一种高黏沥青改性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提出了一种高黏沥青改性剂及其制备方法和应用，高黏沥青改性剂由以下重量份的组分制备而成：沙林树脂50～80份，POK 10～40份，M‑SEBS 0～15份，复合有机填料0～15份，偶联剂0.1～1.5份，促进剂0.1～1.5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～1份。其中，沙林树脂熔体流动速率为1.0～5.0g/10min，维卡软化点72～76℃；POK数均分子量为8.6万～12万，热变形温度为215℃；M‑SEBS中马来酸酐质量占总重量的5％～15％，SEBS质量占总重量的85～95％。本发明专利技术中沙林树脂、POK含有芳烃、烷基等高分子聚合物，具有较强的机械强度和良好的弹性，与沥青的溶解性很好，可以与沥青充分混合，提高沥青的粘合性、弹性、耐热性等，M‑SEBS提高各树脂间的界面相容性，保证了沥青混合料的强度和空隙率，提高透水性。

A High Viscous Asphalt Modifier and Its Preparation Method and Application

The invention provides a high-viscous asphalt modifier and its preparation method and application. The high-viscous asphalt modifier is prepared from 50-80 parts of sarin resin, 10-40 parts of POK, 0-15 parts of M_SEBS, 0-15 parts of composite organic filler, 0.1-1.5 parts of coupling agent, 0.1-1.5 parts of accelerator, 0.1-1 part of antioxidant and 0-1 part of lubricant. Among them, the melt flow rate of sarin resin is 1.0-5.0 g/10 min, Vicat softening point is 72-76 degrees C, the average molecular weight of POK is 86,000-120,000, and the hot deformation temperature is 215 degrees C. The mass of maleic anhydride in M SEBS is 5%-15% of the total weight, and the mass of SEBS is 85-95% of the total weight. Sarin resin and POK in the invention contain aromatic hydrocarbon, alkyl and other macromolecule polymers, which have strong mechanical strength and good elasticity, good solubility with asphalt, can be fully mixed with asphalt, improve the adhesion, elasticity and heat resistance of asphalt, M SEBS improves the interfacial compatibility between resins, ensures the strength and porosity of asphalt mixture, and improves the permeability.

【技术实现步骤摘要】
一种高黏沥青改性剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及沥青改性应用领域，特别涉及一种高黏沥青改性剂及其制备方法和应用。
技术介绍
公路沥青路面一般由道路沥青和集料组成。高黏沥青路面采用大空隙沥青混合料作表层，将降雨透入到排水功能层，并通过层内将雨水横向排出，从而消除了带来诸多行车不利作用的路表水膜，显著提高雨天行车的安全性、舒适性；同时，由于高黏沥青路面的多孔特征可以大幅降低交通噪音，用于桥面铺装、重载及长纵坡路面等特殊路面施工，也有巨大的性能优势。现有技术是在沥青中添加SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)类高黏沥青改性剂，但回弹性和高低温性能欠佳。
