【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种沥青材料及其制备方法，具体涉及一种改性沥青材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、赛车场赛道用改性沥青与传统道路用改性沥青不同，对高低温性能、储存稳定性等都有更高的要求。以宁波f2赛道为例，其面层用沥青要求以基质沥青含量计，sbs加量不小于5.0％，软化点不小于75℃，25℃针入度不大于650.1mm，不仅老化前后5℃延度、离析等指标要求远高于i-d级改性沥青，还新增了25℃延度大于100cm等i-d级改性沥青不作要求的指标，将要建设的成都f1赛道进一步提高了对软化点、针入度等指标的要求。
2、另外，赛道用改性沥青还新增了短期老化前后软化点变化的指标，国内外对此方面的研究较少。通常要求短期老化后软化点上升不大于8℃，软化点下降不大于2℃，该要求是开发赛道用改性沥青的难点。经研究，sbs改性沥青经短期老化后更容易出现软化点下降的现象，且下降幅度大于2℃。改性沥青老化后软化点的变化主要由基质沥青性质、sbs交联程度、网络结构稳定性、sbs老化降解程度等众多因素共同决定，且软化点变化与其他指标较难兼顾，这使得赛道用改性沥青的制备难度极大提高。
3、cn105038280b公开了一种sbs改性沥青及其制备方法，该方法以多聚磷酸代替部分sbs改性剂对沥青进行改性，虽然一定程度降低了改性成本，但是低温延度和软化点都较低，且软化点变化过大。另外，赛道用改性沥青对sbs改性剂加量进行了限定，不能用多聚磷酸来替代。
4、cn112300586a公开了一种sbs改性沥青稳定剂和sbs改性沥青，该
5、综上，以上方法在制备改性沥青时难以对改性沥青的高温稳定性和低温延伸性进行兼顾，且无法解决高sbs掺量下软化点变化过大的问题，制备得到的改性沥青不能满足赛道沥青指标的要求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种改性沥青及其制备方法和应用。本专利技术的改性沥青储存稳定性好，经薄膜烘箱老化后，软化点降低小于2℃，延度、针入度等性能都满足赛道沥青的技术指标。
2、本专利技术第一方面提供了一种改性沥青，按重量份计，包括以下原料组分：
3、基质沥青：100份；
4、相容剂：3～6份，优选为3.5～5份；
5、复合sbs改性剂：5～7份，优选为5～6.2份；
6、改性助剂：0.5～2份，优选为0.5～1.5份；
7、稳定剂：0.1～0.4份，优选为0.15～0.3份；
8、所述相容剂为溶剂脱沥青后得到的胶质；
9、所述复合sbs改性剂为经过预降解挤出处理的sbs改性剂。
10、所述基质沥青的性质包括：25℃针入度为80～85 0.1mm、软化点为42℃～48℃、60℃动力粘度为155pa·s～165pa·s、10℃残留延度为10cm～15cm，以质量分数计，饱和分占13.1％～16.4％、芳香分占49.6％～54.5％、胶质占22.4％～27.1％、沥青质占7.3％～12.1％。
11、所述基质沥青优选为沙中原油、科威特原油、巴士拉原油中的一种或几种经常减压蒸馏所得。
12、所述相容剂为经本领域常规的溶剂脱沥青工艺得到的胶质。
13、所述相容剂的性质包括：100℃运动黏度为50mm2/s～65mm2/s，闪点为206℃～220℃，以质量分数计，饱和分占30％～42％、芳香分占48％～57％、胶质占8％～13％，沥青质含量小于2％；重均分子量为1990～2140，分子量分布宽度为1.6～3.7。
14、所述复合sbs改性剂，包括线性sbs改性剂和星型sbs改性剂。其中线型sbs改性剂占复合sbs改性剂总质量的45％～70％。
15、所述预降解挤出处理的方法包括：将线性sbs改性剂和星型sbs改性剂投入研磨机中，剪切研磨，并挤出造粒，即得到复合sbs改性剂。
16、所述线型sbs改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为12～20：80～88、拉伸强度为280～350kg/cm2、扯断伸长率为800％～910％、邵氏硬度为75±6ha。
17、所述星型sbs改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为35～45：55～65、拉伸强度为200～300kg/cm2、扯断伸长率为720％～800％、邵氏硬度为90±5ha。
18、所述改性助剂为反应性弹性体三元共聚物ret，其外观是透明粒状晶体，密度为0.5～0.8g/cm3，熔融温度为72℃～80℃。
19、所述稳定剂包括单质硫，同时还含有四甲基秋兰姆二硫化物、吗啉基二硫化物、氯化铁、氧化铁、氯化亚铁、氯化铜、纳米氧化锌、蒙脱土、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯中的至少一种。
20、本专利技术第二方面提供了一种上述改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
21、(1)经预降解挤出处理制备复合sbs改性剂；
22、(2)将部分复合sbs改性剂添加到相容剂中，经剪切、发育后备用；
