[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

本发明涉及一种改性沥青及其制备方法，具体地说涉及一种通过化学反应和添加高分子有机物制备的改性沥青组合物及方法。

背景技术

由于地域的差异，有些地区冬、夏温差较大，沥青路面使用环境恶劣，加之交通量的迅速增加、车辆大型化、车辆重载超载等原因，沥青路面出现高温车辙、低温开裂和水损害等现象仍比较严重。目前，在重交通道路沥青产品中，多数存在着高温粘度和针入度指数偏小、薄膜加热后针入度比小等缺陷，即高温性能、抗老化性能和感温性较差，因而，不利于减少路面车辙和拥包等病害的发生以及沥青快速老化而引起路面过早破坏现象的发生。也时常出现因沥青与石料粘附性差而造成早期剥落的现象。此外，针对有些原油加工的沥青，存在蜡含量较高、延度较小的不足，而不能生产符合指标要求的重交沥青产品。   

为了改善沥青的高低温性能和感温性，进一步提高沥青的使用性能，通常采用较多的方法是往沥青中添加一定量的高分子聚合物材料，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、聚乙烯（PE）和聚丙烯等，可在一定程度上改善沥青的高低温性能等使用性能。也有用空气氧化或催化氧化的方法来提高沥青高低温性能的工艺。

 CN101962482A和CN1569964A等专利，是利用SBS作为改性剂的改性沥青制备技术。 CN1523050A和CN101200596A是利用SBR作为改性剂的改性沥青制备技术。虽然具有一定的改性效果，但高分子材料价格昂贵，而且对生产设备要求严格，生产工艺较复杂，综合加工成本较高。CN101974235A是一种宽域改性沥青制备技术，将粉末状丁苯橡胶作为第一改性剂，将聚乙烯蜡作为第二改性剂，靠聚乙烯蜡的高熔点和熔点以上快速融化的特性，使改性沥青具备了一定的聚乙烯蜡的性能，即提高沥青的软化点，利用丁苯橡胶的低温高延伸性能，使改性沥青的低温延伸度增大，属物理改性范畴，不但成本较高，而且与沥青的相容性存在问题，即热储存时，一旦停止搅拌则会出现分层现象。

 CN1487029A是用天然沥青和有机金属皂与粉末丁苯橡胶共同对沥青进行改性。在CN1587320A和 CN1837292A中是用膨润土、硅酸盐或硅藻土等和粉末丁苯橡胶一起对沥青改性，而且丁苯橡胶是改性剂的主体，属于通过加入某些添加剂来制备丁苯橡胶复合改性沥青技术。同样存在着增加成本、易分层离析等不足。

 CN1178822A提供了一种氧化沥青的制备方法，虽然该方法可以改善沥青的高低温性能和感温性等使用性能，但由于氧化工艺相对复杂，而且对空气会造成污染，以至于实际使用上受到限制。

US4874432 和CN102558887A分别公开了一种多级沥青制备过程和凝胶改性沥青制备工艺。二者的皂化过程基本一致，即通过往沥青中加入含有脂肪酸和树脂酸的妥尔油（即塔尔油）与固体无水碱金属碱进行皂化反应，区别在于CN102558887 A中还加入了胺或酰胺。两篇专利在不降低沥青低温性能的同时，提高了沥青高温性能。但也存在如下问题：皂化反应速度与反应物浓度成正比关系，浓度太小不利于反应正常进行，1、直接将妥尔油和碱加入到全部沥青中，由于可皂化物浓度低，会大大降低反应速度，一般较难很好地进行皂化反应； 2、一般沥青属于弱酸性材料，用于筑路的石料多呈弱碱性，通过加入强碱对有机酸进行皂化反应，有机皂类改变沥青的胶体结构使沥青性能得到改善，而此类皂多呈现碱性，会使沥青与碱性石料拌合时，存在粘附性不好的问题；3、该类沥青对低温性能没有提高，不适于低温环境修筑路面，用于低温区域修筑道路，则会表现出较强的脆性，而影响路面的使用寿命。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改性沥青组合物及其制备方法。本发明改性沥青组合物具有良好的感温性、高温性能、抗老化性能、粘附性和低温性能，同时制备方法简单、操作方便以及适用范围广。

本发明的改性沥青，以质量百分比计包括以下组分：

（1）基础沥青   70%～97%；优选为78.5%～93%；

（2）添加剂A   0.5%～10%；优选为2%～8%；

（3）添加剂B   1.2%～10%；优选为2.5%～8%；

（4）添加剂C   0.3%～5%；优选为1 %～2.5%； 

（5）添加剂D， 0.5%～5%；优选为1%～3%。