技术实现思路
本专利技术提出一种高黏沥青改性剂及其制备方法和应用，采用该改性剂配制的高黏路面沥青不仅具有高排水性，还具有较强的机械强度和良好的弹性，且耐热性好，可与沥青充分混合，保证性能稳定。本专利技术一方面提出了一种高黏沥青改性剂，由以下重量份的组分制备而成：沙林树脂50～80份，POK10～40份，M-SEBS0～15份，复合有机填料0～15份，偶联剂0.1～1.5份，促进剂0.1～1.5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～1份。具体地，沙林树脂为Dupont树脂，是杜邦利用其生产工艺聚合而成的一种乙烯-甲基丙烯酸为基的离子聚合物。M-SEBS为马来酸酐接枝苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中SEBS是以聚苯乙烯为末端段，以聚丁二烯加氢得到的乙烯-丁烯共聚物为中间弹性嵌段的线性三嵌共聚物。POK为聚酮。由于沙林树脂和POK的结构中含有含有芳烃、烷基基团，故具有较强的机械强度和良好的弹性，与沥青的溶解性很好，可以与沥青充分混合。POK具有优异的抗冲击性能和耐热性能，沙林树脂具有优异的低温抗冲击韧性和出色的抗磨损、刮擦性能。M-SEBS能够提高不同基体树脂间的界面相容性。POK和沙林树脂互相补充，提高了沥青的高低温抗抗冲击性能。M-SEBS和POK树脂对于提高基体材料和沥青的相容性也有相辅相成的作用。在上述方案的基础上，所述沙林树脂熔体流动速率为5.0～15.0g/10min，维卡软化点72～76℃。此性能下的沙林树脂能够与其他组分具有相似的流动性能，易于分散混合。熔体流动速率为沙林树脂在标准化熔融指数仪中190℃，2.16kg沙林树脂熔料通过标准毛细管在10min内流出的熔料克数。在上述方案的基础上，所述POK数均分子量为8.6万～12万，热变形温度为215℃，0.45MPa。此性能下的POK树脂能够与其他组分具有相似的流动性能，易于分散混合。在上述方案的基础上，所述M-SEBS的MI＝10g/10min，数均分子量为0.5万～2.5万，其中马来酸酐质量占总重量的5％～15％，SEBS质量占总重量的85～95％。此重量比例下的接枝率能发挥材料的最佳相容化作用，过高的接枝率和过低的接枝率都会降低相容剂在其作用材料中的桥接作用，使相容剂作用减弱或丧失。在上述方案的基础上，所述复合有机填料的组分按重量计比例为珍珠岩:聚对苯二甲酰胺对苯二胺＝30～70:70～30，所述珍珠岩目数为5000～8000目；所述聚对苯二甲酰对苯二胺为直径10μm的纤维，其长度为0.2～0.5mm。珍珠岩和聚对苯二甲酰胺对苯二胺复合后增加了整体材料的刚性，对于提高沥青的抗车辙性有利。在上述方案的基础上，所述偶联剂为硅烷偶联剂或锆酸酯偶联剂；优选地，所述抗氧剂由1010、168和HP-136按照重量比1:1.2:1组成。促进剂为能促进硫化作用的物质，可缩短橡胶的硫化时间或降低硫化温度，减少硫化剂用量及提高橡胶的物理机械性能。本专利技术促进剂可以是噻唑类或秋兰姆类，也可以是噻唑类和秋兰姆类按照重量比1:1～1:2复配。偶联剂和促进剂的加入进一步提高了材料的粘合性和弹性。偶联剂增加了无机骨材和有机基材间的连接，降低了道路长期使用过程中骨材和基材间的剥离风险，提高了道路使用寿命中的稳定性。在上述方案的基础上，所述润滑剂为脂肪族硅油，其分子量为Mn＝5万～15万；脂肪族硅油为有机基团中含有苯环的一种硅油，能够跟沥青有更好的相容作用。本专利技术另一方面提出了高黏沥青改性剂的制备方法，步骤如下：步骤一，偶联剂与复合有机填料在高速混合机混合15～25min，转速300～1000rpm，得到物料1；步骤二，将沙林树脂、POK、M-SEBS和润滑剂在高速混合机中混合均匀，转速为200～400rpm，时间为5～10min；然后加入抗氧剂和促进剂，继续混合，转速为200～400rpm，时间为5～10min，得到均匀物料2；步骤三，将步骤二中物料2从主喂料口，步骤一种物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190～220℃，螺杆转速为200～600rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过80℃、4h干燥后，得到高黏沥青改性剂。本专利技术还提出了高黏沥青改性剂，采用基于上述的高黏沥青改性剂制备的高黏路面沥青混合料，具体地，所高黏路面沥青混合料中高黏沥青改性剂的质量分数为10～14％，优选为12％。