一种改性沥青及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种改性沥青及其制备方法与应用，属于改性沥青技术领域，按质量份计包括沥青基料85

【技术实现步骤摘要】
一种改性沥青及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于改性沥青
，具体涉及一种改性沥青及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]沥青主要可分为煤焦油沥青、石油沥青和天然沥青三种。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体中的一种，一般以液体或半固体的石油形态存在，可溶于二硫化碳、四氯化碳。其中煤焦油沥青是煤焦油加工的主要产品之一，是煤焦油蒸馏提取馏分后的残留物；石油沥青是原油加工过程中的一种产品，其性质和组成随原油来源和生产方法的不同而变化；天然沥青是石油在自然界长期受地壳积压并与空气、水接触逐渐变化而形成的，以天然形态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶、铺筑路面等，市场需求大。
[0003]根据沥青的用途的不同，原料的沥青可能无法满足相应的使用要求，所以需要对原料沥青进行改性。改性沥青一般是添加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等改性剂，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使原料沥青的性能得以改善。
[0004]在铺筑路面应用方面，主要应用的是石油沥青，由于现代公路车流量的增加，对沥青的性能要求也更加严格，沥青混合料具有一定的孔隙，路面的雨水进入并滞留在沥青混合料的孔隙中，在行车载荷的作用下，孔隙内的水会形成动水压力，不断地冲刷沥青混合料，当沥青与石料粘结性不强时，沥青基料与石料将会出现剥离，从而使路面松散，出现凹陷、坑槽等，需要提升其抗水损害性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种改性沥青及其制备方法与应用，以解决
技术介绍
中的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种改性沥青，按质量份计，包括沥青基料85
‑
90份、橡胶沥青改性剂颗粒10
‑
20份、橡胶油1
‑
3份、石油树脂3
‑
5份和纳米碳酸钙0.5
‑
1.5份。
[0008]一种改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0009]将沥青基料在160
‑
180℃的条件下加热熔融，然后加入橡胶沥青改性剂颗粒，经过高速剪切后，在200
‑
500r/min的条件下搅拌10
‑
15min；然后将橡胶油、石油树脂和纳米碳酸钙加入其中，升温至165
‑
170℃后保温并且在2500
‑
3000r/min的条件下搅拌30
‑
60min，得到改性沥青。
[0010]上述改性沥青应用于铺筑路面。
[0011]进一步地，橡胶沥青改性剂颗粒通过如下步骤制备：
[0012]步骤一：将N,N'
‑
二环己基碳酰亚胺和4
‑
二甲氨基吡啶用二甲基亚砜溶解，得到催化剂溶液；向烧瓶中加入二甲基亚砜、壳聚糖和3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸，在氮气保护的条件下搅拌20
‑
30min，然后滴加催化剂溶液，在25
‑
30℃的条件下搅拌反应46
‑
50h，然后将反应产物过滤，收集滤液，用乙醚萃取分液并收集下层液体，将下层液体用去离子水洗涤2
‑
3次，然后在40
‑
50℃的条件下真空干燥，得到壳聚糖基橡胶助剂。
[0013]步骤二：将反式
‑
1,4
‑
聚异戊二烯橡胶和SBR生胶在开炼机中薄通4
‑
5次，然后加入氧化锌、炭黑、分散剂和壳聚糖基橡胶助剂，在70
‑
80℃和60
‑
80r/min的条件下混炼60min，再加入硫磺继续混炼3
‑
5min，然后在25
‑
30℃的条件下硫化20
‑
24h，得到硫化橡胶，最后将硫化橡胶粉碎，得到粒径为5
‑
20mm的橡胶沥青改性剂颗粒。
[0014]进一步地，N,N'
‑
二环己基碳酰亚胺、4
‑
