[发明专利]一种改性沥青组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种改性沥青组合物及其制备方法。

背景技术

国内外路桥工程中大量使用沥青路面，沥青路面有平整、耐磨、不扬尘、不透水的优点，车辆在沥青路面上行驶时震动小且噪音低。但沥青是一种粘弹性材料，在高温下是粘性流体，而在低温下又是脆性固体。因此夏天易流淌，使路面发生车辙、拥包、推移等缺陷。冬天路面易开裂，水进入路面底层，导致底层路面破坏，大大降低路面的使用寿命。另外，随着交通流量和行驶频度急剧增长，货运车的轴重不断增加，要求进一步提高路面抗流动性，即高温下抗车辙的能力；提高柔性和弹性，即低温下抗开裂的能力；提高耐磨耗能力和延长使用寿命。

在现有技术中，在沥青中掺入聚合物是通用的沥青改性方法。目前，常用的聚合物沥青改性剂有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、丁苯橡胶(SBR)及其复配物等。SBS与沥青有很好的相容性，沥青/SBS组合物的高低温性能优越，是应用最广泛的沥青改性品种之一。但是，从SBS结构上分析，可以发现丁二烯分子中有不饱和键的存在，限制了材料的抗老化性能，不利于改性沥青的使用。而聚乙烯(PE)只改善沥青的高温性能，对沥青的低温性能无明显效果。

发明内容

本发明是针对现有技术中沥青的高低温性能差、抗老化性能弱的缺点，提供一种高低温性能好、抗老化性能强的改性沥青组合物。

本发明提供的改性沥青组合物含有沥青原料、卤化聚烯烃、增塑剂、热稳定剂和反应助剂，其中，反应助剂选自无水氯化铝、三氯化铁、四氯化钛、氢氟酸、三氟化硼、磷酸、多磷酸中的一种或几种，以组合物的总量为基准，反应助剂的含量为大于0.5-5质量％。

本发明提供的改性沥青组合物软化点提高了7.2℃-37.2℃，低温(5℃)延度分别提高了5-23.4厘米，说明本发明提供的改性沥青组合物高低温性能有大幅度的提高，本发明提供的改性沥青组合物质量损失小，针入度变化小、残留延度大，说明本发明提供的改性沥青组合物的抗老化性能有显著的提高。

具体实施方式

根据本发明提供的改性沥青组合物，沥青原料、卤化聚烯烃、增塑剂、热稳定剂和反应助剂的含量可以在很大范围内变动，例如，以组合物总量为基准，沥青原料含量为55-95质量％，卤化聚烯烃含量为1-30质量％，增塑剂含量为1-30质量％，热稳定剂含量为0.01-1质量％，反应助剂含量为1-5质量％。优选情况下，以组合物总量为基准，沥青原料含量为70-90质量％，卤化聚烯烃含量为2-15质量％，增塑剂含量为2-15质量％，热稳定剂含量为0.02-0.5质量％，反应助剂的含量为1-3质量％。

所述反应助剂选自无水氯化铝、氯化铁、四氯化钛、氢氟酸、三氟化硼中的一种或几种，进一步优选为无水氯化铝。为了使卤化聚烯烃在沥青材料中形成连续相，制备粘韧性更好的改性沥青产品，优选加入1-3质量％的无水氯化铝。

所述的沥青原料可以是各种常规沥青，优选石油沥青、煤焦油沥青、油砂沥青、天然沥青之中的一种或几种。以沥青的总量为基准，沥青的饱和烃的含量为5-25质量％，芳烃的含量为30-60质量％，胶质的含量为20-40质量％，沥青质的含量为5-15质量％。其中，石油沥青可以选自直馏沥青、溶剂脱油沥青、氧化沥青、半氧化沥青中的一种或几种，直馏沥青可以是原油常压蒸馏得到的常压渣油，也可以是原油经减压蒸馏得到的减压渣油。

所述卤化聚烯烃可以选自卤化聚乙烯、卤化聚丙稀中的一种或几种，优选为氯化聚乙烯，氯化聚乙烯的氯化度为30-60质量％，分子量5-50万，优选分子量为10-20万的氯化聚乙烯。由于氯化聚乙烯分子链上均为饱和键，对沥青的耐候性和抗老化性能有显著的提高。所述氯化聚乙烯的氯化度指氯化聚乙烯中氯的百分含量。

所述的增塑剂能够增加氯化聚乙烯的塑性，使改性沥青具有优良的延展性，同时具有良好的加工性能，增塑剂的种类为本领域技术人员所公知，例如可以是邻苯二甲酸酯和/或柠檬酸酯，所述邻苯二甲酸酯可以是邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)中的一种或几种，所述柠檬酸酯可以是柠檬酸三乙酯(TEC)、乙酰柠檬酸三乙酯(ATEC)、柠檬酸三正丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)、柠檬酸三辛酯(TOC)、乙酰柠檬酸三辛酯(ATOC)、乙酰柠檬酸三正己酯(ATHC)中的一种或几种，优选邻苯二甲酸二辛酯。