熱儲存穩定的膠粉－瀝青組合物及其製備方法
2023-09-20 16:04:00 1
專利名稱：熱儲存穩定的膠粉－瀝青組合物及其製備方法
技術領域：
本發明屬於一種瀝青材料組合物及其製備方法，更具體地說，是屬於一種儲存穩定的改性瀝青及其製備方法。
背景技術：
瀝青作為道路、建築及水利行業的鋪裝材料，發展非常迅速，但瀝青對溫度的敏感性較大，存在夏季高溫流淌、冬季低溫開裂的問題，因此，對其應用帶來了一定製約。
鑑於此，向瀝青中添加各種改性材料來改善瀝青的溫度敏感性越來越受到人們的重視。目前，應用最廣泛的是聚合物類改性劑，主要包括熱塑性彈性體類，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)等；橡膠類，如丁基橡膠、丁苯橡膠等；樹脂類，如聚乙烯(PE)等。不同種類聚合物改性劑的加入可以改善瀝青的抗高溫性能、改善瀝青的抗低溫性能或同時改善瀝青的高低溫性能，從而達到降低瀝青溫度敏感性的作用。但是，由於上述聚合物改性劑價格很高，造成改性瀝青的成本大幅增加，從而制約了這類改性瀝青的推廣與應用，因此，人們試圖尋找性能價格比更優的改性劑來改變這種狀況。在這種情況下，廢舊膠粉作為瀝青改性劑引起了人們的廣泛關注。
膠粉，這裡主要指廢舊輪胎經破膠、粉碎、脫金屬、脫纖維後得到的膠粉，主要由天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠和異戊橡膠構成，屬於橡膠類，但它又不同於上述的橡膠，這類膠粉是經過高度硫化的橡膠，自身性質很穩定，另外，在膠粉中還含有大量的無機填料和防老劑、硫化劑等各種助劑，組成很複雜。
目前，人們將膠粉用於瀝青改性主要採取的是物理混合方法，即將膠粉直接加入瀝青中，經簡單的攪拌混合得到膠粉改性瀝青。這樣製備的膠粉改性瀝青，存在的最大問題是膠粉和瀝青很容易發生離析，不能在高溫下穩定儲存和運輸。
CN1441005A公開了一種脫硫膠粉改性瀝青，該改性瀝青由5～30％的脫硫膠粉、70～95％的瀝青、0～1.5％的相容劑組成，其中膠粉為脫硫膠粉。眾所周知，廢橡膠脫硫不但對環境造成嚴重汙染，而且加工成本也相對較高。膠粉改性瀝青其離析軟化點差仍大於6℃，沒有達到成品聚合物改性瀝青對儲存穩定性的要求，即離析軟化點差小於2.5℃。
CN1218074A採取高溫煮解的方法將膠粉降解後溶於瀝青中製備儲存穩定的膠粉瀝青組合物，該方法雖然解決了膠粉與瀝青的離析問題，但這是一個高溫脫硫降解的過程，不但汙染環境而且能耗高，另外，對膠粉改善瀝青的高溫能力會造成很大影響。
US4,992,492中涉及一種用瀝青、廢顆粒膠、填充油和高分子量烯屬不飽和合成橡膠在175～185℃條件下製備膠粉瀝青組合物的方法，該方法需要用高分子量烯屬不飽和合成橡膠，使膠粉顆粒穩定在瀝青中。
發明內容
本發明的目的是在現有技術基礎上提供一種熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物及其製備方法，以解決膠粉瀝青的熱儲存穩定性問題。
本發明提供的膠粉-瀝青組合物包括65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑、0.01～5重％的助劑。
本發明提供的膠粉-瀝青組合物製備方法為將65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑混合，在100～240℃溫度下，在高速剪切攪拌或膠體磨研磨作用下反應0.2～4小時，然後加入0.01～5重％的助劑，再進一步反應0.3～6小時，即可得到熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物。
本發明製備的膠粉-瀝青組合物解決了膠粉與瀝青的相容穩定性問題，在高溫下可以穩定儲存而不發生離析。
具體實施例方式
本發明提供的膠粉-瀝青組合物包括65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑、0.01～5重％的助劑。計算基準均為膠粉-瀝青組合物的總重量。
所述的瀝青主要指石油瀝青，所述的石油瀝青是選自直餾瀝青、溶劑脫油瀝青、氧化瀝青及餾程大於300℃的石油殘渣之中的一種或一種以上的混合物。
所述的膠粉主要是指廢舊輪胎膠粉，由天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠和異戊橡膠構成的廢舊輪胎經粉碎製得。所述的膠粉粒度在20～200目之間。
所述的增容劑是選自石油餾分、煤焦油餾分、催化裂化油漿、脫瀝青油、溶劑精製抽出油、蒸汽裂解制乙烯過程副產的焦油、妥爾油及環烷油中的一種或一種以上的混合物，要求其餾程大於200℃。
所述的助劑是選自硫、含硫化合物、脂肪酸、過氧化物、酸酐中的一種或一種以上的混合物。
