一种高粘高弹改性沥青配方及其制备方法组成比例

本发明专利技术涉及高粘高弹改性沥青，基质沥青：60～85％、SBS：5～14％、增粘剂：1～6％、增弹剂：5～20％、增塑剂：0.5～3％、分散剂：0.5～3％、稳定剂：0.5～2％。制备方法：对基质沥青加热使其完全融化，再将其他原料加入到基质沥青中，基质沥青加热至180～200℃，然后进行剪切，使其他原料均匀分散在基质沥青中，得到改性沥青；对改性沥青加热发育，即得高粘高弹改性沥青。本发明专利技术的有益效果为：具有优异的粘弹特性，SBS、增粘剂和增塑剂复合作用能显著提高沥青的粘性以及弹性，60℃动力粘度达到100000Pa

【技术实现步骤摘要】
一种高粘高弹改性沥青配方及其制备方法


[0001]本专利技术涉及道路工程材料
，具体涉及一种高粘高弹改性沥青及制备方法。

技术介绍

[0002]由于沥青混凝土路面良好的行车舒适性、优异的路用性能，以及建设速度快、维修方便等优点已使沥青路面成为高速公路主要路面形式，但是，随着经济的不断发展，交通量迅速增大、超载现象严重、极端气候条件频发，最终使得沥青路面出现了严重的早期病害，而这些病害的出现与沥青材料自身属性密切相关，基质沥青存在温度敏感性高、塑性工作区间小等固有缺点而不能够满足环境和交通作用，所以需对沥青进行相关改性以满足重交通和极端气候的性能要求。因此，近年来满足重载交通、桥梁隧道以及飞机场跑道等特殊工程使用要求的高粘高弹改性沥青得到不断研究和应用推广。
[0003]日本最早提出高粘高弹改性沥青的定义，指通过掺加高粘高弹改性剂或者物理改性的方式，动力粘度(60℃)大于20000Pa
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s，弹性恢复(25℃)大于85％的沥青结合料。与普通改性沥青相比，高粘度沥青通常具有粘度高、粘韧性高、软化点高等特点。高粘高弹沥青与集料具有较强的粘结性，显著提高沥青混合料的抗剥落能力和抗水损害性能，同时具有优良的低温柔软性，可以抵御低温裂缩和弯曲形变疲劳裂缝的产生。因此，高粘改性沥青主要用于开级配沥青混合料(OGFC)，此外也广泛应用于钢桥面铺装、水泥路面加铺沥青混凝土、应力吸收层等方面。
[0004]目前，高粘沥青的生产和制备工艺在我国已经趋于成熟，专利CN113861708A公开了一种高粘高弹改性沥青及其制备方法，采用基质沥青、抗老化剂、改性剂、结合剂、稳定剂制备了一种耐老化型高粘高弹改性沥青。专利CN113004707A公开了一种用于高粘高弹沥青的添加剂及其制备方法，采用以热塑性弹性体为主材，添加石油树脂、萜烯树脂、萜烯酚醛树脂作为增粘树脂，添加乙烯
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醋酸乙烯共聚物作为增强剂与相容剂，制备了一种高粘高弹沥青的添加剂。专利CN109722047A公开了一种高粘高弹改性沥青及制备方法，采用基质沥青、改性剂、稳定剂、高聚物、抗老化剂、合成酯类增塑剂、添加剂和剩余量水组成，但制备的沥青高温性能会有所降低。
[0005]虽然高粘高弹改性沥青得到了大量的研究，但随着经济的不断发展，交通量迅速增大、超载现象严重、极端气候条件频发，粘度仅仅大于20 000Pa
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s的沥青已经不能满足现有交通需求。如载重量较大的道路路段、桥隧道路或者机场路面，需要使用黏度更高、弹性恢复能力更好的特殊沥青，以此来解决重载交通、沥青路面开裂、车辙、水损坏等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种高粘高弹改性沥青及制备方法，该改性沥青具有优异的粘弹性，动力粘度＞100000Pa
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s，弹性恢复率＞85％，且制备的混合料具有高韧性、高耐久性、抗水损害性能和低温抗开裂性能强。
[0007]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种高粘高弹改性沥青，原料组分及其质量百分比为：
[0008]基质沥青：60％～85％、SBS：5％～14％、增粘剂：1％～6％、增弹剂：5％～20％、增塑剂：0.5％～3％、分散剂：0.5％～3％、稳定剂：0.5％～2％。
[0009]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，基质沥青为道路石油沥青。
[0011]更进一步，基质沥青为70#沥青。
[0012]进一步，SBS(苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物)为SBS791、SBS791E、SBS792、SBS792E和SBR中的至少一种；SBS拥有显著熔融的特点，在高温高速剪切下能形成稳定网状结构，且粘度远高于同分子质量的其它聚合物，所以SBS类材料是制备高粘度改性沥青的优质改性主材。
