一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青及制备方法技术

本发明专利技术涉及道路工程用沥青路面材料技术领域，尤其涉及一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青及制备方法。该提高石料与沥青粘附性的特种沥青包括基质沥青、氨基硅树脂、相容剂和稳定剂。该提高石料与沥青粘附性的特种沥青具备优良的存储稳定性、抗老化性能和料粘附性强度高等优点，可显著改善沥青与石料之间的粘附性，提高沥青对石料的适应能力和沥青混合料的抗水损害能力，延长路面使用寿命，降低沥青路面的铺装成本，适合道路施工中沥青材料的选择。

A Special Asphalt for Improving the Adhesion between Stone and Asphalt and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青及制备方法
本专利技术涉及道路工程用沥青路面材料
，尤其涉及一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青及制备方法。
技术介绍
沥青混合料的剥落是沥青路面几种常见的破坏现象之一，剥落是指沥青从粘附的石料表面离开，进而从石料表面脱落，是沥青失去对石料的粘附性的破坏过程。水是引起沥青与石料的粘附性变差的原因之一，沥青混合料长时间处于水的包围中，水分很快容易浸润到沥青和石料的界面上，置换沥青与石料的粘结导致水损害。外力存在是影响沥青与集料粘附性的重要因素，交通荷载的反复作用使得集料松散、掉粒进而成为坑槽而造成路面破坏。除了荷载和水分供给条件等外在因素外，沥青与石料粘附性变差主要取决于石料的性质和沥青与石料之间相互作用的性质。目前，避免上述现象常用的方法为选用碱性石料、高粘改性沥青，或者在沥青混合料中掺加石灰等碱性物质或者胺类等抗剥落剂。由于石料存储量有限和地域的限制，高粘改性沥青的价格昂贵，进一步增加了施工难度和成本。采用胺类抗剥落剂或石灰等对沥青或混合料产生一定的负面影响，如抗剥落剂在沥青中长时间储存容易聚沉、离析、加热沥青的过程中抗剥落剂容易挥发、混合料的长期耐久性差。
技术实现思路
本专利技术提供了一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青及制备方法，该特种沥青具备优良的存储稳定性、抗老化性能和料粘附性强度高等优点，可显著改善沥青与石料之间的粘附性，提高沥青对石料的适应能力和沥青混合料的抗水损害能力，延长路面使用寿命，降低沥青路面的铺装成本，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青，包括基质沥青、氨基硅树脂、相容剂和稳定剂。所述基质沥青为70#基质沥青、90#基质沥青或110#基质沥青。所述氨基硅树脂中-NH2和Si的摩尔比为0.8-1.2；所述氨基硅树脂分子量为1200-1500。优选的，所述氨基硅树脂中-NH2/Si的摩尔比为0.9-1.1；所述氨基硅树脂分子量为1300-1400。所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，包括以下重量份数的原料：基质沥青95-98份、氨基硅树脂1.4-3份、相容剂0.5-1.2份和稳定剂0.1-0.8份。优选的，所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，包括以下重量份数的原料：基质沥青96-97份、氨基硅树脂2-3份、相容剂0.8-1.2份和稳定剂0.3-0.6份。所述相容剂为马来酸酐相容剂或丙烯酸型相容剂；所述稳定剂为硬脂酸盐。优选的，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸铝或硬脂酸钾。上述提高石料与沥青粘附性的特种沥青的制备方法，包括如下操作步骤：(1)胶体磨研磨：从高温罐中称取95-98份基质沥青，将基质沥青放入反应釜中，然后向反应釜中掺加1.4-3份氨基硅树脂和0.5-1.2份相容剂，继续反应；胶体磨研磨转速控制在6000-9000r/min，研磨时间为30-60min，得研磨产物；(2)发育罐发育：将研磨产物放入发育罐中，同时加入0.1-0.8份硬脂酸盐，发育结束后得到特种沥青。步骤(2)发育罐的温度控制在120-145℃，发育时间为1-3h。所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青在道路施工中的应用。所述的特种沥青在提高石料与沥青粘附性中的应用。所述石料为玄武岩、石灰岩或花岗岩。本专利技术的有益效果：该特种沥青通过添加氨基硅树脂，其氨基官能团使沥青与石料表面发生吸附反应，在改善了沥青极性的同时，提高了沥青与石料间的物理和化学吸附力，从而提高了沥青与石料的粘附性；其次，石料中存在的Si-OH键可以同氨基硅树脂中Si-O键发生反应，进一步提高沥青与石料的粘附性。胶体磨研磨能保证氨基硅树脂充分分散在基质沥青中，然后在研磨过程中添加相容剂使氨基硅树脂分子链充分溶胀，伸展程度增大，用于化学反应的空间位置增多。