一种沥青组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种沥青组合物及其制备方法。该沥青组合物包括：８０．０％～９９．７％的渣油和／或沥青、０．１％～３．５％的添加剂、０．２％～５．０％丁苯橡胶和０～１９％的抽出油，其中添加剂为尿素与马来酸酐的混合物。本发明专利技术的沥青组合物抗老化能力强，尤其是能明显延缓含丁苯橡胶沥青在高温储存期间的延度，尤其是薄膜烘箱试验后延度的下降速度，且所用的添加剂的成本较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种浙青组合物及其制备方法，特别是在高温储存条件下具有良好耐 老化性的改性浙青组合物及其制备方法。
技术介绍
Shell公司通过长期对浙青的路用性能与其性质之间关系的研究，认为低温延度 是浙青胶结料的三项最主要性能之一，反映了表示浙青的胶体稳定性和内聚力。一般来说， 浙青用户十分关心浙青的延度，尤其是薄膜烘箱试验后的低温延度(如10°c和15°C延度)。 一般认为，该延度表征了浙青与石料热拌合后的延度，作为道路浙青使用性能的重要指标 之一，其大小与路面开裂具有良好的相关性。橡胶类聚合物，尤其是丁苯橡胶是提高浙青低温延度的优异材料，只需少量加入 就可以大幅度提高浙青的低温延度，因此丁苯橡胶已成为目前提高浙青延度尤其是低温延 度的首选高分子材料。例如，在US 4130506中，向4°C延度为7cm的浙青中加入1 %的丁苯 橡胶，可以将其延度提高到150cm以上；在US5002987和US 6136899中，用少量低温聚合丁 苯橡胶胶乳也可以使浙青的4°C延度提高到150cm以上。浙青需要加热到一定温度以保持其长期处于流动状态，即浙青在使用前往往需要 很长的高温储存期。例如，炼油厂从浙青生产到销售需要在储罐中高温储存一定时间，以保 持产销衔接、应对市场供需变化；施工期间的坏天气或其他因素都会不可避免地延误施工 时间，也需要浙青在高温条件下储存一段时间。浙青在热储存期间不可避免地发生不可逆 热老化，主要表现为针入度下降、粘度上升、软化点提高和延度下降。在上述性质变化中，延 度尤其是薄膜烘箱后延度下降最快，而规范要求却很高，生产商又难以在生产过程中预留， 因此许多热储存时间较长的浙青在出厂或使用前的延度尤其是薄膜烘箱后10°c和15°C延 度不合格。众所周知，丁苯橡胶是不饱和橡胶，在长期高温环境下很容易降解。因此，依靠丁 苯橡胶提高延度的浙青，尤其是少量加入丁苯橡胶(例如左右)的浙青，高温储存期间 的延度尤其是薄膜烘箱后10°c和15°c延度下降的速度很快。浙青的老化分三个阶段，即热储存期间的老化、与骨料热拌和期间的老化和在工 程使用期间的老化。在针入度或粘度分级的浙青标准中，用薄膜烘箱或旋转薄膜烘箱试验 模拟浙青与骨料热拌合的老化，并规定了该项试验后针入度比或粘度比以及不同温度延度 等指标，即薄膜烘箱或旋转薄膜烘箱试验后的性质。浙青老化是不可避免的，但可以采取加 入添加剂的方法降低老化速度。有一些专利涉及到了改善浙青抗老化添加剂，这些专利所述的抗老化添加剂的作 用是改善薄膜烘箱、旋转薄膜烘箱试验后针入度比或降低粘度比，并不涉及改善浙青长期 热储存后的老化问题。例如，US 5580376使用0.9%的烃基二硫代磷酸金属盐可以将浙 青的旋转薄膜烘箱粘度比从2. 40小幅度地降低到2. 36 ；US 4460723使用无机或有机碱 金属盐降低纯浙青和改性浙青在高温储存期间的粘度增加速度；US 4440886使用碱金属的亚硝酸盐降低纯浙青或改性浙青在高温储存期间的粘度增加速度，而抗氧剂却基本没有 效果；US 4645538使用烷撑二硫代氨基甲酸酯降低浙青的薄膜烘箱试验后60°C粘度；EP 1227140A2介绍烷基丁二酰亚胺可以降低减粘浙青的旋转薄膜烘箱试验后的老化指数Al， 使其达到直馏浙青水平。上述专利技术没有涉及延缓浙青或改性浙青在高温储存期间的延 度，尤其是薄膜烘箱试验后的10°C和15°C延度下降速度的添加剂。上述专利技术存在的另 一个问题是，除金属盐外，其涉及的添加剂价格普遍较高。如果浙青抗老化添加剂如果单价 过高，用量过大，会给使用单位带来成本压力，失去市场竞争力。 目前，各浙青生产公司多采用限制储存温度和时间等物理方法防止热储存期间浙 青性质大幅度下降，如康菲(C0n0c0Phillips)和科氏(Koch)规定，短期储存O周以内) 温度不超过135°C，长期储存O周以上)应停止加热；壳牌(Shell)规定如果必须长时间 储存，其温度应在软化点以上20 25°C，同时停止循环。也有人主张严格按照浙青粘温曲 线要求的温度加热、控制过热、在浙青上方充惰性气体以减少浙青与氧气接触等方法，延缓 浙青的老化。
技术实现思路
