一种聚合物改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚合物改性沥青及其制备方法。所述聚合物改性沥青选用了一种特定的调和沥青，使得聚合物改性沥青中可以不含有增容剂。所述的调和沥青，选用特定的基质沥青及胶体结构调节组分，该胶体结构调节组分不仅能改变基质沥青的针入度，其组成上还能与基质沥青的组成相互互补，使调和后的沥青四组分匹配合理，易于改性。本发明专利技术聚合物改性沥青相容性好、高低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能及路用性能优良，各项性能完全满足聚合物改性沥青的技术指标要求。

A polymer modified asphalt and its preparation method

The invention discloses a polymer modified asphalt and a preparation method thereof. A specific blended asphalt is selected for the polymer modified asphalt, so that the polymer modified asphalt may not contain compatibilizer. For the mixed asphalt, a specific matrix asphalt and a colloidal structure adjusting component are selected. The colloidal structure adjusting component can not only change the penetration of the matrix asphalt, but also complement each other with the composition of the matrix asphalt, so that the four components of the mixed asphalt match reasonably and are easy to be modified. The polymer modified asphalt of the invention has good compatibility, high and low temperature performance, anti-aging property, fatigue resistance and road performance, and all properties meet the technical requirements of polymer modified asphalt completely.

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及一种聚合物改性沥青及其制备方法，具体地说是一种相容性良好的SBS改性沥青及其制备方法。
技术介绍
石油沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体，主要含有可溶于氯仿的烃类及非烃类衍生物。现代公路和道路发生许多变化：要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命等。因此，对沥青进行改性越来越受到重视。改性沥青的品种和制备技术取决于改性剂的类型、加入量和基质沥青（即原料沥青）的组成和性质。由于改性剂品种繁多，形态各异，为了使其与石油沥青形成均匀的可供工程实用的材料，多年来评价了各种类型改性剂，并开发出相应的配方和制备方法。对于聚合物改性沥青来讲，沥青与聚合物的相容性或改性沥青的储存稳定性是首先要解决的问题，这对于改性沥青的运输及使用性能都有保证。SBS和沥青的相容性与SBS的平均相对分子质量、基质沥青组成、增容剂、稳定剂及加工工艺等有关。其中基质沥青的组成和稳定剂对SBS改性沥青的相容性影响较大，通常情况下，在选择作为改性沥青原料的基质沥青时一般用胶体不稳定指数（Ic值）来判定其适用性，Ic=(饱和分+沥青质)/(芳香分+胶质)，Ic值在0.26～0.32时，基质沥青与高分子聚合物的相容性较好。但对于Ic值不在上述范围的渣油，较难制备储存稳定的SBS改性沥青。针对这种原料制备改性沥青目前通常采用的方法是加入富含芳香组分的增容剂，加入增容剂的目的一方面是改变基质沥青的化学组成比例，促使SBS溶胀得更充分，从而改善SBS和沥青的相容性；另一方面是作为针入度调节组分，调整基质沥青的针入度。添加增容剂虽然有利于SBS改性剂的溶胀，但会削弱改性沥青与骨料的粘附性，对改性沥青的使用性能会有一定的影响。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种聚合物改性沥青及其制备方法。该改性沥青中不含增容剂，能充分保证沥青与聚合物相容性的前提下，还能提高改性沥青与骨料的粘附性能。本专利技术提供一种聚合物改性沥青，以质量百分数计，包括如下组分：调和沥青92%～95%；SBS4%～6%；稳定剂0.5%～1.0%；稀土促进剂0.5%～1.0%。上述聚合物改性沥青中不含增容剂，所述增容剂为富含芳烃的馏分油，特别是抽出油。所述调和沥青，以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青15%～80%；优选30%～65%；胶体结构调节组分20%～85%；优选35%～70%。所述的基质沥青为采用单一环烷基原油炼制的直馏沥青或减压渣油，其PI值：-1.5~-0.5，Ic值：0.2~0.25。所述的基质沥青，25℃针入度为100～1201/10mm，10℃延度大于150cm。其中，PI值是用以描述沥青的温度敏感性的指标，针入度指数PI越大，沥青的温度敏感性越小。沥青针入度指数PI是将15℃、25℃、30℃等3个或3个以上温度条件下测定针入度后按规定的方法（PI=（20-500A）/（1+50A））计算得到，其中A为针入度温度敏感性系数。A=（lgPT1-lgPT2）/(T2-T1)。所述的胶体结构调节组分为采用单一中间基原油炼制的直馏沥青或减压渣油，其PI值：0.5～1.5；25℃针入度为120～1401/10mm；软化点大于44℃，60℃动力粘度大于150Pa·s。所述调和沥青的性质：PI值为-1.0~-0.5，较好为-0.8~-0.6；25℃针入度为150～2001/10mm，较好为160～1801/10mm；Ic值为0.25~0.35，较好为0.26~0.32，最好为0.29~0.32。所述的SBS可以是线性、星型或混合型中的一种或几种，优选分子量在10万左右的线型SBS。所述的稳定剂为硫磺，可以是升华硫、沉降硫和精制硫。所述的稀土促进剂为含有稀土金属离子的二硫代氨基甲酸盐类中的一种或几种混合物，所述稀土选自钕、铕、铈、镧中的至少一种。