一種聚苯乙烯類改性瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于改性瀝青技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及到一種聚苯乙烯類改性瀝青及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 柏油馬路已經(jīng)編織了我們的生活，以瀝青為粘結(jié)劑的瀝青路面因快速通車、行車 舒適等優(yōu)勢(shì)，成為路面鋪筑的主導(dǎo)材料。但是瀝青路面也有諸如高溫軟化、低溫開裂等一系 列問題。為了改善瀝青的高低溫性能，改性瀝青也就順勢(shì)而生。聚苯乙烯的制備原料來源 充足，產(chǎn)量大，可作為瀝青改性劑使用，擴(kuò)展聚苯乙烯的應(yīng)用范圍，提升其應(yīng)用價(jià)值。然而聚 苯乙烯與瀝青的相容性不佳，當(dāng)聚苯乙烯的用量較大時(shí)，在高溫儲(chǔ)存的過程中會(huì)發(fā)生明顯 的相分離，使得聚苯乙烯富集在瀝青上層，不利于后續(xù)改性瀝青的應(yīng)用。已有一些研究針對(duì) 聚苯乙烯改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性不佳的問題開展，并申請(qǐng)了相關(guān)專利，大都與其他類型改性 劑配合使用，聚苯乙烯用量少，并不是完全意義上的聚苯乙烯改性瀝青。例如WO97/30121 公開了一種聚苯乙烯（PS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)或苯乙烯_(乙烯-異 丁烯）-苯乙烯共聚物（SEBS)和交聯(lián)劑如硫磺的復(fù)合改性劑，CN1148417C公開了一種PS、 SBS、丁苯橡膠（SBR)和硫磺作為改性劑的改性瀝青材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種性能優(yōu)良的聚苯乙烯類改性瀝青及其制 備方法。
[0004] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙烯類改性瀝青的制備方法，所述制備方法具體操作步驟 為：先用超聲波將聚苯乙烯-二氧化硅雜化材料溶解于有機(jī)溶劑中，然后加入110-130°C的 基質(zhì)瀝青中，經(jīng)高速剪切儀器在110_130°C下以2000-4000rpm轉(zhuǎn)速剪切25-40分鐘，即得到 聚苯乙烯類改性瀝青。
[0005] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙稀類改性瀝青的制備方法，所述聚苯乙稀-二氧化娃雜 化材料在聚苯乙稀類改性瀝青中摻量為l_8wt%，優(yōu)選l_5wt%，該聚苯乙稀分子量為2-10 萬。
[0006] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙稀類改性瀝青的制備方法，按質(zhì)量份計(jì)，基質(zhì)瀝青為100 份、聚苯乙烯-二氧化硅雜化材料為1-3份、有機(jī)溶劑為5-30份。
[0007] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙稀類改性瀝青的制備方法，所述聚苯乙稀-二氧化娃雜 化材料的具體制備步驟為：取lmol/L鹽酸，用4-8倍量的丙酮稀釋，將三乙氧基氯硅烷與 正硅酸乙酯溶解在剩余丙酮中，加入稀釋后的鹽酸，在40°C環(huán)境水解1小時(shí)，經(jīng)無水乙醇沉 淀，抽濾，干燥，得樣品I，備用；將干凈的聚合瓶接入真空-氬氣系統(tǒng)，抽真空、高溫烘烤、充 氬氣處理，反復(fù)3次后冷卻備用，加入苯乙烯單體的環(huán)己烷溶液，50°C加熱半小時(shí)后，加入 正丁基鋰，反應(yīng)兩小時(shí)得到聚苯乙烯活性體，將樣品I加入聚苯乙烯活性體中進(jìn)行封端，經(jīng) 無水乙醇沉淀，抽濾，干燥后得到聚苯乙烯-二氧化硅雜化材料。
[0008] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙稀類改性瀝青的制備方法，按質(zhì)量份計(jì)，所述苯乙稀單 體為1000份、環(huán)己烷為5000-10000份、正丁基鋰為0. 64-3. 2份、三乙氧基氯硅烷為2-10 份、正硅酸乙酯為8-100份、丙酮為200-2000份、lmol/L鹽酸為1. 4-90份。
