專利名稱：一種高粘高彈瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高粘高彈瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著中國(guó)公路網(wǎng)的發(fā)展完善，許多公路進(jìn)入維修和改造階段，無論是舊路維護(hù) 還是低等級(jí)公路改造升級(jí)，在原有路面上加鋪新瀝青面層是普遍采用的措施。如果 不采取相應(yīng)的防治措施，原有舊路面的橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、板角開裂以及 結(jié)構(gòu)縫等會(huì)很快的反射到瀝青加鋪面層上來，形成反射裂縫，進(jìn)而引發(fā)更嚴(yán)重的破 壞。為了解決反射裂縫，通常采用應(yīng)力吸收層技術(shù)，該技術(shù)要求瀝青材料具備良好
的高溫穩(wěn)定性、低溫柔性和彈性恢復(fù)能力，軟化點(diǎn)大于75'C，彈性回復(fù)大于95%， 普通瀝青和常規(guī)改性瀝青不能滿足這一要求。
目前，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于道路應(yīng)力吸收層的瀝青產(chǎn)品還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品性能 有較大差別，生產(chǎn)工藝通常采用普通SBS改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品成本較高?，F(xiàn)有 的一些瀝青產(chǎn)品，存在針入度較大，瀝青偏軟，生產(chǎn)成本高等不足，產(chǎn)品的穩(wěn)定性 和應(yīng)用效果也存在較大差異。專利200510042781.1公布了一種該改性瀝青材料和生 產(chǎn)工藝，采用SBR、 SB或SIS聚合物改性瀝青制備了用于道路應(yīng)力吸收層的改性 瀝青材料，但該工藝制備的應(yīng)力吸收層瀝青針入度較大，瀝青偏軟，對(duì)瀝青高溫性 能會(huì)造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高粘高彈瀝青及其制備方法。
本發(fā)明所提供的高粘高彈瀝青(改性瀝青)，由下述成分制成50-92質(zhì)量份 的基質(zhì)瀝青，8-40質(zhì)量份的添加劑和0. 1-12質(zhì)量份的交聯(lián)劑；
所述添加劑為橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，其中，橡膠 粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的質(zhì)量比為(0.5-35): (3-12);
所述交聯(lián)劑為硫磺和天然瀝青，其中，硫磺和天然瀝青的質(zhì)量比為1: (0. 1-20);
所述高粘高彈瀝青在6(TC時(shí)的動(dòng)力粘度為20000-40000Pa'S,在25。C時(shí)的彈性 恢復(fù)大于90%。其中，所述基質(zhì)瀝青在25"C時(shí)的針入度為50-130。
所述橡膠粉的粒度不小于20目；所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的數(shù) 均分子量為8萬-30萬。
本發(fā)明中的基質(zhì)瀝青具體可為石油瀝青或天然瀝青。
石油瀝青是原油加工過程的一種產(chǎn)品，在常溫下是黑色或黑褐色的粘稠的液 體、半固體或固體，主要含有可溶于三氯乙烯的烴類及非烴類衍生物，其性質(zhì)和組 成隨原油來源和生產(chǎn)方法的不同而變化。
天然瀝青是石油滲出地表經(jīng)長(zhǎng)期暴露和蒸發(fā)后的殘留物。 本發(fā)明所提供的制備所述高粘高彈瀝青的方法，包括下述步驟
1) 將基質(zhì)瀝青加熱到180-260°C，然后在所述瀝青基質(zhì)中加入橡膠粉，攪拌或 研磨10-200分鐘；
2) 在溫度為160-26(TC的條件下，向步驟1)所述瀝青基質(zhì)和橡膠粉的混合物 中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交聯(lián)劑，攪拌或研磨10-200分鐘，得 到所述高粘高彈瀝青；
所述基質(zhì)瀝青的質(zhì)量份為50-92，所述橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共 聚物的質(zhì)量份之和為8-40，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量份為0. 1-12;
其中，所述橡膠粉和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的質(zhì)量比為(3-12): (0. 5-35);
所述交聯(lián)劑為硫磺和天然瀝青，其中，硫磺和天然瀝青的質(zhì)量比為1:
(0. 1-20)。