23、(3)将基质沥青加热至熔融状态，添加剩余部分复合sbs改性剂，剪切，剪切结束后加入步骤(2)制备的物料，搅拌发育；
24、(4)向步骤(3)所得物料中加入稳定剂，继续搅拌发育；
25、(5)将步骤(4)所得物料中加入改性助剂，搅拌发育，得到改性沥青。
26、步骤(1)中，复合sbs改性剂的制备过程如下：
27、将线性sbs改性剂和星型sbs改性剂投入研磨机中，剪切研磨，并挤出造粒，即得到复合sbs改性剂。
28、步骤(1)中，所述剪切研磨的温度为120℃～150℃，优选为125℃～146℃。剪切研磨的时间为20～40min。所述挤出造粒优选采用双螺杆挤出机。所述挤出次数为1～5次，优选为3次，第一次挤出温度为120℃～130℃，螺杆转速在180～300r/min，第二次挤出温度为130℃～140℃之间，螺杆转速在320～450r/min，第三次挤出温度为145℃～160℃之间，螺杆转速在500～650r/min，其中，后一次的挤出温度高于前一次的挤出温度。
29、步骤(2)中，所述部分复合sbs改性剂的用量为总复合改性剂重量的30％～70％，优选为40％～65％。所述剪切速率为3000～5000r/min，优选为3000～4500r/min，剪切的时间为20～40min，剪切时所需温度为120℃～145℃，优选为125℃～135℃。所述发育为静置发育即可，所述发育的温度为130℃～145℃，发育的时间为4h～8h。
30、步骤(3)中，所述基质沥青加热的温度为130～145℃；所述剪切和搅拌发育均在保护气下进行，优选地，所述保护气为惰性气体和/或n2。所述剪切的速率为4000～6000r/min，优选为4本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种改性沥青，按重量份计，包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述基质沥青的性质包括：25℃针入度为80～85 0.1mm、软化点为42℃～48℃、60℃动力粘度为155Pa·s～165Pa·s、10℃残留延度为10cm～15cm，以质量分数计，饱和分占13.1％～16.4％、芳香分占49.6％～54.5％、胶质占22.4％～27.1％、沥青质占7.3％～12.1％。
3.根据权利要求1或2所述的改性沥青，其特征在于：所述基质沥青为沙中原油、科威特原油、巴士拉原油中的一种或几种经常减压蒸馏所得。
4.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述相容剂的性质包括：100℃运动黏度为50mm2/s～65mm2/s，闪点为206℃～220℃，以质量分数计，饱和分占30％～42％、芳香分占48％～57％、胶质占8％～13％，沥青质含量小于2％；重均分子量为1990～2140，分子量分布宽度为1.6～3.7。
5.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述复合SBS改性剂，包括线性SBS改性剂和星型SB
6.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述预降解挤出处理的方法包括：将线性SBS改性剂和星型SBS改性剂投入研磨机中，剪切研磨，并挤出造粒，即得到复合SBS改性剂。
7.根据权利要求5或6所述的改性沥青，其特征在于：所述线型SBS改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为12～20：80～88，拉伸强度为280～350kg/cm2，扯断伸长率为800％～910％，邵氏硬度为75±6HA；和/或，所述星型SBS改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为35～45：55～65，拉伸强度为200～300kg/cm2，扯断伸长率为720％～800％，邵氏硬度为90±5HA。
8.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述改性助剂为反应性弹性体三元共聚物RET，其外观是透明粒状晶体，密度为0.5～0.8g/cm3，熔融温度为72℃～80℃。
9.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述稳定剂为单质硫、四甲基秋兰姆二硫化物、吗啉基二硫化物、氯化铁、氧化铁、氯化亚铁、氯化铜、纳米氧化锌、蒙脱土、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯中的一种或几种组合。
