一种高粘沥青添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高粘沥青添加剂及其制备方法。该添加剂按重量份计包括以下原料组分：SBS 100份，稳定剂及其包覆物3~10份，石油树脂20~45份，芳烃油10~45份；其中，稳定剂为硫磺及可选择性加入的多硫化物，所述包覆物为脲醛树脂。本发明专利技术高粘改性沥青添加剂可显著提高沥青的粘度，使用方便，同时可增加沥青与集料的粘附性，有效提高了沥青混凝土的抗水损害性能，而且添加剂与沥青具有非常好的相容性和均匀分散性。

【技术实现步骤摘要】
一种高粘沥青添加剂及其制备方法
本专利技术涉及一种沥青添加剂及其制备方法，特别涉及一种高粘沥青添加剂及其制备方法。
技术介绍
高粘沥青一般指60℃动力粘度大于20000Pa·s的沥青，适用于开级配抗滑磨耗层（OGFC）等路面的应用。由于具有较大的空隙率，OGFC路面具有很好的排水、降噪、防滑性能。但是大空隙率的结构特性也导致了沥青与空气和紫外光的接触面积增大，加速了沥青的老化，缩短了路面的使用寿命。目前，高粘度沥青主要通过在沥青中添加聚合物制得，可显著改善沥青的高、低温性能，提高沥青的粘度，但是存在聚合物分散不均匀，相容性不好等问题。目前，利用高粘添加剂制备稳定的高粘沥青主要有两种方式：（1）将高粘添加剂剪切于沥青中，同时额外添加稳定剂；（2）将本身含稳定剂的高粘添加剂剪切于沥青中。前者需额外添加稳定剂，增加操作步骤，且气味大；后者目前多直接将稳定剂掺加到高粘添加剂中，易造成聚合物的提前交联，不利于在沥青中的均匀分散。CN102838874A公开了一种沥青改性剂、改性沥青以及沥青混合料。该高粘沥青改性剂由废旧轮胎胶粉、聚乙烯废弃物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、萜烯树脂、溶剂油、醇醚羧酸盐等组成。该改性剂制得的改性沥青具有较好的高、低温性能和水稳定性。但其所用废旧轮胎胶粉仍存在与沥青相容性不好的问题。CN101177534A公开了一种高粘沥青改性剂。该高粘沥青改性剂由热塑性弹性体、橡胶类聚合物、热塑性树脂、硫化剂等组成。该高粘沥青改性剂来源广泛、生产工艺简单，但存在热塑性弹性体提前交联的问题，不利于其在沥青中的均匀分散。综上，现有技术虽然可在一定程度上提高沥青的粘度，但都没有克服高粘沥青改性剂使用不方便、聚合物提前交联、聚合物相容性不好的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术目的在于提供一种高粘沥青添加剂及其制备方法。本专利技术研制一种高粘改性沥青添加剂用以提高沥青的粘度，并且克服使用不方便的问题。同时本专利技术的另一目的还在于增加沥青与集料的粘附性，有效提高沥青混凝土的抗水损害性能，而且添加剂与沥青具有非常好的相容性和均匀分散性。本专利技术提供了一种高粘沥青添加剂，按重量份计包括以下原料组分：SBS：100份；稳定剂及其包覆物：3~10份；石油树脂：20~45份；芳烃油：10~45份；所述稳定剂为硫磺及可选择性加入的多硫化物，所述包覆物为脲醛树脂。包覆物与稳定剂的重量比例为（1~10）：1，优选为（2~5）：1。所述稳定剂优选为硫磺和多硫化物的混合物。其中硫磺和多硫化物的比例为（1~5）：1，优选为（1~3）：1。所述多硫化物为二芳基二硫化物、二甲基二硫化物、甲乙二硫醚中的一种或几种。其中，所述稳定剂及其包覆物为颗粒状，颗粒直径为80~150微米，优选100~150微米；包覆物颗粒壁材厚度2~6微米，优选为3~5微米。所述SBS为线型结构，分子量为5~25万。所述石油树脂为碳五石油树脂，其软化点为90~120℃。所述芳烃油中，芳香烃的重量含量为40%~80%。所述的芳烃油为一种富含芳烃的组分，可源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油，比如糠醛精制抽出油、酚精制抽出油等。本专利技术还提供了一种如上述的高粘沥青添加剂的制备方法，其包括如下步骤：（1）制备稳定剂悬浮液；（2）将尿素和甲醛溶液混合，形成脲醛树脂预聚物；（3）将稳定剂悬浮液加入脲醛树脂预聚物中，得到稳定剂及其包覆物；（4）将SBS、石油树脂、芳烃油、稳定剂及其包覆物混合均匀后，经挤出机共混挤出、造粒，得到高粘沥青添加剂。在步骤（1）中，所述制备稳定剂悬浮液为将稳定剂剪切分散于十二烷基磺酸钠和明胶的水溶液中。所述稳定剂、十二烷基磺酸钠、明胶、水的重量比例为（3~10）：（0.01~3）：（0.5~5）：50，优选为（5~8）：（0.05~1）：（1~3）：50。所述剪切转速为3000~5000rpm，时间为1~2h。所述稳定剂为硫磺及可选择性加入的多硫化物，所述包覆物为脲醛树脂。包覆物与稳定剂的重量比例为（1~10）：1，优选为（2~5）：1。所述稳定剂优选为硫磺和多硫化物的混合物。其中硫磺和多硫化物的比例为（2~5）：1，优选为（1~3）：1。所述多硫化物为二芳基二硫化物、二甲基二硫化物、甲乙二硫醚中的一种或几种。在步骤（2）中，尿素和甲醛溶液的质量比为1：（2~3）。甲醛溶液的质量分数为25%~50%，优选37%。尿素和甲醛溶液混合后，用三乙醇胺调节pH至7.5~9.5，搅拌形成脲醛树脂预聚物。搅拌条件为：搅拌温度为60℃~70℃，搅拌速度为300~500rpm，搅拌时间为1~3h。在步骤（3）中，所述稳定剂与尿素的重量比例为（1～4）：1，优选为（2～3）：1。步骤（3）中将稳定剂悬浮液加入脲醛树脂预聚物中后，用稀盐酸调节pH至2~3，搅拌，冷却后再经过滤、洗涤、干燥，得到稳定剂及其包覆物。搅拌条件为：搅拌温度为60~70℃，搅拌速度为300~500rpm，搅拌时间为2~3h。所述的过滤、洗涤、干燥均可以采用常规方法。洗涤可以用乙醇等溶剂进行洗涤，干燥使溶剂挥发掉即可，干燥的温度可以为50~80℃，时间为3~5h。在步骤（4）中，所述挤出在挤出机中进行。所述挤出机可以采用常规使用的挤出机。由于本专利技术挤出物中含有稳定剂及其包覆物颗粒，为了避免在挤出过程中对稳定剂及其包覆物颗粒造成破坏，优选挤出温度为110~140℃。本专利技术挤出机优选为螺杆挤出机，螺杆转速为30~150r/min。进一步优选为双螺杆挤出机，两根螺杆在机筒内相互平行。挤出机机筒内的温度优选采用多段控制，如挤出机的机筒可分为八个温度段，具体操作条件：一段110~120℃；二段115~125℃；三段120~130℃；四段120~130℃；五段125~135℃；六段130~140℃；七段125~135℃；八段120~130℃。与现有技术相比，本专利技术的高粘沥青添加剂及其制备方法具有如下优点：（1）本专利技术将稳定剂包覆后添加于高粘改性沥青添加剂中，不仅使用方便，避免额外添加稳定剂步骤，而且将稳定剂与SBS隔离开来，避免了SBS的提前交联，有助于高粘添加剂在沥青中的均匀分散。在硫磺和多硫化物的协同作用下，改性沥青具有更好的稳定性和分散性。（2）稳定剂及其包覆物囊壁材料为脲醛树脂，不仅起到隔离作用，还可增加粘附性，与石油树脂协同作用，可增加沥青与集料的粘附性，有效提高沥青混凝土的抗水损害性能。（3）本专利技术高粘沥青添加剂可显著提高沥青的粘度，不仅可以直接加入沥青中制备高粘改性沥青，还可在混合料拌和过程中加入，施工方便，使用简单。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术的技术方案，但这些实施例不能限制本专利技术。实施例1（1）2.5重量份硫磺、2.5重量份二芳基二硫化物、0.05重量份十二烷基磺酸钠、1重量份明胶加入50重量份水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高粘沥青添加剂，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：/nSBS：100份；/n稳定剂及其包覆物：3~10份；/n石油树脂：20~45份；/n芳烃油：10~45份；/n所述稳定剂为硫磺及可选择性加入的多硫化物，所述包覆物为脲醛树脂。/n