所述基質(zhì)瀝青在25"C時(shí)的針入度為50-130。
所述橡膠粉的粒度不小于20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的數(shù) 均分子量為8萬-30萬。
本發(fā)明提供了一種新型高粘高彈瀝青產(chǎn)品及其制備方法。本發(fā)明在較高溫度 下，通過添加橡膠粉和SBS對(duì)基質(zhì)瀝青改性，得到了具有良好粘彈特性和高低溫特 性的改性瀝青，該改性瀝青可應(yīng)用到開裂結(jié)構(gòu)層與瀝青面層/瀝青加鋪層之間作為 過渡層，達(dá)到分散、吸收裂縫尖端的集中應(yīng)力的目的，從而解決反射裂縫病害難題。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下述主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)
1.采用橡膠粉作為基質(zhì)瀝青添加劑，在保證較低生產(chǎn)成本下，明顯提高了改 性瀝青產(chǎn)品的穩(wěn)定性；2. 采用新的添加劑和交聯(lián)劑配方，提高了橡膠粉與瀝青的相容性，顯著改善 了改性瀝青的高低溫性能；
3. 采用新的工藝配方生產(chǎn)的高粘高彈瀝青在粘彈特性等指標(biāo)上具有明顯優(yōu)勢(shì)。 本發(fā)明所制備的高粘高彈瀝青的性能如表1所示
表l高粘高彈瀝青性能指標(biāo)
指標(biāo)單位指標(biāo)范圍試驗(yàn)方法
針入度(25'C，5s， 100g)1/10mm50—100GB/T4509
延度(5cm/min, 5°C) 不小于cm40GB/T4508
軟化點(diǎn)(環(huán)球法)'C80—100GB/T4507
6CTC動(dòng)力粘度Ps ■ s20000 — 40000SH/T0557
25'C彈性恢復(fù) 不小于%90SH/T073具體實(shí)施例方式
下面借助于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，實(shí)施例中采用的工藝條件和配比 僅用于對(duì)發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步說明，而非限定使用這些工藝條件參數(shù)。
下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述材料，如無 特殊說明，均可從商業(yè)途徑獲得。
實(shí)施例1、制備高粘高彈瀝青 '
將83.9質(zhì)量份針入度(25°C， 0. lmm)為68的基質(zhì)瀝青(石油瀝青購(gòu)自中海 瀝青股份有限公司)，先加熱到20(TC;然后緩慢加入20質(zhì)量份經(jīng)篩選的60目廢橡 膠粉(黃石第二橡膠廠)，剪切攪拌30分鐘；降溫到19(TC ，然后加入6質(zhì)量份 SBS (分子量15萬左右，購(gòu)自韓國(guó)LG公司))和O. l質(zhì)量份交聯(lián)劑(硫磺和天然瀝 青質(zhì)量比l: 0. l),控制溫度不變，高速剪切攪拌2小時(shí)，冷卻后得高粘高彈瀝青。 對(duì)制備得到的瀝青產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試。測(cè)得瀝青產(chǎn)品針入度(25°C， 0. lmm)為66， 軟化點(diǎn)為89. 7°C， 5。C延度為40cra， 6(TC粘度34000Pa. s，彈性回復(fù)99%，產(chǎn)品性能 符合高粘高彈產(chǎn)品質(zhì)量要求。
實(shí)施例2、制備高粘高彈瀝青
50質(zhì)量份針入度(25°C， 0. lmm)為68的基質(zhì)瀝青(石油瀝青購(gòu)自中海瀝青股 份有限公司)，先加熱到22(TC;然后緩慢加入30質(zhì)量份經(jīng)篩選的60目廢橡膠粉(黃 石第二橡膠廠)，剪切攪拌30分鐘；降溫到185°C，然后加入8質(zhì)量份SBS (分子
5量15萬左右，購(gòu)自韓國(guó)LG公司)和12質(zhì)量份交聯(lián)劑(硫磺和天然瀝青質(zhì)量比1: 20)，控制溫度不變，高速剪切攪拌2小時(shí)，冷卻后得高粘高彈瀝青。對(duì)制備得到 的瀝青產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試。測(cè)得瀝青產(chǎn)品針入度(25°C， 0. lmm)為66，軟化點(diǎn)為 85. 3°C， 5。C延度為46cm， 6(TC粘度38000Pa. s,彈性回復(fù)99%，產(chǎn)品性能符合高粘 高彈產(chǎn)品質(zhì)量要求。
實(shí)施例3、制備高粘高彈瀝青
