一種高粘度改性瀝青添加劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高粘度改性瀝青添加劑及其制 備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民群眾出行質(zhì)量需求不斷升級(jí)，交通建設(shè)也愈加突 顯"環(huán)境友好"的理念。在道路工程領(lǐng)域，如何提高路面的使用功能，如何向社會(huì)提供更安 全、更舒適、更環(huán)保的道路表面功能，已成為新時(shí)期下我國(guó)交通部門追求的新目標(biāo)。綜觀國(guó) 內(nèi)外技術(shù)前沿，排水瀝青路面鋪裝因具有抗滑性能高、噪聲低、抑制水霧、防止水漂、減輕眩 光等突出優(yōu)點(diǎn)，成為實(shí)現(xiàn)道路表面功能品質(zhì)飛躍的最佳路面形式之一。
[0003] 但事物都具有兩面性，排水性瀝青路面也不例外，也是有一定缺陷的。排水性瀝青 路面存在兩個(gè)主要問題：一是空隙的堵塞，二是結(jié)合料的氧化。空隙堵塞會(huì)導(dǎo)致降噪功能和 防止飛濺功能減弱，其噪聲水平和飛濺程度越來越接近傳統(tǒng)密級(jí)配混合料，但作為路面的 使用仍在可接受范圍內(nèi)。結(jié)合料的氧化則是限制排水性瀝青路面使用壽命的主要因素，相 對(duì)于傳統(tǒng)密級(jí)配瀝青混合料，排水性瀝青路面的大空隙率加速了結(jié)合料的氧化。在交通荷 載剪切力的作用下，路面材料由于結(jié)合料氧化而造成穩(wěn)定性缺失，逐漸出現(xiàn)松散、坑槽等現(xiàn) 象，最終導(dǎo)致路面粗糙不平。和傳統(tǒng)密級(jí)配瀝青混合料相比，排水性瀝青路面較短的使用壽 命影響了其使用的經(jīng)濟(jì)性，約束了這種安全、環(huán)保路面的廣泛應(yīng)用。因此有必要研發(fā)一種高 粘度（改性瀝青的60°C動(dòng)力粘度不低于20000Pa?s)、高低溫性能優(yōu)良、耐老化性能好、制 備工藝簡(jiǎn)單及經(jīng)濟(jì)性較好的高粘度改性瀝青，提供適用于排水性瀝青路面用的結(jié)合料，以 盡可能減少結(jié)合料氧化，延長(zhǎng)路面使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高粘度改 性瀝青添加劑，該高粘度改性瀝青添加劑能夠改善基質(zhì)瀝青的高低溫性能和耐老化性能， 制備工藝簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)性好，使用后能夠延長(zhǎng)排水瀝青路面的使用壽命。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高粘度改性瀝青添加劑，其 特征在于，由以下重量份的原料制成：改性主劑100份，活化劑16~32份，增粘劑25~58 份，穩(wěn)定劑〇. 8~3份；所述改性主劑由苯乙烯共聚物和橡膠粉混合而成，所述改性主劑中 苯乙烯共聚物的質(zhì)量含量為25 %~50 %，余量為橡膠粉，所述活化劑為環(huán)保橡膠油，所述 增粘劑為石油樹脂，所述穩(wěn)定劑為硫磺。
[0006]上述的一種高粘度改性瀝青添加劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成：改性 主劑100份，活化劑18~28份，增粘劑35~48份，穩(wěn)定劑1. 0~2. 0份。
[0007]上述的一種高粘度改性瀝青添加劑，其特征在于，由以下重量份的原料制成：改性 主劑1〇〇份，活化劑20份，增粘劑42份，穩(wěn)定劑1. 2份。
[0008]上述的一種高粘度改性瀝青添加劑，其特征在于，所述苯乙烯共聚物為星型苯乙 烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述橡膠粉的粒度為40~80目。
[0009] 上述的一種高粘度改性瀝青添加劑，其特征在于，所述環(huán)保橡膠油為KN4006環(huán)保 型環(huán)烷基橡膠油。
[0010] 另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述高粘度改性瀝青添加劑的方法，其特征在于， 具體過程為：將改性主劑和活化劑混合均勻，得到改性劑母液，然后將增粘劑、穩(wěn)定劑和所 述改性劑母液溶解于有機(jī)溶劑中，在剪切速率為4500r/min~5000r/min的條件下剪切 45min~60min，剪切后在溫度為150°C~160°C的條件下攪拌，待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后造粒 得到高粘度改性瀝青添加劑。
