[发明专利]一种低温高分子树脂改性剂及改性沥青的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温高分子树脂改性剂及改性沥青的制备方法。

背景技术

传统意义上的沥青是由树脂包裹的沥青质分子团组成的胶体物质，它呈现出 很强的油质状态(即石油质)。胶体分为溶胶(主要指液态密度)和冻胶(主 要指固体密度)，这取决于其成分间的平衡状态。对沥青来说，两种状态的平 衡取决于沥青质和树脂间的相互作用，并受到外界温度的强烈影响。事实上，沥青温度 的升高打破了其冻胶状态，使沥青分子团演变成溶胶状态。因而沥青的一个重 要特性就是常温下呈现出固体或半固体，但随温度升高极易溶化。这一显著的 热敏感性是沥青的最重要的特征，也是其主要弱点。事实上，沥青混合物应能 够在全年不同的工作条件下保持其良好的性能。显著的热敏感性妨碍了沥青混 合物在高温和低温时呈现出良好的性能，因而必须改进沥青的特性以提高产品 性能。

二十多年来，国际国内交通容量增长迅速，重型车辆在其中的比例也不断增 长。面对现在和将来的繁重的交通容量，使用传统材料、按传统方法设计的高 速公路和机场跑道的沥青路面的寿命将不断降低。为了提高沥青的产品性能， 一个可行的方法就是选用某些高分子聚合体改变传统沥青的特性。

改性沥青的主要功用之一是提高沥青混合料在高温下的抵抗变形能力，而在 其他温度下对沥青或沥青混合料的特性无不利作用。改性沥青通常具有如下几 个特点：(1)优良的高温稳定性；(2)较好的低温抗裂和抗反射裂缝的能力；(3) 粘结力及抗水损害能力增强；(4)具有较长的使用寿命。

不同种类的改性剂对沥青性能的改善作用是不一样的，一般地，树脂类材料 改性后沥青的针入度下降、软化点上升，而延度变小。橡胶类材料改性后，沥 青的针入度会有所降低，而延度与软化点都会上升；热塑性弹性体材料则具有 良好的双向改性功能。对于沥青的改性机理，目前尚无定论，总结起来有以下 几点：(1)聚合物与沥青的共混体的最佳状态：聚合物以离散相状态均匀分布 在呈连续相的沥青介质中，这种结构类似于用级配理论中的骨架密实结构；(2) 聚合物在沥青中会产生溶胀现象；(3)聚合物在沥青中的掺量存在一个临界值 (即美国科学家Collins所称的临界掺量)，达到临界掺量时，聚合物形成一种 稳定而富有弹性的网络结构；当超过此值时，改性体系发生相变，聚合物由非 连续相转化为连续相，沥青由连续相转化为非连续；在另一方面过高的掺量会 大大增加改性成本而显得不经济。

现场改性因为改性沥青随生产随铺设，不会长期堆存，能保证改性沥青性能 稳定，但生产环境一般不好，对生产方的技术和设备要求交高。工厂改性可以 在改性沥青厂提前生产好，然后将其储存在沥青罐中，需要时再运输到施工现 场。由于改性沥青不能长期储存，因此要加入稳定剂以保证其不离析。工厂改 性的好处是在不需要改性沥青时工厂可以提前大量生产并储存，在大量需要时 可以集中供货。但其也有须特别注意的，因为当长时间处于高温或低温储藏状 态时，很多预处理过的改性沥青对温度的降低都十分敏感，在储存、运输、使 用过程中的把握不好温度升降，将会对改性沥青的品质造成影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种低温高分子树脂改性剂及改性沥青的制备方法，保 证沥青的最佳使用状态。

本发明为达到上述技术目的，采取的技术方案是，一种低温高分子树脂改性 剂及改性沥青的制备方法，其步骤为：A、将基质沥青从储罐或脱桶器中打入沥 青升温罐中，升温至100℃；

B、将升温后的基质沥青和主改性剂、辅助改性剂、改性剂按设计比例分别 通过改性沥青设备上的计量泵和改性剂输送系统加入到改性沥青设备的搅拌罐 1中，边加料边搅拌，进行化学和物理改性。这样搅拌罐1中就形成沥青和改性 剂的聚合物沥青；

C、把罐1中的聚合物沥青打入罐2，再将搅拌罐2中的沥青混合物通过变频 调速泵和胶体磨磨一遍打入到搅拌罐1中，如此反复3-6遍，即可得到加工好 的改性沥青。磨的遍数是根据每磨一遍后，通过对磨后的改性沥青指标进行检 验，以达到要求的遍数来决定的；

D、将加工好的改性沥青泵到带有搅拌器的改性沥青储存罐中，在储存的时 候进行后期发育，即成为合格的改性沥青，一般后期发育需要1-2个小时左右。