[0009] 本發(fā)明所述的一種聚苯乙烯類改性瀝青的制備方法，所述有機(jī)溶劑為甲苯、二甲 苯、四氫呋喃、四氯乙烯或三氯甲烷中的一種。
[0010] 所述的基質(zhì)瀝青采用殼牌90#、殼牌70#、SK90#和SK70 #瀝青中的一種。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的聚苯乙烯類改性瀝青及其制備方法具有以下有優(yōu) 點(diǎn)：1)將聚苯乙烯改性，得到雜化材料，目的在于從根本上即材料自身結(jié)構(gòu)出發(fā)，改善聚苯 乙烯與瀝青相容性不佳的問題，制備得到貯存穩(wěn)定性好的聚苯乙烯改性瀝青；2)常規(guī)的制 備此類聚苯乙烯雜化材料大都選取溶膠-凝膠法，在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程中不易控制，本法 的工藝相對(duì)簡單，可順利得到雜化材料，工業(yè)化前景好；3)雜化材料為納米級(jí)，因納米材料 表面能高，容易團(tuán)聚，如果通過常規(guī)的剪切攪拌，無法很好的分散在瀝青中，從而影響改性 效果，為保證雜化材料與瀝青混合均勻，首先將雜化材料超聲分散在溶劑中，隨后與基質(zhì)瀝 青共混，混合過程中溶劑揮發(fā)，最終得到一種聚苯乙烯類改性瀝青；4)瀝青改性過程中，制 備溫度較低，僅為110-130°C，而聚苯乙烯改性瀝青的常規(guī)制備溫度在180°C左右，節(jié)省能 源，防止瀝青老化嚴(yán)重，保證改性瀝青具有良好的性能；5)與常規(guī)的聚苯乙烯改性瀝青相 比，制備得到的改性瀝青儲(chǔ)存穩(wěn)定性佳，且性能得到明顯提升。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述聚苯乙烯類改性瀝青及其制備方法做進(jìn)一 步說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0013] 實(shí)施例1
[0014] 取三乙氧基氯硅烷2質(zhì)量份，正硅酸乙酯8質(zhì)量份，溶解在170質(zhì)量份丙酮中，加 入鹽酸（lmol/L) 5質(zhì)量份（將5質(zhì)量份鹽酸均勻分散在30質(zhì)量份丙酮后再加入），在40°C 環(huán)境共水解1小時(shí)，經(jīng)無水乙醇沉淀，過濾，干燥，得樣品1 ;將干凈的聚合瓶接入真空-氬 氣系統(tǒng)，抽真空、高溫烘烤、充氬氣處理，反復(fù)3次后冷卻備用，加入1000質(zhì)量份苯乙烯單 體，溶解在5000質(zhì)量份環(huán)己烷中，50°C水浴加熱半小時(shí)后，加入1質(zhì)量份正丁基鋰，50°C反 應(yīng)兩小時(shí)，得聚苯乙烯活性體，加入樣品1，使聚苯乙烯活性體封端，經(jīng)無水乙醇沉淀，過濾， 干燥得聚苯乙稀-二氧化娃雜化材料。取聚苯乙稀-二氧化娃雜化材料IOg加入80g二甲 苯中，在25°C下超聲分散15min，得到樣品2 ;將500g基質(zhì)瀝青（殼牌90號(hào)瀝青）加熱至 130°C，緩慢加入樣品2,剪切攪拌25min。
[0015] 實(shí)施例2
[0016] 取三乙氧基氯硅烷5質(zhì)量份，正硅酸乙酯50質(zhì)量份，溶解在1040質(zhì)量份丙酮中， 加入鹽酸（lmol/L) 10質(zhì)量份（將10質(zhì)量份鹽酸均勻分散在60質(zhì)量份丙酮后再加入），在 40°C環(huán)境共水解1小時(shí)，經(jīng)無水乙醇沉淀，過濾，干燥，得樣品1 ;取1000質(zhì)量份苯乙烯單 體，溶解在5000質(zhì)量份環(huán)己烷中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，50°C水浴加熱半小時(shí)后，加入1. 5質(zhì)量份 正丁基鋰，50°C反應(yīng)兩小時(shí)，得聚苯乙烯活性體，加入樣品1，使聚苯乙烯活性體封端，經(jīng)無 水乙醇沉淀，過濾，干燥得聚苯乙烯-二氧化硅雜化材料。取15g聚苯乙烯-二氧化硅雜化 材料加入90g甲苯中，在25°C下超聲分散25min，得到樣品I;將500g基質(zhì)瀝青（SK70號(hào)瀝 青）加熱至130°C，緩慢加入樣品I，剪切攪拌30min。
[0017] 實(shí)施例3
[0018] 取三乙氧基氯