[发明专利]一种硬质沥青改性剂及用其改性的一种浅度改性沥青

说明书

技术领域

本发明属于一种沥青改性剂和一种用此改性剂的沥青材料组合物，更具体地说，是一种通过特种氧化工艺制备的石油氧化沥青作为硬质沥青改性剂，以及一种用此硬质沥青改性剂进行改性的浅度改性沥青。

背景技术

沥青作为道路、建筑及水利行业的铺装材料，发展非常迅速，但普通沥青对温度的敏感性较大，存在夏季高温流淌、冬季低温开裂的问题，因此，对其应用带来了一定制约。

鉴于此，向沥青中添加各种改性材料来改善沥青的温度敏感性越来越受到人们的重视。目前，用于道路沥青改性的改性剂材料大致可以分成以下几类：

第一类：聚合物类

用于沥青改性的聚合物又可细分成三类：

1、热塑性橡胶类。即热塑性弹性体，主要是苯乙烯类嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-聚乙烯/丁基-聚乙烯(SE/BS)等。另外，还有聚酯弹性体、聚脲烷弹性体、聚乙烯丁基橡胶浆聚合物、聚烯烃弹性体等等。热塑性弹性体类改性剂可同时改善沥青的高低温性能，这也是当前应用最多的改性剂，但这类改性剂存在与沥青相容性差，且价格高的问题。

2、橡胶类。如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯(IR)、乙丙橡胶(EPDM)、丙烯晴丁二烯共聚物(ABR)、异丁烯异戊二烯共聚物(IIR)、苯乙烯异戊二烯橡胶(SIR)等，还有硅橡胶(SR)、氟橡胶(FR)等，这类改性剂主要用于改善沥青的低温性能，对高温性能改善很小。

3、树脂类，包括热塑性树脂和热固性树脂。前者如乙烯-乙烯乙酸酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、无规聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺等，还包括乙烯乙基丙烯酸共聚物(EEA)、聚丙烯(PP)、丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物(NBR)等；后者如环氧树脂(EP)等也可作为沥青改性剂，这类改性剂多用于改善沥青的高温性能，而对沥青的低温性能不利。

第二类：化学改性剂

这类改性剂主要是通过化学反应助剂使沥青中的活性组分发生反应，形成大分子结构，沥青趋向于凝胶化，进而改善沥青的性能，这类改性主要改善的是沥青的高温性能，对沥青的低温性能有一定影响。

第三类：天然沥青改性剂

主要包括：湖沥青、岩沥青、油砂沥青等，这类改性剂主要改善沥青的高温性能、抗老化性能和粘附性，而对低温性能影响较大，并且，由于这类改性剂中含有大量的无机物，在使用过程中对设备磨损较大，并容易形成沉积堵塞管线。

第四类：回收材料

以废旧胶粉为主，虽为橡胶，但它与上述橡胶有本质不同，废旧胶粉是充分硫化的橡胶，本身反应性很差，在沥青中主要起填充作用，添加量大，该类改性剂虽不如未硫化的橡胶改性效果明显，但对改善沥青的高低温性能都有一定帮助，同时，对改善沥青的抗老化和粘附性有较大帮助，不过，胶粉改性沥青粘度过大，并容易与沥青发生离析现象，不利于运输、储存与摊铺。

鉴于上述改性剂各自都存在着一定的不足，因此，需要寻找性能价格比更优的新型改性剂或改性方法来改变这种状况。

CN1148073A中公开了用25℃针入度在0～20(1/10mm)范围内的硬沥青用于制备用来修建或基础加固道路的含沥青覆盖层，覆盖层中沥青的含量是6％以上。该专利中提出因为硬沥青具有较高的模量可以作为高速公路的粘结材料，但只强调了硬沥青材料的刚性没有提到其柔性要求。

目前，道路沥青的产品分级主要有三种：针入度分级、粘度分级和性能分级(PG分级)。其中针入度分级是按所测得的沥青25℃针入度所处的水平来划分沥青牌号；粘度分级是按真空毛细管法所测得的沥青60℃粘度所处的水平来划分沥青的牌号；PG性能分级是按沥青所能够适应的最高和最低环境温度来划分沥青牌号的，如沥青PG性能分级为PG70-22，表示沥青能够适应的最高环境温度为70℃，最低环境温度为-22℃，并且该沥青在中等温度28℃下符合疲劳开裂的要求。

目前我国道路石油沥青产品标准是按针入度分级的，针入度分级的好处是测试时间短、方法比较完善、能够表征沥青的温度敏感性，但是针入度分级没有考虑到沥青在荷载作用下的性质及沥青在路面实际使用后的性质变化。PG性能分级不仅能够提供沥青所适用的施工区域，而且能够反映出沥青在荷载作用下及路面使用几年后的性质。