一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法

2023-12-03 17:51:56

專利名稱：一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法
技術領域：
本發明屬於石油瀝青技術領域。具體涉及一種高等級公路用複合改性瀝青 及其製備方法。
二背景技術：
隨著交通運輸的快速發展，方便、快捷的公路運輸正承擔起越來越大的運 輸量，直接導致公路上汽車負載大幅度增加，車速提高，行駛頻度增加，對於 公路路面提出更高的要求，尤其是需要大量的高等級公路路面。而修築高等級 公路的路面需要更加注重路面材料的抗車轍能力、抗剪切變形能力和耐久性。
目前國內改性瀝青的研究主要以石油瀝青為基料添加聚合物進行改性製成 改性石油瀝青。單純靠改性石油瀝青的質量難以滿足高等級公路日益苛刻的要 求。早在上世紀六、七十年代國外就開始了煤瀝青與石油瀝青共混作為築路材 料的研究。以德國、波蘭和法國等為代表的發達國家將煤瀝青與石油瀝青共混 複合改性瀝青作為高速公路用築路材料取得了成功，路面的使用壽命雖長，但 成本較高。目前國內生產的道路瀝青，大多由於存在低溫易脆裂、高溫易軟化、 彈性差和使用壽命短等缺點，己不能滿足現代高等級路面對其性能的要求，而 且路面使用年限短，維修頻繁。
三
發明內容
本發明旨在提供一種成本低、低溫不易脆裂、高溫不易軟化、彈性好、強 度高和使用壽命長的高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。
為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是先將10 45wt。/。的調製煤瀝 青和55 90wt。/。的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至120~220°C，再外加上述 混合料1 10wt。/。的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.1 0.3wt。/。的穩定劑，在 上述溫度條件下混合0.5 2小時；然後在發育罐攪拌並保溫2 8小時，置放於存 儲罐內。
調製煤瀝青為或將40 70wt。/。的中溫煤瀝青和30 60wt。/。的煤焦油、或將 40 70wt。/。的中溫煤瀝青和30 60wt。/。的煤焦油餾分、或將85 95wt。/。的中溫煤瀝 青和5 15wt。/。的酚醛樹脂加入到反應器中，在100 16(TC條件下混合0.5 3小時，製成調製煤瀝青。
在本技術方案中，煤焦油熘分的主要組成為咔唑、芘、苊、芴、菲、萘、 蒽中的一種以上。
穩定劑的製備方法按質量分數計，在混合器中加入10 80%的硫磺、10
80。％的噻唑類和10~80%的硬脂醯胺類化合物；然後在20 9(TC條件下研磨混合
0.5 1.5小時，得到粒徑小於150目的穩定劑。其中硫磺的粒徑小於100目； 硬脂醯胺類化合物的粒徑小於100目；噻唑類為2硫醇基苯並噻唑或二硫化二
苯並噻唑，其粒徑小於100目。
由於採用上述技術方案，本發明所採用的煤瀝青是富含瀝青質組分的凝膠 體系，瀝青中瀝青質含量升高將使其軟化點升高、黏度增加，可提高其高溫抗 車轍性能和黏附性能。考慮到煤瀝青低溫易脆斷，本發明將適量焦化副產品與 煤瀝青配合，使改性瀝青中飽和分、芳香分、膠質、瀝青質的比例控制在適當 的範圍內，同時可增加混合瀝青對苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的溶解能力， 提高複合改性瀝青的低溫抗裂性及抗老化性能。
本發明綜合了石油瀝青和煤瀝青二者的優點，形成比單一瀝青性能更優良
的改性瀝青，與現有技術相比具有如下優點
1、 本發明製得的複合改性瀝青黏度值在135"C 15(TC溫度範圍內，處於水
平增長，流變性能較好，利於增加拌合時快速覆蓋碎石料顆粒表面,可允許降低
生產碎石一瀝青混合料的熱拌溫度40 5(TC，有利於節能、築路作業及環保；膠
體體系穩定性好，可保證在液態儲運期間性質不變。
2、 本發明製得的複合改性瀝青中的煤瀝青是富含瀝青質組分的凝膠體系， 對石料的粘附性強，路面堅固性高，抗變形性能強、粗糙度大、抗油浸蝕、低 溫抗裂性能和承受重載能力好，還具有高溫不易軟化、彈性好和使用壽命長的 特點。
3、 本發明工藝簡單，可在現有的改性瀝青生產工藝基礎上不增加投資，成 本低，易於實施。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步描述，並非對保護範圍的限制 為避免重複，本具體實施方式
將對所涉及到的煤焦油餾分的主要組成和穩
4定劑的製備方法先統一描述，在以下各實施例中不再贅述
煤焦油餾分的主要組成為咔唑、芘、苊、芴、菲、萘、蒽中的一種以上。 穩定劑的製備方法按質量分數計，在混合器中加入10 80。％的硫磺、10
80%的噻唑類和10 80%的硬脂醯胺類化合物；然後在20 90。C條件下研磨混合
0.5~1.5小時，得到粒徑小於150目的穩定劑。其中硫磺的粒徑小於100目； 硬脂醯胺類化合物的粒徑小於100目；噻唑類為2硫醇基苯並噻唑或二硫化二
苯並噻唑，其粒徑小於100目。
