本發(fā)明屬于道路建筑材料技術領域,具體涉及一種瀝青復合改性劑及其制備方法。
背景技術:
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,公路交通量逐年增加,對瀝青路面材料性能要求也逐漸提高?;|瀝青的性能往往不能滿足交通環(huán)境和氣候條件對瀝青路面材料的苛刻要求。所以需要利用改性劑對瀝青進行改性以提高瀝青的路用性能,苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物sbs具有良好的力學性能,對瀝青具有很好的改性效果,目前已成為世界上最為普遍使用的道路瀝青改性劑,從sbs的結構上分為線型和星型兩種,一般來說,星型sbs改性瀝青的效果優(yōu)于線型sbs。
sbs改性瀝青是將高分子聚合物改性劑sbs作為分散相,在160-180℃瀝青中經(jīng)過一定時間的溶脹發(fā)育后,經(jīng)過膠體磨將sbs以一定的粒徑均勻地分散到連續(xù)相瀝青之中重新構成的體系。但是,這種物理分散途徑實現(xiàn)的改性瀝青方式,使得sbs和瀝青兩相之間極易發(fā)生離析現(xiàn)象,并且這種現(xiàn)象在星型sbs改性瀝青制備和使用過程中更為嚴重。因此,如何提高sbs在瀝青中分散效果和熱穩(wěn)定性,避免sbs改性瀝青離析現(xiàn)象,成為改性瀝青研究領域的重要技術問題。另外,sbs作為石油制品,價格較高,在降低sbs用量的基礎上保證和提高改性瀝青性能具有十分重要的現(xiàn)實意義。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明解決的技術問題是提供了一種瀝青復合改性劑及其制備方法,通過復合改性劑的材料性能和工藝特點,提高改性瀝青儲存穩(wěn)定性和路用性能,同時優(yōu)化改性瀝青生產(chǎn)工藝,提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明為解決上述技術問題采用如下技術方案,一種瀝青復合改性劑,其特征在于是由以下重量份的原料制備而成的:無機改性劑多聚磷酸1-3份和有機改性劑苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物2-4份。
進一步優(yōu)選,所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物為星型聚合結構,相對分子質量為15萬-20萬。
本發(fā)明所述的瀝青復合改性劑的制備方法,其特征在于具體步驟為:將1-3重量份的無機改性劑多聚磷酸加熱至105℃并保溫,再將2-4重量份的有機改性劑苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加熱至65℃,然后將其加入到保溫的多聚磷酸中,升溫至120℃,以120r/min的轉速攪拌直至無明顯苯乙烯-二丁烯嵌段共聚物顆粒存在即制得瀝青復合改性劑。
本發(fā)明的瀝青復合改性劑利用多聚磷酸作為無機改性組分及苯乙烯-二丁烯嵌段共聚物作為有機改性組分,一方面降低了sbs的用量,另一方面瀝青復合改性劑的性能綜合了多聚磷酸和sbs的力學性能優(yōu)勢,在生產(chǎn)改性瀝青的過程中直接添加瀝青復合改性劑對瀝青進行改性,避免分布添加多聚磷酸和sbs的繁瑣工序,并且能夠降低改性瀝青生產(chǎn)過程中的溫度及避免常規(guī)的剪切工藝。同時,多聚磷酸與sbs發(fā)生化學反應產(chǎn)生接枝效果,sbs分子結構上的磷酸基團可以與瀝青分子中的活性基團發(fā)生反應,有效提高瀝青復合改性劑與瀝青之間的相容性,使得改性瀝青的儲存穩(wěn)定性大大提高。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的瀝青復合改性劑中有機改性劑sbs可以提高改性瀝青的低溫抗開裂性能和高溫抗車轍性,無機改性劑多聚磷酸可以提高改性瀝青的強度性能;
2、通過瀝青復合改性劑的使用可以降低改性瀝青生產(chǎn)過程中的溫度及避免常規(guī)的剪切工藝,一定程度上降低了改性瀝青的生產(chǎn)成本;
3、本發(fā)明的瀝青復合改性劑提高了有機改性劑sbs與瀝青之間的相容性,改善了sbs改性瀝青的儲存穩(wěn)定性。
具體實施方式
以下通過實施例對本發(fā)明的上述內容做進一步詳細說明,但不應該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實施例,凡基于本發(fā)明上述內容實現(xiàn)的技術均屬于本發(fā)明的范圍。
實施例
本發(fā)明實施例1-5中瀝青復合改性劑的原料組成配比見表1:
表1瀝青復合改性劑的原料組成配比
本發(fā)明實施例1-5中瀝青復合改性劑的制備方法為:
a、按照上述原料組成配比分別準備各種原料;
b、將多聚磷酸加熱至105℃并保溫;
c、將苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物加熱至65℃,然后將其加入到保溫的多聚磷酸中,升溫至120℃,以120r/min轉速攪拌直至無明顯苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物顆粒存在即制得瀝青復合改性劑。
將瀝青加熱至135℃,加入實施例制得的瀝青復合改性劑,在135℃條件下,以5000r/min的轉速攪拌30min,得到改性瀝青。對改性瀝青性能進行測試,從而評價本發(fā)明瀝青復合改性劑的性能效果。
按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(jtge20-2011)中t0605-2011“瀝青延度試驗”、t0605-2011“瀝青軟化點試驗(環(huán)球法)”和t0661-2011“聚合物改性瀝青離析試驗”分別測試改性瀝青的以下性能指標:5℃延度、軟化點和貯存穩(wěn)定性。5℃延度數(shù)值越大則說明低溫性能越好;軟化點數(shù)值越高則表明高溫性能越好;儲存穩(wěn)定性數(shù)值越低則說明儲存穩(wěn)定性能越好。試驗結果見表2:
表2性能試驗結果
由表2可知,利用本發(fā)明的瀝青復合改性劑制備的改性瀝青具有良好的高溫性能、低溫性能和貯存穩(wěn)定性能,同時可使改性瀝青的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本得到顯著優(yōu)化。
以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點,本行業(yè)的技術人員應該了解,本發(fā)明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理,在不脫離本發(fā)明原理的范圍下,本發(fā)明還會有各種變化和改進,這些變化和改進均落入本發(fā)明保護的范圍內。