一種化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于路面瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著交通量的迅猛增長(zhǎng)，以及車(chē)輛的不斷重載化、大型化，對(duì)瀝青路面的 路用性能提高了更為嚴(yán)格的要求。改性瀝青現(xiàn)今已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于高等級(jí)公路路面的建 設(shè)中，但目前路用改性瀝青大多為以SBS為代表的聚合物改性瀝青，其價(jià)格相對(duì)比較昂貴， 改性工藝比較復(fù)雜，且儲(chǔ)存穩(wěn)定性很差。聚合物改性劑與瀝青存在著分子量和化學(xué)結(jié)構(gòu)的 巨大差異，相容性較差，屬于熱力學(xué)不相容體系，因此需要采用特殊的加工設(shè)備，如膠體磨 和高速剪切機(jī)，將聚合物打碎，從而使其均勻分散到瀝青中。改性劑顆粒與瀝青之間相互 吸附，二者之間的界面產(chǎn)生交聯(lián)作用，從而改變了瀝青的膠體結(jié)構(gòu)，瀝青宏觀(guān)性能得到改 善。在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，聚合物改性瀝青在我國(guó)路面工程中的應(yīng)用仍具有很大的發(fā)展 空間。但是目前聚合物改性瀝青普遍存在以下三個(gè)方面問(wèn)題：（1)聚合物改性劑價(jià)格較高， 目前市場(chǎng)上SBS改性劑價(jià)格高達(dá)每噸28000元，且摻量一般要達(dá)到3wt. %以上才能發(fā)揮效 果，因此聚合物改性劑沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)；（2)改性工藝比較復(fù)雜，需要借助膠體磨等專(zhuān)業(yè)機(jī)械 設(shè)備，對(duì)操作人員的技術(shù)水平要求也較高，這無(wú)疑增加了工程成本；（3)由于聚合物改性瀝 青屬于物理改性，易發(fā)生離析現(xiàn)象，因此儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差，不利于遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和工程施工。
[0003] 這三個(gè)方面問(wèn)題制約了聚合物改性瀝青在我國(guó)的推廣和應(yīng)用，尤其是儲(chǔ)存穩(wěn)定性 差的問(wèn)題在尤為突出。鑒于此，國(guó)內(nèi)外研究人員一直致力于反應(yīng)性化學(xué)改性瀝青的研究，以 期改善瀝青的技術(shù)性能，并徹底解決聚合物改性瀝青離析問(wèn)題。
[0004] 化學(xué)改性瀝青由于改性劑與瀝青中的活性官能團(tuán)之間發(fā)生了交聯(lián)、接枝反應(yīng)，生 成了新的化學(xué)鍵或化學(xué)基團(tuán)，能夠改變?yōu)r青的活性、分子鏈形式及瀝青的分子量等，從而從 根本上改變?yōu)r青的技術(shù)性能。目前，國(guó)外對(duì)于化學(xué)改性瀝青的研究已經(jīng)非常成熟，已經(jīng)有成 品的預(yù)混型化學(xué)改性瀝青投入市場(chǎng)，且實(shí)際工程應(yīng)用已經(jīng)很多，取得了良好的路用效果，但 是其專(zhuān)利技術(shù)被嚴(yán)格壟斷和保密。而國(guó)內(nèi)在化學(xué)改性瀝青研究方面仍處于空白，實(shí)際工程 應(yīng)用更是幾乎沒(méi)有。因此，化學(xué)改性瀝青在國(guó)內(nèi)發(fā)展前景十分廣闊，在將來(lái)有可能取代傳統(tǒng) 的聚合物改性瀝青，主導(dǎo)改性瀝青未來(lái)的發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種化學(xué)改性 瀝青膠結(jié)料，該化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本相對(duì)較低且熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性 好。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料，其特 征在于，由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝青改性劑0. 8~1. 8份，多聚磷 酸0. 2~0. 4份。
[0007] 上述的一種化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝 青100份，RET瀝青改性劑1~1. 8份，多聚磷酸0. 2~0. 3份。
[0008] 上述的一種化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝 青100份，RET瀝青改性劑1. 2份，多聚磷酸0. 2份。
[0009] 另外，本發(fā)明還提供了一種制備上述化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法，其特征在于，該 方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至175°C~185°C，然后在加入速度為10g/min~15g/min的條 件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌40min~60min，再加入多聚磷酸繼續(xù)攪拌 30min~40min，得到化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料。
[0010] 上述的方法，其特征在于，所述多聚磷酸的質(zhì)量百分比濃度以1^04計(jì)為110%。
[0011] 上述的方法，其特征在于，所述基質(zhì)瀝青為70#瀝青。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0013] 1、本發(fā)明采用的RET瀝青改性劑稱(chēng)為反應(yīng)型三元共聚物，屬于熱塑性聚合物，是 由乙烯主鏈與兩種共聚物單體聚合而成的化學(xué)彈性體，其特有的化學(xué)基團(tuán)可以與基質(zhì)瀝青 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成新的穩(wěn)定的化學(xué)鍵或活性基團(tuán)，從而達(dá)到永久改性瀝青的效果，由于發(fā) 生了化學(xué)反應(yīng)，本發(fā)明的化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的熱儲(chǔ)存穩(wěn)定性較好，解決了傳統(tǒng)聚合物改 性瀝青由于儲(chǔ)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生離析現(xiàn)象的缺陷。
[0014] 2、本發(fā)明化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料中由于加入了多聚磷酸，能夠起到催化改性的作 用，顯著改善基質(zhì)瀝青因長(zhǎng)時(shí)間放置而產(chǎn)生的離析現(xiàn)象，提高基質(zhì)瀝青的高溫穩(wěn)定性、熱儲(chǔ) 存穩(wěn)定性和抗老化性。