實施例1:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。先將10 18wt。/。的調製煤瀝 青和82 90wty。的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至120~200°C，再外加上述 混合料5 10wt。/。的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.1 0.2wt。/o的穩定劑，在上述 溫度條件下混合0.5 1.5小時；然後在發育罐攪拌並保溫4 8小時，置放於存儲
本實施例的調製煤瀝青為將40 45wtM的中溫煤瀝青和55 60wt。/。的煤焦 油，加入到反應器中，在130 16(TC條件下混合0.5 1.5小時，製成調製煤瀝青。
實施例2:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將5 65wtM的中溫煤瀝青和35 45wtM的煤焦油餾分，加入到反應器中，在100 130'C條件下混合1.5-3.0小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例l。
實施例3:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將5 90wt。/。的中溫煤瀝青和10 15wt。/。的酚醛樹脂加入到反應器中，在130~ 16(TC條件下混合0.5 1.5小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例l。
實施例4:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。先將18 25wtn/。的調製煤瀝 青和75 82wt。/。的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至150~200°C，再外加上述 混合料1 5wt。/。的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.2 0.3wt。/。的穩定劑，在 上述溫度條件下混合1.0-2.0小時；然後在發育罐攪拌並保溫2 6小時，置放於 存儲罐內。本實施例的調製煤瀝青為將45 55wtW的中溫煤瀝青和45 55wt。/。的煤焦 油，加入到反應器中，在130 16(TC條件下混合0.5 1.5小時，製成調製煤瀝青。
實施例5:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將5 70wt。/。的中溫煤瀝青和30 35wt。/。的煤焦油餾分，加入到反應器中，在130 16(TC條件下混合1.5~3.0小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例4。 實施例6:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將0 95wt。/。的中溫煤瀝青和5 10wt。/。的酚醛樹脂加入到反應器中，在100 130°C 條件下混合0.5 1.5小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例4。
實施例7:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。先將25 35wt。/。的調製煤瀝 青和65 75wt。/。的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至180 220°C，再外加上述 混合料5 10wt。/。的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.1 0.2wt。/。的穩定劑，在 上述溫度條件下混合0.5 1.5小時；然後在發育罐攪拌並保溫4 8小時，置放於 存儲罐內。
本實施例的調製煤瀝青為將55 65wtM的中溫煤瀝青和35 45wtM的煤焦 油，加入到反應器中，在100 13(TC條件下混合1.5 3.0小時，製成調製煤瀝青。
實施例8:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將0 45wt。/。的中溫煤瀝青和55 60wt。/。的煤焦油餾分，加入到反應器中，在130 160。C條件下混合0.5-1.5小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例7。 實施例9:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為 將5 90wt。/。的中溫煤瀝青和10 15wt。/。的酚醛樹脂加入到反應器中，在100~ 13(TC條件下混合1.5 3.0小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例7。 實施例10:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。先將35 45wtM的調製煤瀝 青和55 65wt。/o的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至150 200°C，再外加上述混合料1 5wt。/。的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.2 0.3wt。/。的穩定劑，在 上述溫度條件下混合1 2小時；然後在發育罐攪拌並保溫2 6小時，置放於存 儲罐內。
