[发明专利]道路沥青用复合聚氨酯改性剂

说明书

技术领域

本方法涉及一种道路沥青用改性剂，特别涉及用复合异氰酸酯材料通过化学反应的方法与基质沥青形成聚氨酯结构以改善基质沥青的使用性能。

背景技术

交通运输的迅速发展对沥青道路和改性沥青性能提出了更高要求，一方面要求改性沥青具有高稳定性，不易产生车辙，另一方面要求改性沥青具有抗疲劳性、低温抗裂性，延长路面的使用年限，同时还希望在改性沥青加工过程中能够简化加工过程，降低能耗，实现低碳环保。与其它用途的改性沥青相比，道路改性沥青需要在较低改性剂添加量(如5％左右)和较低改性成本的条件下，实现基质道路沥青性能的大幅提高。

道路沥青的改性方法分为物理改性和化学改性两大类，物理改性方法包括添加聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等塑料改性剂，添加苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)等橡胶改性剂。其中，SBS物理改性剂因改性效果好、对沥青的普适性好，价格适中等综合优势而成为目前最为常用的沥青改性剂。

中国专利CN 101165102A公开了一种交通抗车辙的沥青物理改性剂，该改性剂含有热塑性乙烯基芳香烃-共轭二烯嵌段共聚物(SBS类物质)、聚烯烃、木质纤维素。该改性剂可以提高改性沥青的高温性能、抗车辙能力、抗低温开裂等性能，改性沥青贮存稳定性好。

美国专利US 5393811公开了一种利用SBS与基质沥青的磺化中和技术，改善SBS与基质沥青的相容性，但由于存在磺化和中和过程，造成了生产过程复杂和设备易腐蚀等问题。

化学改性方法包括添加双组分环氧改性剂、苯乙烯化学改性剂、聚氨酯预聚体改性剂、松香改性酚醛树脂改性剂、丙烯酸酯聚合物改性剂。道路沥青的化学改性剂因改性效果问题或成本问题而限制了它们的大规模应用，例如环氧改性剂的价格数倍于目前的SBS树脂，仅在桥面等有限场合使用，而且其性能不能满足高温或低温环境对道路沥青的要求。

中国专利CN 101074322A公开了一种沥青化学组合改性剂及沥青组合物，该改性剂含有金属化合物和含苯环的过氧化物以及树脂类物质。该改性剂可以有效改善沥青针入度，同时不降低延度等性质。

日本专利平2-302425公开了一种聚环氧化合物和专用改性多胺化合物改性的沥青。该改性沥青通过改性剂的三维交联，使改性后基质沥青的感温性显著改善、流动性和磨耗性满足要求，延长路面使用寿命。

美国专利US 6743838B2公开了一种由反应型聚合环氧改性，并由缩水甘油化乙烯共聚物增强性能的沥青改性剂，该改性剂能够与沥青中的活性成分发生反应，形成具有稳定高弹性的改性沥青。

日本专利昭62-50363为仅见的关于道路沥青聚氨酯化学改性剂的专利。该专利在道路基质沥青中加入端羟基聚丁二烯多元醇与多异氰酸酯反应制得的聚氨酯预聚体作为化学改性剂，而后加入起物理改性作用的橡胶乳胶，因此该专利报道的应为一种聚氨酯化学改性剂与橡胶乳胶物理改性剂同时使用的混合改性剂。该专利报道在60/80号直馏沥青中添加占基质沥青5wt％聚氨酯预聚体改性剂、8wt％No.1 SBR乳胶改性剂、2wt％No.2 SBR乳胶改性剂混合，1天后沥青软化点与基质沥青基本相同为45.4℃，9天后软化点为46.6℃，3个月后软化点为52.5℃，同样条件添加8wt％聚氨酯预聚体改性剂及同样橡胶乳胶改性剂的沥青3个月后软化点为53.0℃。该聚氨酯改性沥青技术中改性沥青

软化点上升缓慢，上升幅度小，在通常改性剂添加量(5wt％)时，主要指标软化点仅上升7.1℃，与采用的SBS物理改性剂使沥青软化点提高20℃左右相差较大，而且该改性剂对于基质沥青的针入度及低温性能指标即延度没有明显的改善，因此通过此改性剂改性的道路沥青不能满足高温炎热或低温严寒恶劣天气环境下道路的铺设及使用寿命的要求，其使用范围受到一定限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：提供一种沥青改性用的、特别是道路沥青改性用的复合聚氨酯改性剂，使添加本发明改性剂的沥青组合物可以显著提高基质沥青软化点、降低针入度、改善低温性能。特别是，该改性剂可满足不同外界温度环境下的道路的沥青铺设要求，延长道路的使用寿命，同时简化加工过程，降低能耗。以克服现有沥青改性剂的缺陷。

为解决上述问题，本发明的而技术方案如下：