【技术特征摘要】
1.一种高粘沥青添加剂，其特征在于，按重量份计，包括以下原料组分：
SBS：100份；
稳定剂及其包覆物：3~10份；
石油树脂：20~45份；
芳烃油：10~45份；
所述稳定剂为硫磺及可选择性加入的多硫化物，所述包覆物为脲醛树脂。


2.根据权利要求1所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述包覆物与稳定剂的重量比例为（1~10）：1，优选为（2~5）：1。


3.根据权利要求1所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述稳定剂为硫磺和多硫化物的混合物，其中硫磺和多硫化物的比例为（1~5）：1，优选为（1~3）：1。


4.根据权利要求3所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述多硫化物为二芳基二硫化物、二甲基二硫化物、甲乙二硫醚中的一种或几种。


5.根据权利要求1-4中任意一项所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述稳定剂及其包覆物为颗粒状，颗粒直径为80~150微米，优选100~150微米；包覆物颗粒壁材厚度2~6微米，优选为3~5微米。


6.根据权利要求1所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述SBS为线型结构，分子量为5~25万。


7.根据权利要求1所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述石油树脂为碳五石油树脂，其软化点为90~120℃。


8.根据权利要求1所述的高粘沥青添加剂，其特征在于，所述芳烃油中，芳香烃的重量含量为40%~80%。


9.一种权利要求1-8任一所述高粘沥青添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备稳定剂悬浮液；
（2）将尿素和甲醛溶液混合，形成脲醛树脂预聚物；
（3）将稳定剂悬浮液加入脲醛树脂预聚物中，得到稳定剂及其包覆物；
（4）将SBS、石油树脂、芳烃油、稳定剂及其包覆物混合均匀后，经挤出机共混挤出、造粒，得到高粘沥青添加剂。


10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述制备稳定剂悬浮液为将稳定剂剪切分散于十二烷基磺酸钠和明胶的水溶液中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乐春，陈保莲，范思远，陈杰，李臣泽，李志军，宁爱民，程国香，
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