[发明专利]温拌沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种沥青组合物及其制备方法，尤其涉及温拌沥青及其制备方法。

背景技术

近十年来，为防止石化产品中过多的硫排放造成对大气的污染，环保标准日趋严格。各石油炼化公司为达到标准，不断提高脱硫工艺，硫磺作为副产物大量生成。另外，液化天然气应用也在蓬勃发展，由于所用的催化剂易受硫的毒害而失去功效，所以液化前需要对天然气进行脱硫，从而造成硫磺排放量的进一步攀升。传统硫磺的应用领域一般在肥料、药品以及化工原料方面，用量较少且相对稳定。因此，利用硫磺的新方案的寻找势在必行。

早在上世纪70年代，美国等一些国家就尝试开发了硫磺填充沥青技术SEA(Sulfur Extended Asphalt)，利用硫磺填充取代一部分沥青降低了道路建设的成本，并且硫磺改性沥青的抗车辙性与抗水性能都得到了较大幅度的提高，取得了不错的经济效益和性能提升。但单质硫与沥青的物理属性相差较大，温度降低时，单质硫容易结晶析出与沥青分相，导致道路使用性能降低。更值得顾虑的是，由于硫元素的活泼特性，在高温下容易夺取沥青芳香酚中芳环上的氢原子，生成H₂S等有害气体，影响到施工人员和周边环境的安全。因此，直接添加单质硫的SEA技术逐渐被淘汰，取而代之的则是硫磺塑化改性沥青技术。

将硫磺与一些化学单体在一定条件下共聚，通过化学反应改变硫磺的物理化学性质。化学改性后的塑化硫磺与沥青的相容性提升，塑化硫磺可以很均匀地分散在沥青中，不容易析出，同时也降低了不良气体的挥发。因此，塑化硫磺在沥青中的应用相比单质硫更具优势。然而，这方面的研究还不成熟，如中国专利CN 1690126A中提到了一种硫磺改性沥青混合料配方以及工艺，在硫磺强化沥青改性颗粒的制备中使用了碳、增塑剂以及烟雾抑制剂。虽然增塑剂正丁醇的添加可以使硫磺和沥青相容性增加，但两者主要是物理作用，不如化学塑化的效果好。此外在该专利中提到可有效降低施工中的有害气体，但缺乏相关的测试方法和实例数据支持，需要进一步工作的证明。

另一方面，硫磺的添加使沥青的高温时的粘度大幅下降，因此沥青与集料的拌合可在较低温度下进行，一般在135℃以下，比普通沥青的拌和温度要低20℃左右，达到了温拌沥青的范畴。

温拌沥青(WMA)的概念诞生于2000年的欧洲和澳大利亚，由于它独特的优势而受到世人的瞩目。相比于传统的热拌沥青(HMA)，温拌沥青(WMA)具有以下优点：

(1)较低的拌合温度使得拌合过程中产生的气体排放相对较低，对环境的污染降低，同时由于加热过程造成的沥青老化现象也得到了控制；

(2)温拌沥青在生产中所消耗的能量减少；

(3)温拌沥青施工温度范围的扩大使得运输距离可以更远，施工周期可以加长；

(4)温拌沥青更容易达到设计的压实密度。

一般来说，制备温拌沥青主要是添加各种温拌剂。温拌剂的作用方式主要有三种：

(1)温拌剂受热释放键合水，与沥青作用生成泡沫，降低了体系的表面能，起到一种润滑作用从而使拌合温度控制在130℃～140℃；

(2)使用低粘度沥青在100℃～120℃下与集料进行初拌合，然后将添加了发泡剂的高粘度沥青与预拌合的集料进行再拌合，从而最终的拌合温度可以是在80℃～90℃；

(3)一些有机添加剂在100℃左右添加到沥青中去，能很大程度上改变沥青的粘温曲线，从而使得沥青可以90℃与集料进行拌合。

塑化硫磺属于第三种温拌机理，它改变了沥青的粘温曲线，从而达到了温拌的效果。不同于其他温拌剂，塑化硫磺成本低廉，同时又有填充作用取代一部分沥青，降低了铺路成本。因此，塑化硫磺温拌沥青作为一种公路材料，既具有硫磺新利用的现实意义，又可以取得良好的经济和社会效益，符合当今发展的趋势，是一种颇具前景的技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种塑化硫磺沥青，该沥青属于温拌沥青的一种。塑化硫磺性能优于单质硫，可以降低不良气体的挥发，并为硫磺利用开辟新的道路。

为实现上述目标，本发明提供一种温拌沥青，所述温拌沥青按重量计，包含：100份的基质沥青、10～35份的塑化硫磺、0.05～1.5份的除味剂、0.02～0.5份的增香剂。

按重量计，所述塑化硫磺包含100份的单质硫、5～25份的塑化剂。

所述塑化硫磺还包含1～5重量份的反应调节剂。

所述塑化剂可以为不饱和烯烃类、不饱和酸酐、羧酸酯类、苯酚、线性脂肪族多硫化聚合物中的至少一种。