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道路用高嵌段比改性沥青及其制备方法

阅读:446发布:2024-02-14

专利汇可以提供道路用高嵌段比改性沥青及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了道路用高嵌段比改性 沥青 及其制备方法,该方法通过采用嵌段比为35/65~45/55的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯非常规改性剂,添加糠 醛 抽出油作为溶胀剂,应用高速剪切混炼技术、超细 粉碎 技术,与限制组成成分的基质沥青混合制成的高分散性高复数 剪切模量 的改性沥青,即高嵌段比改性沥青,它能够明显地提高改性沥青混合料的模量,同时在沥青路面结构层中降低了相邻结构层承受的应 力 应变 水 平,提高了沥青路面结构总体的抗 变形 能力。本发明制得的高嵌段比改性沥青60℃ 温度 条件下复数剪切模量大于10kPa,施工时其135℃ 粘度 小于3Pa·s,满足相关技术规范的要求,不需要改变沥青路面的铺设工艺。,下面是道路用高嵌段比改性沥青及其制备方法专利的具体信息内容。

1、一种道路用高嵌段比改性沥青的制备方法,其特征在于以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为 原料,通过高速剪切混炼以及超细粉碎后与限制组成成分的基质沥青混合,所述苯乙烯-丁 二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比为35/65~45/55,添加量为高嵌段比改性沥青成品总质 量的5~7%。
2、根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于在所述原料中还添加糠抽出油作为 溶胀剂,糠醛抽出油用量为高嵌段改性沥青成品总质量的0~10%,所述比苯乙烯-丁二烯- 苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比为40/60。
3、根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于所述基质沥青与所述苯乙烯-丁 二烯-苯乙烯改性剂相互配伍。
4、根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于所述糠醛抽出油使用量为所述苯乙烯 -丁二烯-苯乙烯改性剂质量的一倍。
5、根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于还将将混合制得的高嵌段比改性沥青 在120~150℃的条件下机械搅拌8~24小时。
6、由权利要求1~5任一项所述方法制得的高嵌段比改性沥青。
7、根据权利要求6所述的高嵌段比改性沥青,其特征在于该高嵌段比改性沥青在60 ℃以10rad/s频率测定的复数剪切模量为10kpa~40kpa。

说明书全文

技术领域

发明涉及聚合物弹性体的用途,尤其涉及以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为原料的道路用 高嵌段比改性沥青及其制备方法。

背景技术

目前在重载、超载以及高速公路长陡坡等特殊路段,越来越多地采用改性沥青以提高 路面的路用性能,挖掘改性沥青的潜成为重要的工程需求。在公路工程中,通常采用高 剪切加热搅拌的方式向基质沥青中加入一定比例的聚合物弹性体制成改性沥青以满足沥青 路面的技术性能要求。聚合物弹性体与基质沥青适当配伍混合制备的改性沥青可以在相当 程度上提高沥青路面的强度、高温稳定性和抗疲劳性能,适当地减少行车荷载作用下路面 产生的变形。目前采用的聚合物弹性体改性剂主要为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)类材料, 其苯乙烯(S)/丁二烯(B)的比例通常为30/70。此类材料通常被称为SBS改性沥青,SBS 改性沥青的技术性能必须满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中表4.6.2 聚合物改性沥青技术要求的规定。
《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中表4.6.2聚合物改性沥青技术要求 主要包括针入度、软化点、延度、弹性回复等经验性技术指标,这些指标在一定程度上反 映了改性沥青的技术性能。为了提高沥青路面抵抗车辙变形的能力,采用提高改性沥青复 数弹性模量的方法具有更加清晰的力学依据。提高改性沥青复数弹性模量可以配制高嵌段 比沥青混合料,高嵌段比沥青混合料首先提高了材料自身的车辙抵抗能力,同时在沥青路 面结构层中降低了相邻结构层承受的应力应变平,提高了沥青路面结构总体的抗变形能 力。当重载车辆以较低速度行驶时,沥青混合料的模量将较高速行驶条件下显著降低,高 嵌段比沥青混合料能够适应长大陡坡路段、城市道路交叉口路段等低速重载交通的需求, 提供足够的承载能力和变形抵抗能力。设计具有较高复数剪切模量的改性沥青具有较高的 实际应用价值。此高嵌段比改性沥青具有与普通改性沥青相同的外观、气味、形态。其技 术性能应在满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中表4.6.2聚合物改性沥 青技术要求的I-D标准或者ASSHTO PG70-22标准同时,采用动态剪切流变仪(DSR),在 60℃温度条件下,以10rad/s频率测定的复数剪切模量G*作为评价指标,此时的复数剪切 模量应该大于10kpa。
SBS改性剂的规格列于表1。
                                     表1