为克服现有技术中的不足之处，本专利技术提供了一种浙青组合物及其制备方法。本 专利技术的浙青组合物能延缓浙青在长期高温储存期间的延度，尤其是能减缓经长期热储存后 样品的薄膜烘箱试验后延度的下降速度。本专利技术所指的老化是，浙青在长期高温储存期间的各指标的劣化，尤其是在高温 储存期间浙青的薄膜烘箱试验(TFOT)后10°C和15°C延度下降。本专利技术所涉及的浙青添加 剂是指，能够延缓浙青在长期热储存过程中的延度尤其是TFOT后10°C和15°C延度下降速 度的添加剂。本专利技术的浙青组合物，其组成包括，以浙青组合物的总重量计浙青和/ 或■油 80. 0% 99. 7%，优选 90. 0% 99. 0% ；丁苯橡胶(SBR) 0.2% 5.0%，优选 0. 5% 1. 5% ；添加剂0.1% 3.5%，优选 0.5% 2. 5%;抽出油0 19.0%， 优选0 9.0%;其中所述的添加剂为尿素与马来酸酐的混合物。本专利技术浙青组合物中的添加剂，以添加剂的总重量计，组成如下尿素10% 90%， 优选 60% 80%，马来酸酐10% 90%， 优选20% 40%。所述浙青组合物的制备方法，其过程是将丁苯橡胶、抽出油、添加剂加到120 180°c (优选为120 165°C)的浙青和/或渣油中，并分散均勻，分散设备为搅拌设备、剪切 机或胶体磨，使用搅拌器时的搅拌时间为10 120min.，优选30 60min.；其中所述的丁 苯橡胶、抽出油、添加剂加到浙青和/或渣油中的方法有如下几种，但不限于下述方法(1) 将丁苯橡胶通过切割、粉碎后，与抽出油和添加剂一起加入到渣油和/或浙青中；( 将丁 苯橡胶通过切割、粉碎后，通过搅拌器、剪切机或胶体磨溶解在抽出油中，形成丁苯橡胶母 液，其制备温度为70 180°C，先将丁苯橡胶母液加到渣油和/或浙青中，然后再加入添加 剂；C3)先将添加剂加入到渣油或浙青中，然后加入粉碎后的丁苯橡胶和抽出油或方法(2)得到的丁苯橡胶母液；(4)先将抽出油加入到渣油和/或浙青中，然后加入粉碎后的丁苯橡 胶和添加剂。其中，方法( 为优选方法，该法由于单独将粉碎后的丁苯橡胶首先制备成母 液，有助于降低分散丁苯橡胶设备的生产负荷，进而有助于提高产量。本专利技术的添加剂是尿素与马来酸酐的混合物。马来酸酐学名为顺丁烯二酸酐，又 称顺酐，其不饱和烯键常用于接枝反应。我们研究发现，在本专利技术的组合物中，添加剂仅单 独使用马来酸酐，所得的浙青组合物的抗老化性与不含添加剂的效果相同，即在本专利技术组 合物中单独使用马来酸酐没有抗老化作用，但是与尿素一起使用却有优异的抗老化作用， 明显好于单独使用尿素添加剂，这说明马来酸酐与尿素具有良好的协同作用。本专利技术的浙青组合物抗老化能力强，尤其是能明显延缓含丁苯橡胶浙青在高温储 存期间的延度，尤其是薄膜烘箱试验后延度的下降速度，且所用的添加剂的成本较低。具体实施例方式本专利技术中所用的渣油为减压渣油和/或稠油常压渣油，浙青是指道路浙青，可以 为普通道路浙青、A级道路浙青、B级道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沥青组合物，其组成包括，以沥青组合物的总重量计：沥青和／或渣油　８０．０％～９９．７％；丁苯橡胶　０．２％～５．０％；添加剂　０．１％～３．５％；抽出油　０～１９．０％；其中所述的添加剂为尿素与马来酸酐的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种浙青组合物，其组成包括，以浙青组合物的总重量计 浙青和/或渣油80. 0 % 99. 7 % ；丁苯橡胶0.2% 5.0%;添加剂0.1% 3.5%;抽出油0 19. 0% ；其中所述的添加剂为尿素与马来酸酐的混合物。2.按照权利要求1所述的浙青组合物，其特征在于，以浙青组合物的总重量计，组成包括浙青和/或渔油90. 0 % 99. 0 % ；丁苯橡胶0.5% 1.5%;添加剂0.5% 2.5%;抽出油0 9. 0%。3.按照权利要求1或2所述的浙青组合物，其特征在于，以添加剂的总重量计，添加剂 的组成为尿素10% 90%，马来酸酐10% 90%。4.按照权利要求3所述的浙青组合物，其特征在于，以添加剂的总重量计，添加剂的组 成为尿素60% 80%，马来酸酐20% 40%。5.按照权利要求1所述的浙青组合物，其特征在于所用的渣油为减压渣油和/或稠油 常压渣油，所用的浙青为道路浙青原料。6.按照权利要求1所述的浙青组合物，其特征在于所用的丁苯橡胶为低温乳聚的1500 系列、1600系列、1700系列、1800系列及其胶乳中的一种或多种。7.按照权利要求1所述的浙青组合物，其特征在于所用的丁苯橡胶为1500系列的 1500和/或1502 丁苯橡胶。8.按照权利要求1所述的浙青组合物，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘树华，
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抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：11