92質(zhì)量份針入度(25°C， 0. lmm)為68的基質(zhì)瀝青(石油瀝青購(gòu)自中海瀝青股 份有限公司)，先加熱到22(TC;然后緩慢加入2質(zhì)量份經(jīng)篩選的60目廢橡膠粉(黃 石第二橡膠廠)，剪切攪拌30分鐘；降溫到185T:，然后加入6質(zhì)量份SBS (分 子量30萬左右，購(gòu)自岳陽(yáng)石化公司)和1質(zhì)量份交聯(lián)劑(硫磺和天然瀝青質(zhì)量比L-l)，控制溫度不變，高速剪切攪拌2小時(shí)，冷卻后得高粘高彈瀝青。對(duì)制備得到的 瀝青產(chǎn)品進(jìn)行性能測(cè)試。測(cè)得瀝青產(chǎn)品針入度(25°C， 0. l腿)為66，軟化點(diǎn)為96. 7 。C， 5"C延度為52cm， 6(TC粘度32000Pa. s，彈性回復(fù)99%，產(chǎn)品性能符合高粘高彈 產(chǎn)品質(zhì)量要求。
權(quán)利要求
1、一種改性瀝青，由下述成分制成50-92質(zhì)量份的基質(zhì)瀝青，8-40質(zhì)量份的添加劑和0.1-12質(zhì)量份的交聯(lián)劑；所述添加劑為橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中，橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的質(zhì)量比為(0.5-35)∶(3-12)；所述交聯(lián)劑為硫磺和天然瀝青，其中，硫磺和天然瀝青的質(zhì)量比為1∶(0.1-20)；所述改性瀝青在60℃時(shí)的動(dòng)力粘度為20000-40000Pa·S，在25℃時(shí)的彈性恢復(fù)大于90％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性瀝青，其特征在于所述基質(zhì)瀝青在25t:時(shí)的 針入度為50-130。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性瀝青，其特征在于所述橡膠粉的粒度不 小于20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的數(shù)均分子量為8萬-30萬。
4、 制備權(quán)利要求1所述改性瀝青的方法，包括下述步驟1) 將基質(zhì)瀝青加熱到180-26(TC，然后在所述基質(zhì)瀝青中加入橡膠粉，攪拌或 研磨10-200分鐘；2) 在溫度為160-26(TC的條件下，向步驟l)中所述瀝青基質(zhì)和橡膠粉的混合 物中加入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和交聯(lián)劑，攪拌或研磨10-200分鐘， 得到所述改性瀝青；所述基質(zhì)瀝青的質(zhì)量份為50-92，所述橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共 聚物的質(zhì)量份之和為8-40，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量份為0. 1-12;其中，所述橡膠粉和苯乙烯/丁二烯/苯乙烯嵌段共聚物的質(zhì)量比為(3-12): (0. 5-35);所述交聯(lián)劑為硫磺和天然瀝青，其中，硫磺和天然瀝青的質(zhì)量比為1:(0. 1-20)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述基質(zhì)瀝青在25'C時(shí)的針入 度為50-130。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于所述橡膠粉的粒度不小于 20目，所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的數(shù)均分子量為8萬-30萬。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高粘高彈瀝青及其制備方法。該高粘高彈瀝青由下述成分制成50-92質(zhì)量份的瀝青基質(zhì)，8-40質(zhì)量份的添加劑和0.1-12質(zhì)量份的交聯(lián)劑；所述添加劑為橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，其中，橡膠粉和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的質(zhì)量比為(0.5-35)∶(3-12)；所述交聯(lián)劑為硫磺和天然瀝青，其中，硫磺和天然瀝青的質(zhì)量比為1∶(0.1-20)；所述高粘高彈瀝青在60℃時(shí)的動(dòng)力粘度為20000-40000Pa·S，在25℃時(shí)的彈性恢復(fù)大于90％。該改性瀝青可應(yīng)用到開裂結(jié)構(gòu)層與瀝青面層/瀝青加鋪層之間作為過渡層，達(dá)到分散、吸收裂縫尖端的集中應(yīng)力的目的，從而解決反射裂縫病害難題。
文檔編號(hào)C08K3/00GK101560332SQ20091008523
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者劉延軍, 張玉貞 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油氣開發(fā)利用公司