10.根据权利要求1-9任一所述改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，将线性SBS改性剂和星型SBS改性剂投入研磨机中，剪切研磨，并挤出造粒，即得到复合SBS改性剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述剪切研磨的温度为120℃～150℃，优选为125℃～146℃；剪切研磨的时间为20～40min；所述挤出造粒优选采用双螺杆挤出机；所述挤出次数为1～5次，优选为3次，第一次挤出温度为120℃～130℃，螺杆转速在180～300r/min，第二次挤出温度为130℃～140℃之间，螺杆转速在320～450r/min，第三次挤出温度为145℃～160℃之间，螺杆转速在500～650r/min，其中，后一次的挤出温度高于前一次的挤出温度。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述部分复合SBS改性剂的用量为总复合改性剂重量的30％～70％，优选为40％～65％；所述剪切速率为3000～5000r/min，优选为3000～4500r/min，剪切的时间为20～40min，剪切时所需温度为120℃～145℃，优选为125℃～135℃；所述发育为静置发育，所述发育的温度为130℃～145℃，发育的时间为4h～8h。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述基质沥青加热的温度为130～145℃；所述剪切和搅拌发育均在保护气下进行，优选地，所述保护气为惰性气体和/或N2；所述剪切的速率为4000～6000r/min，优选为4000～5500r/min，剪切的时间为60～80min，剪切时所需温度为170～185℃；所述搅拌速度为600～800r/min，所述发育的时间为20min～40min，发育的温度为150℃～195℃，优选为170℃～180℃。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述稳定剂优选分次加入，每次加入时中间间隔20min～40min；所述搅拌速度为600～800r/min，发育的时间为3h～4h，发育的温度为1...
【技术特征摘要】
1.一种改性沥青，按重量份计，包括以下原料组分：
2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述基质沥青的性质包括：25℃针入度为80～85 0.1mm、软化点为42℃～48℃、60℃动力粘度为155pa·s～165pa·s、10℃残留延度为10cm～15cm，以质量分数计，饱和分占13.1％～16.4％、芳香分占49.6％～54.5％、胶质占22.4％～27.1％、沥青质占7.3％～12.1％。
3.根据权利要求1或2所述的改性沥青，其特征在于：所述基质沥青为沙中原油、科威特原油、巴士拉原油中的一种或几种经常减压蒸馏所得。
4.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述相容剂的性质包括：100℃运动黏度为50mm2/s～65mm2/s，闪点为206℃～220℃，以质量分数计，饱和分占30％～42％、芳香分占48％～57％、胶质占8％～13％，沥青质含量小于2％；重均分子量为1990～2140，分子量分布宽度为1.6～3.7。
5.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述复合sbs改性剂，包括线性sbs改性剂和星型sbs改性剂；其中所述线型sbs改性剂占复合sbs改性剂总质量的45％～70％。
6.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述预降解挤出处理的方法包括：将线性sbs改性剂和星型sbs改性剂投入研磨机中，剪切研磨，并挤出造粒，即得到复合sbs改性剂。
7.根据权利要求5或6所述的改性沥青，其特征在于：所述线型sbs改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为12～20：80～88，拉伸强度为280～350kg/cm2，扯断伸长率为800％～910％，邵氏硬度为75±6ha；和/或，所述星型sbs改性剂具有如下性质：所含苯乙烯与丁二烯的质量含量比为35～45：55～65，拉伸强度为200～300kg/cm2，扯断伸长率为720％～800％，邵氏硬度为90±5ha。
8.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述改性助剂为反应性弹性体三元共聚物ret，其外观是透明粒状晶体，密度为0.5～0.8g/cm3，熔融温度为72℃～80℃。
9.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述稳定剂为单质硫、四甲基秋兰姆二硫化物、吗啉基二硫化物、氯化铁、氧化铁、氯化亚铁、氯化铜、纳米氧化锌、蒙脱土、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷醇酯中的一种或几种组合。
10.根据权利要求1-9任一所述改性沥青的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘成，傅丽，刘树华，张建峰，徐青柏，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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