一種復合改性混合瀝青及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明屬于瀝青改性技術領域，具體來說，涉及到一種復合改性混合瀝青及其制 備方法。
【背景技術】
[0002] 煤瀝青的年產(chǎn)量高、加工附加值低、市場價格僅為石油瀝青的60~70%，是否可以 將煤瀝青通過改性用于道路建設是道路研究工作的一個研究熱點。但是，傳統(tǒng)煤瀝青性能 不穩(wěn)定、延展性差及含有多環(huán)芳烴污染物等，不僅對環(huán)境造成很大影響，而且還會危害加工 和使用人員的身體健康。因此，傳統(tǒng)煤瀝青無法滿足道路建設的需要，應用前景也不樂觀。 針對上述缺點與弊端，進行煤瀝青多環(huán)芳烴消減抑制，同時將煤瀝青與石油瀝青摻和混拌 (以下簡稱"混合瀝青"）并進一步改性來提升性能，制備成性能良好且符合道路瀝青規(guī)范要 求的改性混合瀝青可以緩解我國公路建設對石油瀝青需求的持續(xù)增長，減少對進口石油瀝 青的依賴。此外，煤瀝青作為煤焦產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品，難以有效的廣泛應用導致煤瀝青造成了環(huán) 境污染及資源浪費，而且也導致了煤焦產(chǎn)業(yè)利潤率下降影響著整個煤焦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此， 研究路用性能優(yōu)異，滿足筑路要求的改性混合瀝青有著重要的意義和價值。目前關于混合 瀝青的研究主要集中于煤瀝青和石油瀝青所制備的混合瀝青，但是目前制備的混合瀝青 中，煤瀝青含量較低、混合瀝青性能差、穩(wěn)定性不足及成本高昂，這些問題一直制約著混合 瀝青的廣泛應用和推廣。因此，提高成本較低的煤瀝青含量、降低成本昂貴的石油瀝青含 量、提升混合瀝青性能及有效的降低混合瀝青中的污染物，為混合瀝青在道路建設中的廣 泛應用有著重要的實際意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種成本低廉、性能良好的復合改性混合瀝 青及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明所述的一種復合改性混合瀝青，所述改性混合瀝青各原料組成按質(zhì)量比 計，包括中溫煤瀝青40-60份、石油瀝青40-60份、鄰苯二甲酸酯0.1-10份、聚乙二醇0-10份、 SBS改性劑0.1-10份、丁苯橡膠0.1-10份。
[0005] 本發(fā)明所述的一種復合改性混合瀝青，所述石油瀝青為70#石油瀝青和90#石油瀝 青。
[0006] 本發(fā)明所述的一種復合改性混合瀝青，所述聚乙二醇的分子量為400、600、800、 1000、1200、1500中的一種或幾種。
[0007]本發(fā)明所述的一種復合改性混合瀝青，所述SBS改性劑為線性30/70、線性40/60、 星型30/70、星型40/60中的一種或幾種。所述的30/70和40/60表示苯乙烯與丁二烯的嵌段 比例。
[0008]本發(fā)明所述的一種復合改性混合瀝青，所述改性混合瀝青各原料組成按質(zhì)量比還 包括石斛脂素2份。
[0009] 本發(fā)明所述的復合改性混合瀝青的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體步 驟為：
[0010] 1)將中溫煤瀝青和石油瀝青加熱到100-120°C，恒溫2-4h，然后稱取中溫煤瀝青和 石油瀝青一同加入攪拌釜中，在130-160°C下機械攪拌30min;2)加入鄰苯二甲酸酯和聚乙 二醇，在160-180°C下繼續(xù)機械攪拌5-30min;3)將機械攪拌換成高速剪切儀，然后加入苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，將高速剪切儀轉速調(diào)整為2000-6000rpm，攪拌釜溫度保持 在170-200°C，恒溫恒速剪切5-30min，然后緩慢加入粉末丁苯橡膠，剪切速度為4000-6000， 攪拌釜溫度為180_190°C條件下，恒溫恒速剪切30-120min，自然冷卻，即制得復合改性混合 瀝青。
[0011] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所述的復合改性混合瀝青具有以下優(yōu)點：煤瀝青的含量 得到了極大的提高，最高可達60%;在保證混合瀝青中煤瀝青組分有巨大提升的情況下，改 性混合瀝青的性能依舊保持了很高的水準，其軟化點可以達到70.5°C，5°C延度可以到 54. lcm，這些性能都遠高于目前改性混合瀝青的性能;聚乙二醇的添加有效的降低了混合 瀝青中多環(huán)芳烴的含量，其中多環(huán)芳烴的代表性物質(zhì)苯并芘含量最高可以脫除50%左右； 經(jīng)過復合改性后的混合瀝青，其性能完全滿足SBS改性石油瀝青施工技術要求，完全滿足道 路使用要求。
【具體實施方式】
[0012] 下面結合具體的實施例對所述的復合改性混合瀝青及其制備方法做進一步說明， 但是本發(fā)明的保護范圍并不限于此。
[0013] 實施例1
[0014] 將中溫煤瀝青和70#殼牌石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取40份中溫煤瀝 青和40份70#殼牌石油瀝青置于攪拌釜中，在130°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲酸辛酯 和5份聚乙二醇600混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度150°C下攪拌lOmin。將 機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為4000rpm，調(diào)整溫度為170°C，然后稱取2份星型40/60 的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量4份粉末SBR緩慢加入到攪拌釜 中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為43.6%
[0015] 實施例2
[0016] 將中溫煤瀝青和70#中海361石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取50份中溫 煤瀝青和50份70#中海361石油瀝青置于攪拌釜中，在140°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲 酸辛酯和5份聚乙二醇800混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度170°C下攪拌 lOmin。將機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為5000rpm，調(diào)整溫度為180°C，然后稱取4份 線型30/70的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量1份粉末SBR緩慢加入 到攪拌釜中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為 46 · 1 % 〇
[0017] 實施例3
