本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種瀝青，具體來說是一種乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青的制備方法。
背景技術(shù)：
石油瀝青(Petroleum asphalt)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。石油瀝青作為基礎(chǔ)建設(shè)材料、原料和燃料，應(yīng)用范圍如交通運輸(道路、鐵路、航空等)、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、水利工程、工業(yè)(采掘業(yè)、制造業(yè))、民用等各部門。但由于石油瀝青是一種粘彈性材料，其在高溫粘度較低易流淌，低溫固化后易脆裂，溫度敏感性強，而隨著現(xiàn)代公路和道路的交通流量和行駛頻度急劇增長，對石油瀝青的路面抗流動性，高溫下抗車轍的能力，低溫下抗開裂的能力等要求都有所提高。因此，需要對瀝青進行改性，以提高其上述各項性能。
目前，高分子聚合物改性瀝青是應(yīng)用最廣泛、研究最集中的一塊。聚合物改性瀝青按照改性劑的不同一般有熱塑性橡膠類，橡膠類和樹脂類。其中，SBS、SIS、SE/BS，是目前世界上最為普遍使用的道路瀝青改性劑，并以SBS最多。但SBS改性瀝青后貯存不穩(wěn)定性影響了瀝青的應(yīng)用。隨之，因為乙烯基共聚物既存在良好的彈性，又有其他聚合物單體提供的新特性，故乙烯基共聚物改性瀝青也成為研究熱點，EVA、EEA、EMA、POE、EAA等改性瀝青研究逐漸成為熱潮。
離聚體是指在聚合物大分子側(cè)鏈上含有的一定數(shù)量的酸根(摩爾分數(shù)小于10％)，部分或全部被金屬離子中和的一類聚合物。目前的離聚體結(jié)構(gòu)模型多是針對羧酸型離聚體。金屬離子的引入可以增加羧酸型離聚體的極性，與各種聚合物共混或以相容劑的形式加入兩種以上的聚合物中進行共混時，離聚體與聚合物之間產(chǎn)生如離子-離子、離子對-離子對、離子-偶極、酸堿作用、氫鍵、金屬絡(luò)合和電荷轉(zhuǎn)移等各種相互作用，這些相互作用對改善共混物之間的相容性十分有利，同時也可以提高聚合物的綜合性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青的制備方法，所述的這種乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青的制備方法要解決現(xiàn)有技術(shù)中的路面抗流動性、高溫下抗車轍的能力、低溫下抗開裂的能力不高的技術(shù)問題。
本發(fā)明提供了一種乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青的制備方法，包括如下步驟：
1)稱取基質(zhì)瀝青，加入到一個容器中，加熱至160～220℃呈流動狀態(tài)，500～2000r/min低速攪拌；
2)將乙烯丙烯酸離聚體加入到基質(zhì)瀝青中，熔融5～20min；所述的基質(zhì)瀝青與乙烯丙烯酸離聚體的質(zhì)量比為100:1～30；
3)將金屬氫氧化物/氧化物在剪切速率為500～2000r/min的機械攪拌下加入基質(zhì)瀝青中，混合10～20min；所述的乙烯丙烯酸離聚體與金屬氫氧化物/氧化物的中和度為50％～400％；
4)將剪切速率調(diào)到2000～5000r/min，混合30～60min，降溫至常溫得到乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青。
進一步的，所述的基質(zhì)瀝青選自70#基質(zhì)瀝青和90#基質(zhì)瀝青中的任意一種或者兩種的組合。
進一步的，所述的乙烯丙烯酸離聚體選自EAA2220、EAA3460、或EAA5000中的任意一種或者兩種以上的組合。
進一步的，所述的金屬氫氧化物/氧化物選自氫氧化鈉、氫氧化鎂、氧化鋅或氫氧化鈣中的任意一種。
進一步的，所述的乙烯丙烯酸離聚體中，丙烯酸的質(zhì)量百分含量為5～25％。
本發(fā)明通過EAA與金屬氫氧化物/氧化物構(gòu)成的離聚體對基質(zhì)瀝青進行改性，制備了高溫性能良好，粘度高，抗剪切能力強，且不易脆斷的乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青材料。
本發(fā)明公開一種乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青的制備方法，該改性瀝青材料是由基質(zhì)瀝青與EAA及金屬氫氧化物/氧化物在一定溫度下高速混合制備而成，添加的EAA顆粒和金屬氫氧化物/氧化物構(gòu)成的離聚體，具有極高的極性，有效提高乙烯丙烯酸離聚體與基質(zhì)瀝青的共混相容性，使得改性瀝青具有良好的高溫性能、粘度和抗剪切變形能力，且不易脆斷。
本發(fā)明和已有技術(shù)相比，其技術(shù)進步是顯著的。本發(fā)明考慮到鋪設(shè)路面的高溫抗車轍性、低溫抗開裂和貯存穩(wěn)定性能，在乙烯基共聚物的基礎(chǔ)上，利用乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青。本發(fā)明解決了部分聚合物物理改性瀝青相容性不好的缺陷，提供了一種高溫性能好，粘度高，抗剪切能力強的乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青材料。同時，本發(fā)明的制作工藝簡單，操作方便。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明做進一步的闡述，但并不限制本發(fā)明。
實施例1
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-90)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將0.617gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例2
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-90)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將1.233gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例3
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-90)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將3.083gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例4
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-70)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將10gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將0.617gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例5
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-70)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將15gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將0.925gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例6
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-70)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將1.233gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例7
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-70)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將30gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將1.85gCa(OH)2分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例8
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(JTG F40-70A)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將10gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將0.667gNaOH分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例9
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(JTG F40-70A)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將15gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將1.0gNaOH分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例10
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(JTG F40-70A)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將5gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將1.333gNaOH分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
實施例11
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(JTG F40-70A)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將30gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速攪拌10min，待EAA顆粒熔融，再將2.0gNaOH分別緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以同樣的轉(zhuǎn)速低速攪拌15min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止，進行試樣澆注和測試。
對比實施例1
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-90)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速粉碎25min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止。
對比實施例2
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(AH-70)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA3460(美國陶氏)緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速粉碎25min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止。
對比實施例3
首先稱取500g基質(zhì)瀝青(JTG F40-70A)注入1L容積的鐵罐中，加熱至190℃呈流動狀態(tài)，低速攪拌，將20gEAA33460(美國陶氏)緩慢加入到基質(zhì)瀝青中，以1250r/min轉(zhuǎn)速低速粉碎25min后，升高轉(zhuǎn)速至3000r/min繼續(xù)高速剪切35min后停止。
上述實施例制得的乙烯丙烯酸離聚體改性瀝青材料性能結(jié)果如下：
表1 實施例改性瀝青基本性能分析
表2 對比實施例改性瀝青基本性能分析
由上述表1和表2看出：EAA-Ca離聚體改性瀝青相較于EAA改性瀝青具有更優(yōu)異的高溫性能、粘度和抗剪切性能。實施例中，添加EAA和Ca(OH)2后，改性瀝青的高溫性能和粘度有所提升，而針入度有所下降，但不影響實際應(yīng)用，且在EAA添加量為4％，EAA與Ca(OH)2中和度為100％時表現(xiàn)最為穩(wěn)定。
以上所述僅是本發(fā)明的實施方式的舉例，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。