本专利技术的聚合物改性沥青的制备方法，包括如下内容：（1）将基质沥青、胶体结构调节组分分别加热熔化，按一定的调和比例混合，在150～160℃下，搅拌混合1～1.5小时，得到调和沥青；（2）步骤（1）制备的调和沥青，控制温度为150～160℃，加入SBS后剪切或研磨0.5～1.0小时，加入稳定剂和稀土促进剂，继续剪切或研磨0.5～1.0小时，之后升温到175～185℃，继续搅拌2～3h即可。步骤（2）中所述稳定剂和稀土促进剂的加入方式为分二次加入，第一次在所述加入SBS后剪切或研磨0.5～1.0小时，加入30%～60%的稳定剂和30%～60%的稀土促进剂，在所述继续剪切或研磨0.5～1.0小时，之后升温到175～185℃后，再加入剩余的稳定剂和稀土促进剂，继续搅拌2～3h即可。本专利技术同时提供了一种调和沥青，以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青15%～80%；优选30%～65%；胶体结构调节组分20%～85%；优选35%～70%。基质沥青为采用单一环烷基原油炼制的直馏沥青或减压渣油；基质沥青PI值：-1.5~-0.5，较好为-1.5~-1.2；Ic值：0.2~0.25，较好为0.24~0.25；基质沥青25℃针入度为100～1201/10mm，10℃延度大于150cm。胶体结构调节组分为采用单一中间基原油炼制的直馏沥青或减压渣油；胶体结构调节组分PI值：0.5～1.5，较好为0.8～1.0；25℃针入度为120～1401/10mm；胶体结构调节组分软化点大于44℃，60℃动力粘度大于150Pa·s。调和沥青的性质：PI值为-1.0~-0.5，较好为-0.8~-0.6；25℃针入度为150～2001/10mm，较好为160～1801/10mm；Ic值为0.25~0.35，较好为0.26~0.32，最好为0.29~0.32。所述调和沥青的制备方法，包括如下步骤：将基质沥青、胶体结构调节组分分别加热熔化，按所述调和比例混合，在150～160℃下，搅拌混合1～1.5小时，得到调和沥青。与现有技术相比，本专利技术具有如下特点：（1）本专利技术的胶体结构调节组分不同于传统的增容剂/相容剂，本专利技术的胶体结构调节组分最好为一种减压渣油，且专利技术人意外发现这种减压渣油与经特殊筛选的基质沥青两者之间不同于一般的沥青原料，混合后能够显著提高沥青的针入度。（2）本专利技术的胶体结构调节组分不仅能改变基质沥青的针入度，其组成上还能与基质沥青的组成相互互补，使调和后的沥青四组分匹配合理，易于改性。（3）传统的增容剂/相容剂为减压馏分油、抽出油等，在聚合物改性沥青中起针入度调节作用及溶胀SBS的作用，但减压馏分油、抽出油与石料的粘附性差。而本专利技术采用减压渣油代替传统的相容剂，可以提高改性沥青与石料的粘附性能，使改性沥青具有优良的使用性能。（4）稀土化合物在改进高分子材料加工和使用性能等方面具有独特的功效，并赋予高分子材料新的特殊功能。本专利技术将稀土促进剂与稳定剂配合，能很好地改善聚合物的交联速度，缩短聚合物改性沥青达到储存稳定的时间，减缓改性沥青在高温条件下的长时间老化，提高沥青的延伸性能。（5）本专利技术聚合物改性沥青相容性好、高低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能及路用性能优良，各项性能完全满足“SBS改性沥青本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物改性沥青，以质量百分数计，包括如下组分：调和沥青                92%～95%；SBS                     4%～6%；稳定剂                  0.5%～1.0%；稀土促进剂              0.5%～1.0%。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物改性沥青，以质量百分数计，包括如下组分：调和沥青92%～95%；SBS4%～6%；稳定剂0.5%～1.0%；稀土促进剂0.5%～1.0%。2.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青，其特征在于其中不含增容剂，所述增容剂优选为富含芳烃的馏分油，特别优选是抽出油。3.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述调和沥青，以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青15%～80%；优选30%～65%；胶体结构调节组分20%～85%；优选35%～70%。4.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述基质沥青为采用单一环烷基原油炼制的直馏沥青或减压渣油。5.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述基质沥青PI值：-1.5~-0.5，较好为-1.5~-1.2；Ic值：0.2~0.25，较好为0.24~0.25。6.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述基质沥青25℃针入度为100～1201/10mm，10℃延度大于150cm。7.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述的胶体结构调节组分为采用单一中间基原油炼制的直馏沥青或减压渣油。8.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述的胶体结构调节组分PI值：0.5～1.5，较好为0.8～1.0；25℃针入度为120～1401/10mm。9.根据权利要求3所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述的胶体结构调节组分软化点大于44℃，60℃动力粘度大于150Pa·s。10.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述调和沥青的性质：PI值为-1.0~-0.5，较好为-0.8~-0.6；25℃针入度为150～2001/10mm，较好为160～1801/10mm；Ic值为0.25~0.35，较好为0.26~0.32，最好为0.29~0.32。11.根据权利要求1所述的聚合物改性沥青，其特征在于所述的稳定剂为硫磺；所述的稀土促进剂为含有稀土金属离子的二硫代氨基甲酸盐类中的一种或几种混合物，所述稀土选自钕、铕、铈、镧中的至少一种。12.一种根据权利要求1-11任一项所述聚合物改性沥青的制备方法，包括如下内容：（1）将基质沥青、胶体结构调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建峰，宁爱民，郭皎河，刘树华，郭小圣，
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大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11