳的加入提高了沥青与集料之间粘附性和握裹力，克服了结构沥青和集料颗粒之间的错位与滑移，将颗粒产生的单轴应力转移到其它基体上，同时均匀分散的硅藻土在裂尖处起到了锚固和桥接作用，延缓裂缝的产生，约束裂纹的扩展，增加沥青混凝土的整体性。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种硅藻壳复合沥青改性剂，包括以下重量份的组份：硅藻壳15份，废胶粉15份，石油树脂或低标号沥青2份，稳定剂1份。所述硅藻壳为硅藻土在充满氧气状态中，经聚焦高能密度脉冲激光束进行灼烧处理后得到，聚焦高能密度脉冲激光束为飞秒级，激光频率1k～10Mhz，激光脉冲能量0.01μJ～1mJ，激光扫描速度0.1mm/s～10mm/s，间距0.001mm～0.1mm。所述废胶粉为，主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶或丁基橡胶的废弃轮胎经过破碎后得到，胶粉粒度范围20～100目。所述稳定剂由以下重量份的原料制得：邻苯二甲酸二甲酯20～50份，苯乙烯10～30份，石油磺酸钠10～40份，环状酸酐5～20份；实施例2一种硅藻壳复合沥青改性剂，包括以下重量份的组份：硅藻壳10份，废胶粉20份，石油树脂或低标号沥青2份，稳定剂1份。所述硅藻壳为硅藻土在充满氧气状态中，经聚焦高能密度脉冲激光束进行灼烧处理后得到，聚焦高能密度脉冲激光束为飞秒级，激光频率1k～10Mhz，激光脉冲能量0.01μJ～1mJ，激光扫描速度0.1mm/s～10mm/s，间距0.001mm～0.1mm。所述废胶粉为，主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶或丁基橡胶的废弃轮胎经过破碎后得到，胶粉粒度范围20～100目。所述稳定剂由以下重量份的原料制得：邻苯二甲酸二甲酯20～50份，苯乙烯10～30份，石油磺酸钠10～40份，环状酸酐5～20份；实施例3本专利技术提供了一种硅藻壳复合改性沥青及其制备工艺，其特征在于，所述制备硅藻壳复合改性沥青具体步骤为：(1)按重量份称取硅藻壳15份，废胶粉15份，石油树脂或低标号沥青2份，稳定剂1份；将上述组份混合均匀后通过螺杆挤出机低温挤出，剪切造粒制得硅藻壳复合沥青改性剂。(2)按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，硅藻壳复合沥青改性剂包括以下重量份的组份：硅藻壳5～20份，废胶粉10～25份，石油树脂或低标号沥青0～5份，稳定剂0～3份。

【技术特征摘要】
1.一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，硅藻壳复合沥青改性剂包括以下重量份的组份：硅藻壳5～20份，废胶粉10～25份，石油树脂或低标号沥青0～5份，稳定剂0～3份。2.根据权利要求1所述的一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，硅藻壳复合沥青改性剂由下述重量份的组份制得：硅藻壳10～15份，废胶粉15～20份，石油树脂或低标号沥青1～3份，稳定剂1～2份。3.根据权利要求1、2所述的一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，所述硅藻壳为硅藻土在充满氧气状态中，经聚焦高能密度脉冲激光束进行灼烧处理后得到，聚焦高能密度脉冲激光束为飞秒级，激光频率1k～10Mhz，激光脉冲能量0.01μJ～1mJ，激光扫描速度0.1mm/s～10mm/s，间距0.001mm～0.1mm。4.根据权利要求1、2所述的一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，所述废胶粉为，主要成分为天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶或丁基橡胶的废弃轮胎经过破碎后得到，胶粉粒度范围20～100目。5.根据权利要求1、2所述的一种硅藻壳复合沥青改性剂，其特征在于，所述稳定剂由以下重量份的原料制得：邻苯二甲酸二甲酯20～50份，苯乙烯10～30份，石油磺酸钠10～40份，环状酸酐5～20份。6.一种硅藻壳复合改性沥青，其特征在于，改性沥青由下述重量份的组份组成：基质沥青80～90份，权利要求1～5中任一项所述的硅藻壳复合沥青改性剂5～20份，SBS0～6份，轻质油...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈峻，沈光荣，沈巍炜，周又南，
申请(专利权)人：深圳市海绵城市科学研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31