[0018] 將中溫煤瀝青和70#中海361石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取50份中溫 煤瀝青和50份70#中海361石油瀝青置于攪拌釜中，在150°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲 酸丁酯和5份聚乙二醇400混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度180°C下攪拌 lOmin。將機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為6000rpm，調(diào)整溫度為190°C，然后稱取3份 線型30/70的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量2份粉末SBR緩慢加入 到攪拌釜中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為 45.3%〇
[0019] 實施例4
[0020] 將中溫煤瀝青和70#中海361石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取50份中溫 煤瀝青和50份70#中海361石油瀝青置于攪拌釜中，在140°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲 酸丁酯和5份聚乙二醇600混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度160°C下攪拌 lOmin。將機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為5000rpm，調(diào)整溫度為170°C，然后稱取2份 星型40/60的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量3份粉末SBR緩慢加入 到攪拌釜中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為 47.9%〇
[0021] 實施例5
[0022]將中溫煤瀝青和70#中海361石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取50份中溫 煤瀝青和50份70#中海361石油瀝青置于攪拌釜中，在140°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲 酸辛酯、2份石斛脂素(Lf-二羥基-3,3 7 四甲氧基U'-環(huán)氧木脂烷-7'，9_內(nèi)酯） 和5份聚乙二醇600混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度160°C下攪拌lOmin。將 機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為5000rpm，調(diào)整溫度為180°C，然后稱取1份線型30/70 的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量4份粉末SBR緩慢加入到攪拌釜 中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為49.7%。
[0023] 實施例6
[0024] 將中溫煤瀝青和70#中海361石油瀝青與120°C烘箱中恒溫加熱4h，稱取50份中溫 煤瀝青和50份70#中海361石油瀝青置于攪拌釜中，在140°C下攪拌30min。稱取5份鄰苯二甲 酸辛酯和5份聚乙二醇600混合均勻后加入到上述混合瀝青當中，調(diào)整溫度160°C下攪拌 lOmin。將機械攪拌換成高速剪切儀，調(diào)整轉速為5000rpm，調(diào)整溫度為180°C，然后稱取1份 線型30/70的SBS緩慢加入到攪拌釜中，恒溫恒速剪切l(wèi)Omin，然后稱量4份粉末SBR緩慢加入 到攪拌釜中，繼續(xù)恒溫恒速剪切60min，即可得到復合改性混合瀝青。苯并芘脫除率為 36.1%〇
[0025] 將上述實施例1-6中的復合改性混合瀝青的三大指標性能測試結果匯總，具體參 見表1。
[0026] 表1改性混合瀝青性能測試
[0027]
【主權項】
1. 一種復合改性混合瀝青，其特征在于，所述改性混合瀝青各原料組成按質(zhì)量比計，包 括中溫煤瀝青40-60份、石油瀝青40-60份、鄰苯二甲酸酯0.1-10份、聚乙二醇0-10份、SBS改 性劑0.1-10份、丁苯橡膠0.1-10份。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種復合改性混合瀝青，其特征在于，所述石油瀝青為70#石 油瀝青和90#石油瀝青。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種復合改性混合瀝青，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量 為400、600、800、1000、1200、1500中的一種或幾種。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種復合改性混合瀝青，其特征在于，所述SBS改性劑為線性 30/70、線性40/60、星型30/70、星型40/60中的一種或幾種。5. 根據(jù)權利要求1所述復合改性混合瀝青的制備方法，其特征在于，所述制備方法具體 步驟為： 1)將中溫煤瀝青和石油瀝青加熱到100_120°C，恒溫2-4h，然后稱取中溫煤瀝青和石油 瀝青一同加入攪拌釜中，在130_160°C下機械攪拌30min;2)加入鄰苯二甲酸酯和聚乙二醇， 在160-180°C下繼續(xù)機械攪拌5-30min;3)將機械攪拌換成高速剪切儀，然后加入SBS改性 劑，將高速剪切儀轉速調(diào)整為2000-6000rpm，攪拌釜溫度保持在170-200°C，恒溫恒速剪切 5-30min，然后緩慢加入粉末丁苯橡膠，剪切速度為4000-6000,攪拌釜溫度為180-190°C條 件下，恒溫恒速剪切30-120min，自然冷卻，即制得復合改性混合瀝青。
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種復合改性混合瀝青及其制備方法。所述改性混合瀝青各原料組成按質(zhì)量比計，包括中溫煤瀝青40-60份、石油瀝青40-60份、鄰苯二甲酸酯0.1-10份、聚乙二醇0-10份、SBS改性劑0.1-10份、丁苯橡膠0.1-10份。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：煤瀝青的含量得到了極大的提高，最高可達60％；其軟化點可以達到70.5℃，5℃延度可以到54.1cm；聚乙二醇的添加有效的降低了混合瀝青中多環(huán)芳烴的含量，其中多環(huán)芳烴的代表性物質(zhì)苯并芘含量最高可以脫除50％左右；經(jīng)過復合改性后的混合瀝青，其性能完全滿足SBS改性石油瀝青施工技術要求，完全滿足道路使用要求。
【IPC分類】C08L53/02, C08K5/12, C08L9/06, C08L71/00, C08L95/00
【公開號】CN105482472
【申請?zhí)枴緾N201510991893
【發(fā)明人】蔡麗娜, 穆建青, 劉哲, 馬德崇, 胡國鵬, 劉鵬飛, 張帥, 王小龍, 張國宏
【申請人】山西省交通科學研究院
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月25日