[0011] 上述的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為丙酮。
[0012] 上述的方法，其特征在于，所述攪拌的時(shí)間為60min~80min，所述造粒的溫度為 140。。~160。。。
[0013] 進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用上述高粘度改性瀝青添加劑制備高粘度改性 瀝青的方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0014] 步驟一、將基質(zhì)瀝青加熱至150°C~160°C，然后將高粘度改性瀝青添加劑加入 基質(zhì)瀝青中攪拌均勻，得到混合物；所述高粘度改性瀝青添加劑的質(zhì)量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的 6%~14% ;
[0015] 步驟二、將步驟一中所述混合物加熱至175°C~185°C，然后在剪切速率為4500r/ min~5000r/min的條件下剪切45min~60min，剪切后將所述混合物在溫度為175°C~ 185°C的條件下發(fā)育lh~4h，得到60°C動(dòng)力粘度不低于20000Pa?s的高粘度改性瀝青。
[0016] 上述的方法，其特征在于，步驟一中所述基質(zhì)瀝青為90#瀝青。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1、本發(fā)明采用苯乙烯共聚物、石油樹脂、環(huán)保橡膠油、橡膠粉和硫磺作為原料制備 高粘度改性瀝青添加劑，其中，采用環(huán)保橡膠油作為活化劑，能夠使獨(dú)立的橡膠粉顆粒和苯 乙烯共聚物顆粒形成彈性網(wǎng)絡(luò)，使混合后的材料為均相體系，保證材料的高流變和耐老化 性能，進(jìn)一步采用該高粘度改性瀝青添加劑制備得到的高粘度改性瀝青兼具良好的高溫穩(wěn) 定性、低溫抗裂性和耐老化性能。
[0019] 2、采用本發(fā)明高粘度改性瀝青添加劑制備的高粘度改性瀝青應(yīng)用于排水瀝青路 面的鋪筑中，能夠有效改善排水瀝青路面用結(jié)合料的抗氧化及抗老化性能，制備工藝簡(jiǎn)單 且經(jīng)濟(jì)性較好，提高了排水瀝青路面的使用壽命，可廣泛適用于排水性瀝青路面的鋪筑中。
[0020]3、采用本發(fā)明高粘度改性瀝青添加劑制備高粘度改性瀝青與現(xiàn)有的高粘度改性 瀝青相比，具有制備方法簡(jiǎn)單、瀝青性能優(yōu)異且生產(chǎn)成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
[0021] 下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【具體實(shí)施方式】[0022] 實(shí)施例1
[0023] 本實(shí)施例高粘度改性瀝青添加劑由以下重量份的原料制成：改性主劑100份，活 化劑20份，增粘劑42份，穩(wěn)定劑1. 2份；所述改性主劑由苯乙烯共聚物和橡膠粉混合而成， 所述改性主劑中苯乙烯共聚物的質(zhì)量含量為40%，余量為橡膠粉，所述活化劑為環(huán)保橡膠 油，優(yōu)選為KN4006環(huán)保型環(huán)烷基橡膠油，所述增粘劑為石油樹脂，所述穩(wěn)定劑為硫磺；所述 苯乙烯共聚物優(yōu)選為星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述橡膠粉的粒度優(yōu)選為 80目。
[0024] 本實(shí)施例制備高粘度改性瀝青添加劑的具體過程為：
[0025] 將改性主劑和活化劑混合均勾，得到改性劑母液，然后將增粘劑、穩(wěn)定劑和所述改 性劑母液溶解于有機(jī)溶劑中，在剪切速率為4500r/min的條件下剪切60min，剪切后在溫度 為150°C的條件下攪拌，待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后得到固體物質(zhì)，造粒后得到高粘度改性瀝青 添加劑；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為丙酮，所述有機(jī)溶劑的用量為使增粘劑、穩(wěn)定劑和改性劑母液 充分溶解即可，所述攪拌的時(shí)間優(yōu)選為70min，所述造粒的溫度優(yōu)選為150°C。