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足,提供一种道路用高嵌段比改性沥 青及其制备方法。本发明通过采用嵌段比S/B为35/65~45/55的非常规改性剂,添加有糠 抽出油作为溶胀剂,应用高速剪切混炼技术、超细粉碎技术,与限制组成成分的基质沥 青混合制成的高分散性高复数剪切模量的改性沥青制备得到高嵌段比改性沥青。它能够明 显地提高改性沥青混合料的模量,同时在沥青路面结构层中降低了相邻结构层承受的应力 应变水平,提高了沥青路面结构总体的抗变形能力。
本发明的目的通过如下技术方案实现:
一种道路用高嵌段比改性沥青的制备方法,其以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为原料,通过高 速剪切混炼以及超细粉碎后与限制组成成分的基质沥青混合,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的 苯乙烯/丁二烯嵌段比为35/65~45/55,添加量为高嵌段比改性沥青成品总质量的5~7%。
上述制备方法中,所述原料中还添加糠醛抽出油作为溶胀剂,所述糠醛抽出油用量为 高嵌段改性沥青成品总质量的0~10%。
上述制备方法中,所述糠醛抽出油使用量为所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性剂质量的一 倍。
上述制备方法中,还将将混合制得的高嵌段比改性沥青在120~150℃的条件下机械搅 拌8~24小时。
上述制备方法中,所述基质沥青与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯改性剂相互配伍,其稠度 与沥青质、饱和分等组分比例适当。
由上述方法制得的高嵌段比改性沥青,该高嵌段比改性沥青在60℃以10rad/s频率测定 的复数剪切模量为10kpa~40kpa,满足复数剪切模量应该大于10kpa的要求。
糠醛抽出油的使用量约为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性剂质量的一倍,通常占改 性沥青总质量的10%以内。
上述制备的高嵌段比改性沥青在140℃左右的条件下机械搅拌8至24小时,促使改 性沥青熟化。
相对于现有技术,本发明具有如下的优点及效果:
1、本发明得到的高嵌段比改性沥青突出的应用性能为高温条件下复数剪切模量显著提 高,G*大于10kpa。使用高嵌段比改性沥青拌制的高嵌段比沥青混合料具有良好的车 辙抵抗能力,同时可以减少沥青路面中相邻结构层承受的应力应变水平,从而减少其 车辙变形。
2、本发明得到的高嵌段比改性沥青同时提高了改性沥青的软化点,在30℃以上的温度范 围内增加了改性沥青的粘度
3、本发明得到的高嵌段比改性沥青的拌合及铺设温度略高于普通改性沥青,但其135℃ 粘度小于3Pa·s,满足相关技术规范的要求,不需要改变沥青路面的铺设工艺。
4、本发明得到的高嵌段比改性沥青同时具有较高粘附性,能大大提高改性沥青与石料之 间的粘附性能,使沥青表面具有良好的水损害抵抗能力,有效减少早期破坏现象。
5、由于本发明得到的高嵌段比改性沥青使用的聚合物结构稳定,因此在紫外光,等环 境因素作用下不会产生降解,耐久性差等老化现象。

具体实施方式

下面通过实例来进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1
以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为原料,占高嵌段比改性沥青总质量的6%,添加糠醛抽出油 (占高嵌段比改性沥青总质量的5%)作为溶胀剂,通过高速剪切混炼以及超细粉碎后与限 制组成成分的基质沥青混合制成,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比为40/60, 所选基质沥青与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性剂具有良好的配伍性,将混合制得 的高嵌段比改性沥青在140℃的条件下机械搅拌16小时。
实施例2
以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为原料,占高嵌段比改性沥青总质量的5%,添加糠醛抽出油 (占高嵌段比改性沥青总质量的10%)作为溶胀剂,通过高速剪切混炼以及超细粉碎后与 限制组成成分的基质沥青混合制成,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/丁二烯嵌段比为 45/55,所选基质沥青与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性剂具有良好的配伍性,将 混合制得的高嵌段比改性沥青在120℃的条件下机械搅拌24小时。
实施例3
以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯为原料,占高嵌段比改性沥青总质量的7%,通过高速剪切混 炼以及超细粉碎后与限制组成成分的基质沥青混合制成,苯乙烯-丁二烯-苯乙烯的苯乙烯/ 丁二烯嵌段比为35/65,所选基质沥青与所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性剂具有良 好的配伍性,将混合制得的高嵌段比改性沥青在150℃的条件下机械搅拌8小时。
对本发明的优选实施例1制得的高嵌段比改性沥青作如下检测:
一、高嵌段比改性沥青性能检测结果(见表2)
材料名称:高嵌段比改性沥青性能检测结果
执行标准:JTG F40-2004:JTJ052-2000
试验要求:按技术要求检测
                                表2

二、高嵌段比改性沥青与PG76-22等级改性沥青动态剪切模量测定结果比较,见 表3。
                                表3

三、高嵌段比改性沥青混合料与PG76-22改性沥青混合料间接拉伸回弹模量测定结 果比较,见表4。
                                表4
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