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自制改性沥青

本发明公开了自制改性沥青,该自制改性沥青的主要成分:克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青、改性剂、增溶剂与稳定剂,所述改性剂采用SBS改性剂,所述增溶剂主要成分为饱和分与芳香分,所述稳定剂使沥青与改性剂之间及改性剂之间发生化学反应,最优配比为:克拉玛依90#A道路石油沥青40%、塔化60#沥青60%、掺量改性剂3.6%、掺量增溶剂6.1%与掺量稳定剂0.2%。本发明改性沥青具备路面上使用有良好的耐久性,抗磨性,实现高温不软化,低温不开裂,改性沥青对

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  • 专利号: CN111253765A
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  • 权利要求


    1.       自制改性沥青,其特征在于,该自制改性沥青的主要成分:克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青、改性剂、增溶剂与稳定剂。


    2.       根据权利要求1所述的自制改性沥青,其特征在于,所述改性剂采用SBS改性剂,改性剂加入到沥青中使沥青针入度降低,软化点和延度上升。


    3.       根据权利要求1所述的自制改性沥青,其特征在于,所述增溶剂主要成分为饱和分与芳香分,增溶剂加入到熔融状态的石油沥青后,能迅速与沥青结合,改善沥青组分。


    4.       根据权利要求1所述的自制改性沥青,其特征在于,所述稳定剂使沥青与改性剂之间及改性剂之间发生化学反应,才可以阻止改性剂和沥青相分离,稳定改性剂粒子在沥青中的分散,提高改性沥青的热储存稳定性。


    5.       根据权利要求1-5任一项所述的自制改性沥青,其特征在于,自制改性沥青的制备方法包括以下步骤:
     (1)在生产改性沥青之前先将克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青加热到160℃,预混罐达到175℃,并将其他原料准备齐全;
     (2)检查各原材料是否与设计的一致,稳定剂与改性剂严禁遇水,增溶剂需先加热才具有流动性;
     (3)根据试验室给的各材料的配方计算出生产一罐沥青所需要各材料的用量;
     (4)检查机械部件的连接、紧固、密封情况,确保其良好,因该款设备连接、紧固等装置较多,生产前应逐一进行检查,避免生产过程中发生意外;
     (5)检查导热油回路的控制阀门是否打开,生产前应将其打开;
     (6)检查电气控制系统是否正常;
     (7)按照最优配比:克拉玛依90#A道路石油沥青40%、塔化60#沥青60%、掺量改性剂3.6%、掺量增溶剂6.1%与掺量稳定剂0.2%,正确的设定每一批次基质沥青的使用量,确定研磨遍数,正确的加入改性剂;
     (8)生产结束之后,应用基质沥青清洗管路、电机以确保下次的正常使用,据现场生产出来的改性沥青检验后,做出相应的调整、优化。


    说明

    说明


    [0001] 本发明涉及自制改性沥青领域,具体为自制改性沥青。


    背景技术

    [0002] 基质沥青经过改性以后,大幅度降低了温度敏感性,沥青的脆点降低了,能让沥青在塞冷季节不发脆,拥有柔性和韧性,路面裂缝减少了,石料与沥青的粘结力也提高了,防止了石料受水的作用造成松散、剥落;另一方面沥青的软化点大幅度提高了,路面的高温抗推拥和抗车辙能力也提高了,沥青经过改性以后,能有效地延长路面的使用寿命,为此,我们提出了自制改性沥青。



    发明内容

    [0003] 本发明要解决的技术问题是提供自制改性沥青,让沥青在塞冷季节不发脆,拥有柔性和韧性,路面裂缝减少了,石料与沥青的粘结力也提高了,防止了石料受水的作用造成松散、剥落;另一方面沥青的软化点大幅度提高了,路面的高温抗推拥和抗车辙能力也提高了,沥青经过改性以后,能有效地延长路面的使用寿命。


    [0004] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:自制改性沥青,该自制改性沥青的主要成分:克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青、改性剂、增溶剂与稳定剂。


    [0005] 优选的,所述改性剂采用SBS改性剂,改性剂加入到沥青中使沥青针入度降低,软化点和延度上升。


    [0006] 优选的,所述增溶剂主要成分为饱和分与芳香分,增溶剂加入到熔融状态的石油沥青后,能迅速与沥青结合,改善沥青组分。


    [0007] 优选的,所述稳定剂使沥青与改性剂之间及改性剂之间发生化学反应,才可以阻止改性剂和沥青相分离,稳定改性剂粒子在沥青中的分散,提高改性沥青的热储存稳定性。


