[发明专利]一种聚合物改性沥青稳定剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于聚合物改性沥青的制备，特别涉及聚合物改性沥青的稳定剂的制备过程。

背景技术

与水泥混凝土路面相比，沥青路面有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便等优点，因而获得越来越广泛的应用。随着经济的飞速发展，我国的公路里程将逐年增加，以新疆为例，未来“十二五”期间公路里程将翻一番，同时，随着交通流量的增加、车辆的大型化，对沥青路面的质量要求也越来越高。普通沥青是一种感温性较强的材料，当温度降低到脆点附近时，沥青呈玻璃态，失去柔性，混合料极易发生脆裂，导致路面出现裂缝，再遇到雨天的时候，雨水从裂缝渗透混合料中，致使沥青与砂石脱落而造成水损害，导致路面出现坑槽；当温度升至软化点附近时则变为粘流态，失去粘弹性，此时沥青的劲度非常小，在外力作用下混合料易变形，导致路面发生车辙或拥包等危害。因此，普通沥青已难以满足交通车流量大，车速快，载荷重和高寒、高温等极端天气的要求。改性沥青作为路面新材料，可以使沥青在感温性、稳定性、耐久性、粘附性、抗老化性等方面都得到全面改善，可以提高路面综合的使用性能，尤其是SBS改性沥青，能够同时满足高低温性能要求，又具有适用性广等优点，已成为改性沥青产品中的主力军。

但是，由于聚合物和沥青在分子量、密度、极性、溶解度参数以及其它物理、化学性质等方面的诸多差异，造成聚合物和沥青之间的相容性很差，从而聚合物极易从改性沥青中分离出来，达不到聚合物改性沥青的目的，大多数聚合物改性沥青还只能在现场生产。采取现场生产、现场拌合的时候虽然不用考虑聚合物离析的问题，但是现场生产改性沥青一是对设备的要求较高，投资大，二是聚合物和沥青间仅是简单的物理混合，改性沥青的性能往往达不到规范的要求，路面寿命较短，因此如何实现改性沥青的工厂化生产并保证改性沥青的高温贮存稳定性成为近几年聚合物改性沥青研究的热点。

针对此问题，人们主要围绕改性沥青的制备工艺、聚合物改性剂、基质沥青、稳定剂的类型做了大量的研究工作。在这个四个方面当中，对于稳定剂的研究最多，这是因为要制备高温贮存稳定、性能符合要求的聚合物改性沥青，不管是采用何种工艺，使用何种改性剂或基质沥青，都需向改性沥青体系中添加不同类型的稳定剂。

目前，使用较多的稳定剂类型可以归纳为四类。第一类是硫及其化合物，主要是单质硫以及噻唑、秋兰姆等有机硫化物；第二类是酸类物质，主要是无机酸，如硫酸、磷酸等；第三类是过氧化物，典型的有过氧化苯甲酰(BPO)和过氧化二异丙苯(DCP)等，第四类是金属氧化物，典型的有氧化钙、氧化镁、氧化铝和氧化锌等。在这四类稳定剂中使用较多是硫及其化合物，它具有原料廉价易得，交联速度快，应用范围广等优点，但是硫的加入量和加入速度对反应结果的影响很大，一次性加入硫太快或过多，会使沥青-聚合物发生过度交联并凝聚成胶体，造成流动困难，无法继续生产。

为解决聚合物改性沥青贮存稳定性不好的问题，以及所用含硫稳定剂存在交联不均匀，过度硫化作用易凝胶化问题，WO984537中用硫作交联剂，采取多次缓慢的加入方式，造成工艺步骤繁琐，加工过程耗时长，因此，使处理量受到限制；CN1644625公开了一种用于高等级公路、大坝的改性沥青及其制备方法，改性沥青由包装废弃聚合物PE、基质沥青、分散剂、表面活性剂组成，其分散剂为季戊四醇硬脂酸酯，表面活性剂为聚氯乙烯山梨醇酐酯，该稳定剂为无硫的稳定剂，可以避免因过度硫化作用产生的凝胶化问题，但适用范围窄，使其不具备广泛性；CN101173072同样提供了一种用于聚合物改性沥青的无硫稳定剂组合物，包括EVA和含磷化合物，可直接加入沥青中，能制备具有良好高温储存稳定性的聚合物改性沥青，但因使用了大量的含磷化合物，改性沥青的低温性能不是很好；CN1408750提供了一种主要由硫化交联剂、交联促进剂、分散剂等复配而成的稳定剂组合物，该稳定剂组合物在一种脂肪酸酰胺分散剂的包裹下，能使交联剂均匀分散到聚合物/沥青分散体系中快速反应，避免了凝胶的形成，且能使聚合物改性沥青具有更好的储存稳定性；CN101628989A以硫磺为主反应剂，以芳烃稠油类为分散剂，通过将反应助剂溶解于分散剂中，促进了反应剂与反应助剂的混合均匀性，同时也增加了稳定剂与基质沥青反应的均一性，避免了局部交联过度产生结块的现象，但以上两个专利中提到的稳定剂组合物要事先制备才能使用，工艺过程复杂。

发明内容