[0013]进一步，增粘剂为石油树脂、松香树脂、萜烯树脂、水性增粘乳液、水性增粘树脂和增粘粉中的至少一种；增粘剂与SBS、SIS、EVA、橡胶粉等具有良好的溶解性、相容性、耐候性和增粘效果。
[0014]进一步，增弹剂为废旧轮胎橡胶粉、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和乙烯
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醋酸乙烯共聚物(EVA)中的至少一种；增弹剂在一定的温度下可以在沥青中溶胀、分散，但仍然保持着固体颗粒的核心，可提高沥青的抗冲击强度和可塑性。
[0015]进一步，增塑剂为邻苯二甲酸酯(PAEs)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)中的至少一种；增塑剂能有效改善树脂类、SBS类、橡胶类材料和沥青的相容性与可塑性，在一定程度上改善了沥青的韧性，提高沥青的粘弹性能。
[0016]进一步，分散剂为废旧轮胎热解油、催化裂化油浆(FCCO)、芳烃油(AO)、废生物油(WO)、糠醛抽出油(FEO)和植物油中的至少一种。
[0017]进一步，稳定剂包括反应型稳定剂和非反应型稳定剂，反应型稳定剂为硫磺、一氯化硫、促进剂TMTD或过氧化苯甲酰，非反应型稳定剂为有机纳米黏土、纳米蒙脱土、纳米二氧化硅或纳米碳；稳定剂在一定的机械剪切和热氧条件下能产生活性游离基，与SBS、橡胶、树脂等聚合物分子链和沥青活性官能团发生交联接枝反应，形成接枝共聚物，从而使聚合物与沥青形成稳定的空间结构，提高沥青的粘弹性能。
[0018]基于上述技术方案，本专利技术还提供一种高粘高弹改性沥青的制备方法，具体步骤如下：
[0019]S01、对基质沥青加热使其完全融化，再按少量多次原则将其他原料加入到基质沥青中，基质沥青加热至180℃～200℃；
[0020]S02、用8000r/min～10000r/min的剪切速率对混合料进行剪切，使其他原料初步溶于基质沥青中；
[0021]S03、用4000r/min～6000r/min的剪切速率对混合料进行剪切，使其他原料均匀分散在基质沥青中，得到改性沥青；
[0022]S04、对改性沥青加热发育，使其充分溶胀发育，即可制得高粘高弹改性沥青。
[0023]进一步，S01中对基质沥青加热使其完全融化所采用的温度为135℃。
[0024]进一步，S02中剪切时间为15min。
[0025]进一步，S03中剪切时间为45min。
[0026]进一步，S04中加热温度为165℃，发育时间为1.5h～2h。
[0027]各原料的交联复合作用，形成了高粘高弹改性沥青，以SBS类高分子材料为主材，在高温高速剪切下能形成稳定网状结构；增粘剂与SBS、SIS、EVA、橡胶粉等高分子材料相互交融，起到增粘效果；橡胶类增弹剂在一定的温度下可以在沥青中溶胀、分散，但仍然保持着固体颗粒的核心，可提高沥青的抗冲击强度和可塑性，大幅度提升沥青的弹性；增塑剂能有效改善树脂类、SBS类、橡胶类材料和沥青的相容性与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，原料组分及其质量百分比为：基质沥青：60％～85％、SBS：5％～14％、增粘剂：1％～6％、增弹剂：5％～20％、增塑剂：0.5％～3％、分散剂：0.5％～3％、稳定剂：0.5％～2％。2.根据权利要求1所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为道路石油沥青。3.根据权利要求2所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为70#沥青。4.根据权利要求1所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述SBS为SBS791、SBS791 E、SBS792、SBS792E和SBR中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述增粘剂为石油树脂、松香树脂、萜烯树脂、水性增粘乳液、水性增粘树脂和增粘粉中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述增弹剂为废旧轮胎橡胶粉、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和乙烯
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醋酸乙烯共聚物中的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种高粘高弹改性沥青，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元元，蒋港平，白桃，冯建林，熊峰，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：