高黏沥青改性剂能够使沥青混合料具有较高的黏度、韧性、较高的耐磨性和硬度，能够在骨料间形成排水空隙，同时保证了路面的强度、耐裂纹、耐磨性能。本专利技术的有益效果是：本专利技术中所选择的沙林树脂、脂肪族聚酮(POK)含有芳烃、烷基等高分子聚合物，具有较强的机械强度和良好的弹性，与沥青的溶解性很好，可以与沥青充分混合，提高沥青的粘合性、弹性、耐热性等。M-SEBS是一种高分子合金材料相容剂，提高不同基体树脂间的界面相容性，充分发挥各组分的性能。填料的加入增加了材料的刚性，对于提高沥青的抗车辙性有利。偶联剂和促进剂的加入进一步提高了材料的粘合性、弹性，保证了沥青混合料的强度和空隙率，提高透水性。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1①硅烷偶联剂0.5份与复合有机填料5份在高速混合机混合20min，转速400rpm，得到物料1；②将沙林树脂50份、POK40份、M-SEBS5份和润滑剂0.5份在高速混合机中混合均匀，转速为300rpm，时间为5min，然后加入抗氧剂0.5份、促进剂0.3份，继续混合，转速为300rpm，时间为5min，得到物料2；③将步骤②中物料2从主喂料口，步骤①物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190～220℃，螺杆转速为400rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过80℃、4h干燥后，得到高黏沥青改性剂。实施例2①硅烷偶联剂1份与复合有机填料10份在高速混合机混合20min，转速600rpm，得到物料1；②将沙林树脂60份、POK20份、M-SEBS10份和润滑剂0.5份在高速混合机中混合均匀，转速为300rpm，时间为5min，然后加入抗氧剂0.5份、促进剂0.3份，继续混合，转速为300rpm，时间为5min，得到物料2；③将步骤②中物料2从主喂料口，步骤①物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190～220℃，螺杆转速为400rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高黏沥青改性剂，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：沙林树脂50～80份，POK 10～40份，M‑SEBS 0～15份，复合有机填料0～15份，偶联剂0.1～1.5份，促进剂0.1～1.5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～1份。

【技术特征摘要】
1.一种高黏沥青改性剂，其特征在于，由以下重量份的组分制备而成：沙林树脂50～80份，POK10～40份，M-SEBS0～15份，复合有机填料0～15份，偶联剂0.1～1.5份，促进剂0.1～1.5份，抗氧剂0.1～1份，润滑剂0～1份。2.根据权利要求1所述的高黏沥青改性剂，其特征在于，所述沙林树脂熔体流动速率为5.0～15.0g/10min，维卡软化点72～76℃。3.根据权利要求1所述的高黏沥青改性剂，其特征在于，所述POK数均分子量为8.6万～12万，热变形温度为215℃。4.根据权利要求1所述的高黏沥青改性剂，其特征在于，所述M-SEBS的MI＝10g/10min，数均分子量为0.5万～2.5万，其中马来酸酐质量占总重量的5％～15％，SEBS质量占总重量的85～95％。5.根据权利要求1所述的高黏沥青改性剂，其特征在于，所述复合有机填料的组分按重量计比例为珍珠岩:聚对苯二甲酰胺对苯二胺＝30～70:70～30，所述珍珠岩目数为5000～8000目；所述聚对苯二甲酰对苯二胺为直径10μm的纤维，其长度为0.2～0.5mm。6.根据权利要求1所述的高黏沥青改性剂，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂或锆酸酯偶联剂；优选地，所述抗氧剂由1010、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆明浩，耿立涛，毕玉峰，张哲，任瑞波，郑君，陈秀秀，郑捷元，徐茜，谢军，赵景原，刘新强，王健，董光彬，徐强，徐润，王峥，李涛，张征宇，侯扬，朱明建，
申请(专利权)人：山东高速建设材料有限公司，青岛科凯达橡塑有限公司，山东省交通规划设计院，山东建筑大学，交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37