本實施例的調製煤瀝青為將65 70wt。/。的中溫煤瀝青和30 35wt。/。的煤焦 油，加入到反應器中，在100 130。C條件下混合1.5~3.0小時，製成調製煤瀝青。
實施例11:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為 將5 55wt。/。的中溫煤瀝青和45 55wt。/。的煤焦油餾分，加入到反應器中，在130 16(TC條件下混合0.5 1.5小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例IO。
實施例12:
一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。本實施例的調製煤瀝青為
將0 95wty。的中溫煤瀝青和5 10wtn/。的酚醛樹脂加入到反應器中，在100 130°C 條件下混合1.5 3.0小時，製成調製煤瀝青。其餘同實施例IO。
本具體實施方式
所採用的煤瀝青是富含瀝青質組分的凝膠體系，瀝青中瀝 青質含量升高將使其軟化點升高、黏度增加，可提高其高溫抗車轍性能和黏附 性能。考慮到煤瀝青低溫易脆斷，本發明將適量焦化副產品與煤瀝青配合，使 改性瀝青中飽和分、芳香分、膠質、瀝青質的比例在比較適當的範圍，同時可 增加混合瀝青對苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的溶解能力，提高複合改性瀝 青的低溫抗裂性及抗老化性能。
本具體實施方式
工藝簡單，可在現有的改性瀝青生產工藝基礎上不增加投 資，成本低，易於實施。與現有技術相比具有如下優點
1、本具體實施方式
製得的複合改性瀝青黏度值在135'C 15(TC溫度範圍內， 處於水平增長，流變性能較好，利於增加拌合時快速覆蓋碎石料顆粒表面,可允 許降低生產碎石一瀝青混合料的熱拌溫度40 5(TC，有利於節能、築路作業及環 保；膠體體系穩定性好，可保證在液態儲運期間性質不變。 2、本具體實施方式
所製得的複合改性瀝青中的煤瀝青是富含瀝青質組分的凝膠 體系，對石料的粘附性強，路面堅固性高，抗變形性能強、粗糙度大、抗油浸 蝕、低溫抗裂性能和承受重載能力好，還具有高溫不易軟化、彈性好和使用壽 命長的特點。
權利要求
1、一種高等級公路用複合改性瀝青的製備方法，其特徵在於先將10～45wt％的調製煤瀝青和55～90wt％的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至120～220℃，再外加上述混合料1～10wt％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.1～0.3wt％的穩定劑，在上述溫度條件下混合0.5～2小時，然後在發育罐攪拌並保溫2～8小時，置放於存儲罐內；調製煤瀝青的製備方法是或將40～70wt％的中溫煤瀝青和30～60wt％的煤焦油、或將40～70wt％的中溫煤瀝青和30～60wt％的煤焦油餾分、或將85～95wt％的中溫煤瀝青和5～15wt％的酚醛樹脂加入到反應器中，在100～160℃條件下混合0.5～3小時。
2、 根據權利要求1所述的高等級公路用複合改性瀝青的製備方法，其特徵 在於所述的煤焦油餾分的主要組成為咔唑、芘、苊、芴、菲、萘、蒽中的一 種以上。
3、 根據權利要求1所述的高等級公路用複合改性瀝青的製備方法，其特徵 在於所述的穩定劑的製備方法按質量分數計，在混合器中加入10 80%的硫磺、 10~80%的噻唑類和10 80%的硬脂醯胺類化合物，然後在20 9(TC下研磨混合 0.5 1.5小時，得到粒徑小於150目的穩定劑；其中硫磺的粒徑小於100目；硬脂醯胺類化合物的粒徑小於100目；噻 唑類為2硫醇基苯並噻唑或二硫化二苯並噻唑，其粒徑小於100目。
4、根據權利要求1~3項中任一項所述的高等級公路用複合改性瀝青的製備 方法所製備的高等級公路用複合改性瀝青。
全文摘要
本發明涉及一種高等級公路用複合改性瀝青及其製備方法。其技術方案是先將10～45wt％的調製煤瀝青和55～90wt％的石油瀝青經膠體磨混合均勻，升溫至120～220℃，再外加上述混合料1～10wt％的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和0.1～0.3wt％的穩定劑，在上述溫度條件下混合0.5～2小時；然後在發育罐攪拌並保溫2～8小時，置放於存儲罐內。調製煤瀝青為或將40～70wt％的中溫煤瀝青和30～60wt％的煤焦油或煤焦油餾分、或將85～95wt％的中溫煤瀝青和5～15wt％的酚醛樹脂加入到反應器中，在100～160℃條件下混合0.5～3小時。本發明成本低、工藝簡單，其製品具有低溫不易脆裂、高溫不易軟化、彈性好、強度高和使用壽命長的特點。
文檔編號C08J3/20GK101508789SQ200910060988
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月6日 優先權日2009年3月6日
發明者李其祥, 柏紅學, 王世傑 申請人:武漢科技大學