[发明专利]一种高粘度改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高粘度改性沥青及其制备方法，具体涉及一种采用化学改性方法制备的高粘度改性沥青及方法。

背景技术

高粘度改性沥青是指60℃时沥青的绝对粘度大于20000Pa·s的改性沥青，因其具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、抗氧化性以及良好的施工和易性，广泛用于多孔隙排水型沥青路面(OGFC)和沥青马蹄脂碎石混合料(SMA)路面。目前主要通过在石油沥青中添加较大量（8%~12%）的聚合物改性制得。添加聚合物对石油沥青进行改性，可明显改善沥青的高、低温性能，提供沥青路面的高温抗车辙、低温抗开裂能力。但是，由于聚合物与沥青之间存在分子量、粘度等差异，使聚合物改性沥青分散困难。同时，由于大多数聚合物与沥青不能完全相容，并且存在密度差，所以大量的聚合物加入会导致改性沥青体系在高温下存储稳定性不好，容易分层，影响沥青质量及正常施工。传统高粘度改性沥青是预先经高温、高剪切作用制备储存，然后运输至施工现场使用，这样对高粘度改性沥青的储存稳定性提出了更高的要求。

CN101538408A公开了一种高粘度沥青及其制备方法，其中高粘度改性沥青由100份70号沥青、4～12份热塑性橡胶、2～80份热塑性树脂、1～10 份相容剂、8～40份调粘剂及0.5～4份综合防老剂组成，该专利通过加入高芳香分含量的相容剂来改善沥青和聚合物之间的相容剂，通过加入调粘剂石油树脂来提高沥青的粘度和降低聚合物的用量。

CN1990563A和CN102093728A分别公开了一种高粘度沥青的制备方法，二者也是采用加入石油树脂，得到了有良好的分散性和稳定性的高粘度改性沥青，聚合物和石油树脂的加入量依然很大。CN101613515A公开了一种高粘度高弹性沥青改性剂及其制备方法，该专利通过加入硫磺还提高聚合物在沥青中的稳定性。

以上专利中虽然采取了不同的方法来改善聚合物与沥青之间相容性问题，但是聚合物的加入量没有得到明显降低，依然没有从根本上解决相容性问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高粘度改性沥青及其制备方法。本发明采用化学改性的方法制备高粘度改性沥青，提高了高粘度改性沥青的储存稳定性、60℃粘度高，并且成本低廉，制备方法简单，易于施工。

本发明的高粘度改性沥青，按重量份计包括以下组分：以基质沥青100份为基准，增延剂0.5～1.2份，芳烃油3～6份，化学改性剂0.5～1.5份，化学添加剂0.1～1份。

本发明所述的基质沥青为石油沥青，包括直馏沥青、氧化沥青或溶剂脱油沥青中的一种或多种，其针入度为60～80 1/10mm。

本发明方法中，所述的增延剂为天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）或聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）中的一种或多种。

本发明所述的芳烃油的粘度为20～50（100℃运动粘度，mm²/s），芳烃质量含量≥80%，可以是芳香基橡胶填充油、富含芳烃的精制抽出油和环烷基原油的减压馏分油等的一种或多种。

本发明所述的化学改性剂为正磷酸、多磷酸、多聚磷酸或多聚磷酸胺中的一种或几种。

本发明所述的化学添加剂为氨基脲、硫代氨基脲、苯甲酰氨基脲或氨基脲衍生物中的一种或几种。

本发明的高粘度改性沥青还可以根据应用需要加入其它添加剂，如抗剥离剂、阻燃剂和抗老化剂等。

本发明高粘度改性沥青的制备方法，包括以下内容：（1）将增延剂与芳烃油混合，制备成增延剂母液；（2）将增延剂母液、化学改性剂、化学添加剂与基质沥青混合反应，即制得高粘度改性沥青。

本发明方法优选在步骤（1）中加入部分化学改性剂，在步骤（2）中加入剩余化学改性剂。其中步骤（1）加入化学改性剂总质量的10%～20%。

本发明方法中，步骤（1）和步骤（2）可以采用搅拌、剪切、螺杆挤出或超声等混合方式。步骤（1）的混合温度为70~120℃，混合时间为20~80分钟，步骤（2）的混合温度为120~180℃，混合时间为20~120分钟。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、本发明高粘度改性沥青中不需要加入大量的高聚物，是通过化学改性的方法制得，大幅度降低了聚合物的有效用量（聚合物用量小于1%），极大地改善了沥青和聚合物相容性的问题，降低了成本，制备方法简单，易于施工。