发育罐发育阶段过程中通过添加稳定剂实现沥青和氨基硅树脂形成接枝反应，降低界面张力，使得体系结构更完善、更稳定。相较普通基质沥青，本专利技术所制备特种沥青的物理性能指标均在原有基质沥青物理性能指标范围内，且该特种沥青具有优异的存储稳定性和抗老化性能，最为关键的是，可以显著改善沥青与各种石料的粘结强度和沥青混合料的抗水损害能力。该特种沥青的制备方法由于只需通过胶体磨研磨、发育罐发育即可，综合成本较低。所制备的特种沥青施工方法与普通基质沥青或其他改性沥青相同，能够以较低的成本适应各地的石料，适合大范围推广应用。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本专利技术进行详细阐述。下面结合实施例详细说明本专利技术特种沥青及其制备方法，对本专利技术的特种沥青的粘附性能进行评价。本专利技术并不限于以下实施例，未注明具体条件的试验方法，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)规范进行。实施例1特种沥青的制备过程：(1)胶体磨研磨：从高温罐中称取95份70#基质沥青，将基质沥青放入反应釜中，然后在反应釜中掺加3份-NH2和Si的摩尔比为1.2、分子量为1400-1500的氨基硅树脂和1.2份马来酸酐相容剂继续反应得到产物；胶体磨研磨转速控制在7000-9000r/min，研磨时间为45-55min；(2)发育罐发育：将研磨后的产物放入发育罐中，同时加入0.8份硬脂酸镁搅拌，发育结束后得到特种沥青；发育罐的温度控制在130-145℃，发育时间为1h。性能测试：首先对特种沥青的三大指标及粘附性进行试验，粘附性试验采用的石料分别为玄武岩、石灰岩和花岗岩三种代表性石料。然后对特种沥青采用沥青旋转薄膜加热试验，试验结束后，取样进行三大指标及粘附性试验，具体试验结果见表1。表1实施例2特种沥青的制备过程：(1)胶体磨研磨：从高温罐中称取98份90#基质沥青，将基质沥青放入反应釜中，然后在反应釜中掺加1.4份-NH2和Si的摩尔比为0.8、分子量为1200-1400的氨基硅树脂和0.5份丙烯酸型相容剂继续反应得到产物；胶体磨研磨转速控制在6000-8000r/min，研磨时间为40-50min；(2)发育罐发育：将研磨后的沥青放入发育罐中，同时加入0.1份硬脂酸钾搅拌，发育结束后得到特种沥青；发育罐的温度控制在120-130℃，发育时间为3h。性能测试：将上述实施例中得到的特种沥青采用同实施例1相同的方法进行试验，具体试验结果见表2。表2实施例3特种沥青的制备过程：(1)胶体磨研磨：从高温罐中称取96份110#基质沥青，将基质沥青放入反应釜中，然后在反应釜中掺加2.5份-NH2和Si的摩尔比为1、分子量为1300-1400的氨基硅树脂和0.9份马来酸酐相容剂继续反应得到产物；胶体磨研磨转速控制在7000-8000r/min，研磨时间为40-60min。(2)发育罐发育：将研磨后的沥青放入发育罐中，同时加入0.6份硬脂酸铝搅拌，发育结束后得到特种沥青。发育罐的温度控制在120-135℃，发育时间为2h。性能测试：将上述实施例中得到的特种沥青采用同实施例1相同的方法进行试验，具体试验结果见表3。表3实施例4特种沥青的制备过程：(1)胶体磨研磨：从高温罐中称取97份70#基质沥青，将基质沥青放入反应釜中，然后在反应釜中掺加1.7份-NH2和Si的摩尔比为1.1、分子量为1300-1500的氨基硅树脂和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，包括以下组分的原料：基质沥青、氨基硅树脂、相容剂和稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，包括以下组分的原料：基质沥青、氨基硅树脂、相容剂和稳定剂。2.根据权利要求1所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，所述氨基硅树脂中-NH2和Si的摩尔比为0.8-1.2；所述氨基硅树脂分子量为1200-1500。3.根据权利要求1所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：基质沥青95-98份、氨基硅树脂1.4-3份、相容剂0.5-1.2份和稳定剂0.1-0.8份。4.根据权利要求1所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐相容剂或丙烯酸型相容剂；所述稳定剂为硬脂酸盐。5.根据权利要求4所述的提高石料与沥青粘附性的特种沥青，其特征在于，所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸铝或硬脂酸钾。6.如权利要求1-4任一项所述的提高石料与沥...

【专利技术属性】
技术研发人员：白玉铎，李传海，高国华，阚涛，胡晓华，王娜，
申请(专利权)人：山东高速路用新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37