二甲氨基吡啶和二甲基亚砜的用量比为30g：1.75g：60mL。
[0015]进一步地，二甲基亚砜、壳聚糖和3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸和催化剂溶液的用量比为200mL：3g：10g：30mL。
[0016]进一步地，反式
‑
1,4
‑
聚异戊二烯橡胶、SBR生胶、氧化锌、炭黑、分散剂和壳聚糖基橡胶助剂和硫磺的用量比为20g：80g：5g：15
‑
25g：2
‑
3g：3
‑
4g：0.5g。
[0017]进一步地，分散剂通过如下步骤制备：
[0018]步骤1：向烧瓶中加入油酸、羟乙基乙二胺和二甲苯，搅拌均匀后在145
‑
150℃的条件下反应3
‑
4h，然后升高温度至210
‑
220℃继续反应4
‑
5h，最后将反应产物减压蒸馏得到中间体1；
[0019]步骤2：将中间体1和氢氧化钾加入反应釜中，然后通入环氧乙烷使反应釜内压力为0.2
±
0.2MPa，在125
‑
130℃的条件下进行聚合反应，待反应釜内压力降至0后保温20
‑
30min，得到羟值为19.82
‑
20.03mgKOH/g的聚烷氧基化咪唑啉，即分散剂。
[0020]进一步地，油酸、羟乙基乙二胺和二甲苯的用量比为280g：104g：100
‑
130g。
[0021]进一步地，中间体1和氢氧化钠和环氧己烷的用量比为1000g：3g。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术改性沥青和矿料制备成沥青混合料并铺筑于路面后，具有良好的抗形变和抗车辙能力。纳米碳酸钙具有较大的比表面积，纳米碳酸钙能够增加改性沥青的粘度，在掺杂矿料制备成沥青混合料时，有助于增加矿料表面的沥青厚度，有助于提高改性沥青与矿料之间的粘附力。橡胶沥青改性剂颗粒橡胶沥青改性剂颗粒有助于增加沥青的粘度和软化点，并且保留了硫化橡胶的韧性和弹性，而且具有良好的抗老化能力，长时间使用后不易开裂，有助于保证铺筑后路面的使用寿命。
[0024]橡胶沥青改性剂的原料包括反式
‑
1,4
‑
聚异戊二烯橡胶和SBR生胶，SBR能够增加沥青的低温延展性、低温抗开裂性能，满足寒冷天气使用，并且有助于降低沥青的温度敏感性，其中壳聚糖基橡胶助剂有助于促进共混后的橡胶的硫化，从而减少硫化机的用量，有利于减少环境污染，还可以增加硫化橡胶的耐老化性能；反式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性沥青，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：沥青基料85
‑
90份、橡胶沥青改性剂颗粒10
‑
20份、橡胶油1
‑
3份、石油树脂3
‑
5份和纳米碳酸钙0.5
‑
1.5份；所述橡胶沥青改性剂颗粒通过如下步骤制备：步骤一：将N,N'
‑
二环己基碳酰亚胺和4
‑
二甲氨基吡啶用二甲基亚砜溶解，得到催化剂溶液；将二甲基亚砜、壳聚糖和3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸在氮气保护下搅拌20
‑
30min，加入催化剂溶液后在25
‑
30℃的条件下搅拌反应46
‑
50h，过滤并收集滤液，萃取，洗涤，干燥，得到壳聚糖基橡胶助剂；步骤二：将反式
‑
1,4
‑
聚异戊二烯橡胶和SBR生胶薄通4
‑
5次，然后加入氧化锌、炭黑、分散剂和壳聚糖基橡胶助剂，在70
‑
80℃和60
‑
80r/min的条件下混炼60min，加入硫磺继续混炼3
‑
5min，在25
‑
30℃的条件下硫化20
‑
24h得到硫化橡胶，粉碎，得到橡胶沥青改性剂颗粒。2.根据权利要求1所述的一种改性沥青，其特征在于，步骤一中所述N,N'
‑
二环己基碳酰亚胺、4
‑
二甲氨基吡啶和二甲基亚砜的用量比为30g：1.75g：60mL。3.根据权利要求1所述的一种改性沥青，其特征在于，步骤一中所述二甲基亚砜、壳聚糖和3
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸和催化剂溶液的用量比为200mL：3g：10g：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张向东，孔建国，
申请(专利权)人：湖南国盈新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：