本發明提供的膠粉-瀝青組合物製備方法為將65～95重％優選70～90重％的瀝青、1～30重％優選5～25重％的膠粉、0～30重％優選0～20重％的增容劑混合，在100～240℃優選140～200℃的溫度下，在高速剪切攪拌或膠體磨研磨作用下反應0.2～4小時優選0.5～3小時，然後加入0.01～5重％優選0.03～2重％的助劑，再進一步反應0.3～6小時優選0.5～5小時，即可得到熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物。
製備方法中所用的瀝青、膠粉、增容劑、助劑與膠粉-瀝青組合物所用的瀝青、膠粉、增容劑、助劑分別相同。
該組合物有效地解決了膠粉與瀝青的離析問題，其優勢在於採用了物理化學的方法，改善了膠粉與瀝青的相容穩定性問題，用該方法製備的改性瀝青在高溫下可以穩定儲存，且改性瀝青性質也有明顯提高，該組合物可廣泛應用於道路、建築、水利等領域。
下面的實施例將對本方法予以進一步的說明，但並不因此限制本方法。
按本發明所述方法，分別製備儲存穩定的膠粉-瀝青組合物，見實施例1～6，按常規方法分別製備膠粉-瀝青組合物，見對比例1、2。對上述製備的樣品，實驗室按ASTM標準分別對所得膠粉-瀝青組合物進行針入度、軟化點、延度(5℃)和離析試驗分析，考察不同方法製備的膠粉-瀝青組合物的儲存穩定性和改性效果。具體實施步驟和分析結果見表1～4。
由上述實施例可見採用本發明所製備的膠粉-瀝青組合物，可以有效地解決膠粉與瀝青的離析問題，製備的產品熱儲存穩定性良好，各實施例的離析軟化點差小於2.5℃，且改性性能優良，可以全部或部分取代其它聚合物改性瀝青應用於道路、建築、水利等領域。
表1
表2
表3
表4
權利要求
1.一種熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物，其特徵在於該組合物包括65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑、0.01～5重％的助劑。
2.按照權利要求1的組合物，其特徵在於所述的瀝青是選自直餾瀝青、溶劑脫油瀝青、氧化瀝青及餾程大於300℃的石油殘渣之中的一種或一種以上的混合物。
3.按照權利要求1的組合物，其特徵在於所述的膠粉是由天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠和異戊橡膠構成的廢舊輪胎經粉碎製得，所述的膠粉粒度在20～200目之間。
4.按照權利要求1的組合物，其特徵在於所述的增容劑是選自石油餾分、煤焦油餾分、催化裂化油漿、脫瀝青油、溶劑精製抽出油、蒸汽裂解制乙烯過程副產的焦油、妥爾油及環烷油中的一種或一種以上的混合物，要求其餾程大於200℃。
5.按照權利要求1的組合物，其特徵在於所述的助劑是選自硫、含硫化合物、脂肪酸、過氧化物、酸酐中的一種或一種以上的混合物。
6.一種製備權利要求1所述組合物的方法，其特徵在於將65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑混合，在100～240℃的溫度下，在高速剪切攪拌或膠體磨研磨作用下反應0.2～4小時，然後加入0.01～5重％的助劑，再進一步反應0.3～6小時，即可得到熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物。
7.按照權利要求6的方法，其特徵在於將70～90重％的瀝青、5～25重％的膠粉、0～20重％的增容劑混合，在140～200℃的溫度下，在高速剪切攪拌或膠體磨研磨作用下反應0.5～3小時，然後加入0.03～2重％的助劑，再進一步反應0.5～5小時，即可得到熱儲存穩定的膠粉-瀝青組合物。
全文摘要
一種熱儲存穩定的膠粉－瀝青組合物及其製備方法，該組合物包括65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑、0.01～5重％的助劑；該組合物的製備方法為將65～95重％的瀝青、1～30重％的膠粉、0～30重％的增容劑混合，在100～240℃溫度下，在高速剪切攪拌或膠體磨研磨作用下反應0.2～4小時，然後加入0.01～5重％的助劑，再進一步反應0.3～6小時，即可得到熱儲存穩定的膠粉－瀝青組合物。本發明製備的膠粉－瀝青組合物解決了膠粉與瀝青的相容穩定性問題，在高溫下可以穩定儲存而不發生離析。
文檔編號C08J3/20GK1896143SQ20051008400
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月15日 優先權日2005年7月15日
發明者佘玉成, 王子軍, 王翠紅, 羅愛蘭 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院