[0026] 采用本實(shí)施例高粘度改性瀝青添加劑制備高粘度改性瀝青的方法包括以下步 驟：
[0027] 步驟一、將基質(zhì)瀝青加熱至155°C，然后將高粘度改性瀝青添加劑加入基質(zhì)瀝青中 攪拌均勻，得到混合物；所述高粘度改性瀝青添加劑的質(zhì)量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的7% ;所述基 質(zhì)瀝青優(yōu)選為SK-90#瀝青；
[0028] 步驟二、將步驟一中所述混合物加熱至180°C，然后在剪切速率為4500r/min的條 件下剪切60min，剪切后將所述混合物在溫度為180°C的條件下發(fā)育2h，得到高粘度改性瀝 青。
[0029] 按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTGE20-2011)中規(guī)定的測(cè)試方法， 對(duì)實(shí)施例1制備的高粘度改性瀝青的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，并與采用常規(guī)方法制備的 TPS改性瀝青進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試結(jié)果見表1。
[0030] 表1實(shí)施例1制備的高粘度改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)測(cè)試結(jié)果
[0031]
[0032] 從表1中可以看出，應(yīng)用實(shí)施例1高粘度改性瀝青添加劑制備的高粘度改性瀝青 各項(xiàng)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，其PG高溫分級(jí)和PG低溫分級(jí)均與TPS改性瀝青一致，表明其具 有良好的高溫性能和較強(qiáng)的抗車轍性能，并且與TPS改性瀝青具有相當(dāng)?shù)牡蜏乜沽研院湍?老化性能，但實(shí)施例1制備的高粘度改性瀝青的價(jià)格較TPS改性瀝青低很多，表明該高粘度 改性瀝青具有良好的性價(jià)比。
[0033] 實(shí)施例2
[0034] 本實(shí)施例高粘度改性瀝青添加劑由以下重量份的原料制成：改性主劑100份，活 化劑18份，增粘劑48份，穩(wěn)定劑2. 0份；所述改性主劑由苯乙烯共聚物和橡膠粉混合而成， 所述改性主劑中苯乙烯共聚物的質(zhì)量含量為30%，余量為橡膠粉，所述活化劑為環(huán)保橡膠 油，優(yōu)選為KN4006環(huán)保型環(huán)烷基橡膠油，所述增粘劑為石油樹脂，所述穩(wěn)定劑為硫磺；所述 苯乙烯共聚物優(yōu)選為星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述橡膠粉的粒度優(yōu)選為 60目。
[0035] 本實(shí)施例制備高粘度改性瀝青添加劑的具體過程為：
[0036] 將改性主劑和活化劑混合均勻，得到改性劑母液，然后將增粘劑、穩(wěn)定劑和所述改 性劑母液溶解于有機(jī)溶劑中，在剪切速率為5000r/min的條件下剪切45min，剪切后在溫度 為160°C的條件下攪拌，待有機(jī)溶劑完全揮發(fā)后得到固體物質(zhì)，造粒后得到高粘度改性瀝青 添加劑；所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為丙酮，所述有機(jī)溶劑的用量為使增粘劑、穩(wěn)定劑和改性劑母液 充分溶解即可，所述攪拌的時(shí)間優(yōu)選為80min，所述造粒的溫度優(yōu)選為160°C。
[0037] 采用本實(shí)施例高粘度改性瀝青添加劑制備高粘度改性瀝青的方法包括以下步 驟：
[0038] 步驟一、將基質(zhì)瀝青加熱至160°C，然后將高粘度改性瀝青添加劑加入基質(zhì)瀝青中 攪拌均勻，得到混合物；所述高粘度改性瀝青添加劑的質(zhì)量為基質(zhì)瀝青質(zhì)量的10%;所述基 質(zhì)瀝青優(yōu)選為SK-90#瀝青；
[0039] 步驟二、將步驟一中所述混合物加熱至185°C，然后在剪切速率為5000r/min的條 件下剪切50min，剪切后將所述混合物在溫度為185°C的條件下發(fā)育lh，得到高粘度改性瀝 青。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 本實(shí)施例高粘度改性瀝青添加劑由以下重量份的原料制成：改性主劑100份，活 化劑28份，增粘劑35份，穩(wěn)定劑1. 0份；