[发明专利]CNT-SBS改性沥青

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性沥青 

背景技术

沥青是国内外道桥工程中所使用的主要路面材料。现代道路交通的特点是车流量大、车速快、载重量高，因此对路面质量的要求也在不断提高。普通沥青材料普遍存在针入度高、延度低以及工程范围内软化点低的缺点，具体表现为沥青抗压、抗裂性差、塑性差、温度敏感性高、工作温度范围窄。由于普通沥青难以达到现代道路交通对路面质量的要求，近年来出现了各方面性能优于普通沥青的改性沥青。在现有众多沥青改性剂中苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，即SBS由于其良好的性能，成为目前使用最多的沥青改性剂，因此SBS改性沥青也成为最常用的改性沥青品种。但由于SBS本身粒径较大，在沥青中难以做到均匀分散，导致改性沥青稳定性差。发表于《森林工程》2011年第27(5)的“碳纳米管提高SBS改性沥青性能的研究”一文中，公开了以具有共轭π键和环状结构的碳纳米管，即CNT作为稳定剂，在SBS添加量为4％，CNT添加量在0、0.005％、0.01％、0.02％、0.04％和0.08％时，延度(5℃)分别为41cm、43cm、46cm、50cm、52cm和50cm，软化点为77℃、78℃、79℃、79℃、82℃和82℃。根据结果可以的看出，该CNT添加量范围内，改性沥青在提高延度及软化点方面的程度有限，同时并未确定一个精确的最优化CNT添加量。 

发明内容

本发明是要解决现有CNT-SBS改性沥青与SBS改性沥青相比，在提高延度以及软化点温度方面的效果不明显，以及成分配比不精确的问题，而提供一种CNT-SBS改性沥青。 

本发明的CNT-SBS改性沥青按质量百分比由95.97％的基质沥青、4％的线性苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粉末和0.03％的碳纳米管制成；其中，基质沥青为110号石油沥青；线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物粉末的细度为60～100目。 

CNT-SBS改性沥青的制备方法是通过以下步骤实现的：一、先使用粉碎机将线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物颗粒打碎至细度为60～100目的粉末状，获得线型SBS粉末；二、在将步骤一得到的线型SBS粉末与碳纳米管以400∶3的质量比均匀混合，得到CNT-SBS复合改性剂；三、在烘箱中将基质沥青加热至110～130℃，然后将占基质沥青质量百分比为4.2％的CNT-SBS复合改性剂加入到基质沥青中，在沥青搪瓷杯中，将上述 混合物继续加热至160～180℃，用沥青剪切机以3000～5000r/min的转速剪切3～10min，然后用搅拌机以600～900r/min的转速搅拌2～5min，得到CNT-SBS改性沥青。 

本发明采用CNT-SBS复合改性剂对基质沥青进行改性，选择碳纳米管的加入量为0.03％，制备的CNT-SBS改性沥青取得了意想不到的技术效果。本发明制备的CNT-SBS改性沥青的延度(5℃)为63cm，与同条件下不加入CNT的SBS改性沥青相比提高了31.3％，而在已公开文献中，当CNT加入量为0.04时CNT-SBS改性沥青的延度(5℃)达到最大值，为52cm，与同条件下不加入CNT的SBS改性沥青相比仅提高了26.8％；本发明制备的CNT-SBS改性沥青的软化点为83℃，与同条件下不加入CNT的SBS改性沥青相比提高了16.9％，而在已公开文献中，当CNT加入量为0.08时CNT-SBS改性沥青的软化点达到最大值，为82℃，与同条件下不加入CNT的SBS改性沥青相比仅提高了6.5％。本发明的改性效果与比现有技术相比有显著提高，精确了CNT-SBS改性沥青的优化配比，同时由于CNT用量的降低，可以大幅度节约成本。 

本发明制备的CNT-SBS改性沥青符合国家标准，具备抗压、抗裂性高、塑性好、温度敏感性低的优点，可以更好的适应温差较大地区的环境条件，扩大了工作温度及区域范围，提高了沥青的高温抗压性。 

本发明适用于改性沥青的工业化生产。 

附图说明

图1为改性沥青延度随CNT添加量的变化曲线图； 

图2为改性沥青软化点随CNT添加量的变化曲线图； 

图3为改性沥青针入度随CNT添加量的变化曲线图。 

具体实施方式

本发明的技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。