[发明专利]一种复合改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合改性沥青及其制备方法，属沥青改性及加工技术领域。

背景技术

沥青是常用的道路铺设材料，但受其自身性能的限制，沥青的高、低温性能不稳定。夏季在强烈阳光照射下，沥青容易软化，出现车辙、拥包等现象；寒冷的冬天易出现裂纹，严重影响路面行车的舒适性和道路使用寿命。随着经济与社会的快速发展，交通运输正在向高速、重载、大流量的方向发展，这不仅要求公路路基坚实、牢固，而且要求公路路面具备耐磨、耐高温、抗软化、平整等功能。沥青改性的目的是提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性及抗老化性能。

聚合物改性沥青可显著提高沥青的物理性能，因此在国内外广泛使用，但该方法存在局限性，主要表现在：1.由于聚合物与沥青的相容性差，导致其高温储存稳定性不好，易出现离析现象；2.聚合物的掺入虽然有效地改善了沥青的低温性能，却弱化了其高温性能。

为解决上述问题1，国内普遍采用的方法是先制备聚合物改性沥青母粒，再用来制备改性沥青，CN1300801A报道了一种SBS改性母粒的制备方法；CN1394911A报道了一种聚合物复合交联改性沥青材料，其中改性剂由含有不饱和双键的聚合物、水泥、橡胶硫化剂组成；CN1414038A根据热力学第二定律选择合适的溶剂，使SBS溶解成胶状溶液，再与加热的沥青混合搅拌，得到的改性沥青无聚集，无离析；CN1422904A报道了一种复合改性沥青及其制法，采用非晶态聚-α烯烃(APAO)与丁苯橡胶(SBS)对沥青复合改性。

为解决上述问题2，国内普遍采用的方法是利用无机填料或有机/无机复合材料对沥青进行改性。CN1400251A报道了一种硅藻土改性沥青，具有较好的高、低温性能，抗老化性能和水温性能。CN1400252A报道了一种改性沥青组合物及其制备方法，采用一种具有核-壳结构的填料单独或与聚合物复配，作为沥青改性剂。

综上，尽管为解决上述问题采取了各种方式，但现有的措施仍存在不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明采用一种无机物填料与聚合物，并辅以稳定剂和偶联剂对沥青复合改性，提出了一种复合改性沥青及其制备方法。

本发明有效利用了无机填料和聚合物的优点，达到了优势互补的效果，以此得到具备良好高、低温性能和抗老化性能的复合改性沥青。同时，制备方法具有简单、实用和方便等优点。

本发明所述的复合改性沥青，由改性剂与基质沥青混合制成；其特征在于，所述改性剂由无机物填料、聚合物、稳定剂和偶联剂组成；其中无机物填料为蒙脱土、碳酸钙或粉煤灰，或它们任意重量比例的混合，其粒子直径为0.04～20μm；聚合物为星型结构的热塑性弹性体聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，其中苯乙烯的含量以重量百分比计为20～30％；稳定剂为PN-2型、SWD型或HMD型稳定剂，或它们任意重量比例的混合；偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂，或它们任意重量比例的混合；所述沥青为石油沥青或煤焦油沥青，其针入度范围为50～110 1/10mm，软化点是40～100℃； 所述改性剂各组分的含量以质量百分比计，并以基质沥青为100％基准，分别是：无机物填料为沥青的1％～10％，聚合物为沥青的1％～10％，稳定剂为沥青的0.1％～5％，偶联剂为沥青的0.1％～5％。

上述复合改性沥青中，所述改性剂中的无机物填料优选蒙脱土、碳酸钙或粉煤灰，其粒子直径为0.04～20μm；所述改性剂中的聚合物优选为星型结构的热塑性弹性体聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，其中苯乙烯的含量以重量百分比计为20～30％；所述改性剂中的稳定剂优选PN-2型、SWD型或HMD型稳定剂；所述改性剂中的偶联剂优选硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂；所述改性剂各组分的含量以质量百分比计，并以基质沥青为100％基准，分别优选：无机物填料为沥青的4％～6％，聚合物为沥青的4％～6％，稳定剂为沥青的1％～2％，偶联剂为沥青的1％～2％。

上述PN-2型稳定剂购自锦州石化保路沥青助剂有限公司，SWD型稳定剂购自盘锦宇拓化工有限公司，HMD型稳定剂购自东营润丰博越石油技术有限公司。

本发明所述复合改性沥青的制备方法，其特征在于，将沥青加热至100～200℃，在剪切速度1000～10000r/min下加入改性剂，混合0.5～4h，得复合改性沥青；其中，所述改性剂各组分的含量以质量百分比计，并以基质沥青为100％基准，分别是：无机物填料为沥青的1％～10％，聚合物为沥青的1％～10％，稳定剂为沥青的0.1％～5％，偶联剂为沥青的0.1％～5％。