[0015] 3、本發(fā)明化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的制備工藝簡(jiǎn)單，僅僅需要將RET瀝青改性劑顆粒 和多聚磷酸先后加入到基質(zhì)瀝青中攪拌均勻即可，而傳統(tǒng)的SBS、SBR聚合物改性瀝青膠結(jié) 料制備時(shí)需要使用膠體磨等專(zhuān)用的改性設(shè)備，改性工藝復(fù)雜，設(shè)備資金投入較大，不利于改 性瀝青的大批量生產(chǎn)。
[0016] 4、本發(fā)明中RET瀝青改性劑的市場(chǎng)售價(jià)約為41000元/噸，SBS瀝青改性劑的市場(chǎng) 售價(jià)約為20000元/噸，但在制備改性瀝青膠結(jié)料時(shí)，RET瀝青改性劑的摻量?jī)H為基質(zhì)瀝青 質(zhì)量的0.8%~1.8%，遠(yuǎn)少于SBS瀝青改性劑的摻量（基質(zhì)瀝青質(zhì)量的3%~5%)，所以， 與傳統(tǒng)的SBS聚合物改性瀝青膠結(jié)料相比，本發(fā)明化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料具有良好的性?xún)r(jià)比 優(yōu)勢(shì)。
[0017] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1為采用本發(fā)明實(shí)施例1瀝青膠結(jié)料改性的瀝青混合料、基質(zhì)瀝青混合料、采用 對(duì)比例1改性的瀝青混合料、SBS改性瀝青混合料的車(chē)轍深度隨加載次數(shù)的對(duì)比變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 實(shí)施例1
[0020] 本實(shí)施例化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝 青改性劑1. 2份，多聚磷酸0. 2份；所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為70#瀝青，所述RET瀝青改性劑優(yōu) 選美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的RET瀝青改性劑，所述多聚磷酸優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度以H3P04計(jì)為 110%的多聚磷酸。
[0021] 本實(shí)施例制備化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至175°C，然后在 加入速度為l〇g/min的條件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌60min，再加入多聚 磷酸繼續(xù)攪拌40min，得到化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料。
[0022] 對(duì)比例1
[0023] 本對(duì)比例化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝 青改性劑1. 4份；所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為70#瀝青，所述RET瀝青改性劑優(yōu)選美國(guó)杜邦公司生 產(chǎn)的RET瀝青改性劑。
[0024] 本對(duì)比例制備化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至175°C，然后在 加入速度為l〇g/min的條件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌60min，得到化學(xué)改 性瀝青膠結(jié)料。
[0025] 實(shí)施例2
[0026] 本實(shí)施例化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝 青改性劑1份，多聚磷酸〇. 2份；所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為70#瀝青，所述RET瀝青改性劑優(yōu)選美 國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的RET瀝青改性劑，所述多聚磷酸優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度以H3P04計(jì)為110% 的多聚磷酸。
[0027] 本實(shí)施例制備化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至185°C，然后在 加入速度為l〇g/min的條件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌40min，再加入多聚 磷酸繼續(xù)攪拌30min，得到化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 本實(shí)施例化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝 青改性劑1. 8份，多聚磷酸0. 3份；所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為70#瀝青，所述RET瀝青改性劑優(yōu) 選美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的RET瀝青改性劑，所述多聚磷酸優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度以H3P04計(jì)為 110%的多聚磷酸。
[0030] 本實(shí)施例制備化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至180°C，然后在 加入速度為12g/min的條件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌50min，再加入多聚 磷酸繼續(xù)攪拌35min，得到化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料。
[0031] 實(shí)施例4
[0032] 本實(shí)施例化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料由以下重量份的原料制成：基質(zhì)瀝青100份，RET瀝 青改性劑1. 4份，多聚磷酸0. 25份；所述基質(zhì)瀝青優(yōu)選為70#瀝青，所述RET瀝青改性劑 優(yōu)選美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的RET瀝青改性劑，所述多聚磷酸優(yōu)選質(zhì)量百分比濃度以H3P04計(jì)為 110%的多聚磷酸。
[0033] 本實(shí)施例制備化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料的方法為：將基質(zhì)瀝青加熱至180°C，然后在 加入速度為15g/min的條件下將RET瀝青改性劑加入到基質(zhì)瀝青中攪拌40min，再加入多聚 磷酸繼續(xù)攪拌35min，得到化學(xué)改性瀝青膠結(jié)料。
[0034] 實(shí)施例5
[0035] 本實(shí)