    [0008] 优选的,自制改性沥青的制备方法包括以下步骤:


      (1)在生产改性沥青之前先将克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青加热到160℃,预混罐达到175℃,并将其他原料准备齐全;


      (2)检查各原材料是否与设计的一致,稳定剂与改性剂严禁遇水,增溶剂需先加热才具有流动性;


      (3)根据试验室给的各材料的配方计算出生产一罐沥青所需要各材料的用量;


      (4)检查机械部件的连接、紧固、密封情况,确保其良好,因该款设备连接、紧固等装置较多,生产前应逐一进行检查,避免生产过程中发生意外;


      (5)检查导热油回路的控制阀门是否打开,生产前应将其打开;


      (6)检查电气控制系统是否正常;


      (7)按照最优配比:克拉玛依90#A道路石油沥青40%、塔化60#沥青60%、掺量改性剂3.6%、掺量增溶剂6.1%与掺量稳定剂0.2%,正确的设定每一批次基质沥青的使用量,确定研磨遍数,正确的加入改性剂;


      (8)生产结束之后,应用基质沥青清洗管路、电机以确保下次的正常使用,据现场生产出来的改性沥青检验后,做出相应的调整、优化。


    [0009] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:


      本发明改性沥青具备路面上使用有良好的耐久性,抗磨性,实现高温不软化,低温不开裂,改性沥青对骨料的粘结力强,弹性恢复好,使受挤压的部分迅速恢复平展的原状,改性沥青优良的质量有效增强了路面负荷能力,降低因负荷过重造成的路面疲劳,成倍地延长路面的使用寿命。



    附图说明

    [0010] 图1a为本发明自制改性沥青的最佳配比图。



    具体实施方式

    [0011] 为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。


    [0012] 在本发明的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。


    [0013] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、设置有”、“连接”等,应做广义理解,例如“连接”,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。


    [0014] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。


    [0015] 实施例1


      自制改性沥青,该自制改性沥青的主要成分:克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青、改性剂、增溶剂与稳定剂。


    [0016] 进一步的,所述改性剂采用SBS改性剂,改性剂加入到沥青中使沥青针入度降低,软化点和延度上升。


    [0017] 进一步的,所述增溶剂主要成分为饱和分与芳香分,增溶剂加入到熔融状态的石油沥青后,能迅速与沥青结合,改善沥青组分。


    [0018] 进一步的,所述稳定剂使沥青与改性剂之间及改性剂之间发生化学反应,才可以阻止改性剂和沥青相分离,稳定改性剂粒子在沥青中的分散,提高改性沥青的热储存稳定性。


    [0019] 进一步的,自制改性沥青的制备方法包括以下步骤:


      (1)在生产改性沥青之前先将克拉玛依90#A道路石油沥青、塔化60#沥青加热到160℃,预混罐达到175℃,并将其他原料准备齐全;


      (2)检查各原材料是否与设计的一致,稳定剂与改性剂严禁遇水,增溶剂需先加热才具有流动性;


      (3)根据试验室给的各材料的配方计算出生产一罐沥青所需要各材料的用量;


      (4)检查机械部件的连接、紧固、密封情况,确保其良好,因该款设备连接、紧固等装置较多,生产前应逐一进行检查,避免生产过程中发生意外;


      (5)检查导热油回路的控制阀门是否打开,生产前应将其打开;


      (6)检查电气控制系统是否正常;


      (7)按照最优配比:克拉玛依90#A道路石油沥青40%、塔化60#沥青60%、掺量改性剂3.6%、掺量增溶剂6.1%与掺量稳定剂0.2%,正确的设定每一批次基质沥青的使用量,确定研磨遍数,正确的加入改性剂;


      (8)生产结束之后,应用基质沥青清洗管路、电机以确保下次的正常使用,据现场生产出来的改性沥青检验后,做出相应的调整、优化。


    [0020] 实验例1


      基质沥青为克拉玛依90#A道路石油沥青和塔化60#沥青,根据俩种基质沥青的掺量不同得出最优化的配比:


      根据大量实验表明,90#和60#混用按照四六参配是最最优掺量。


    [0021] 根据试验需要,选择了三种改性剂的样品,俩种星型SBS改性剂,一种线性SBS改性剂,分别对其做相关试验对比:
      根据试验数据所得,样品1星型SBS改性剂试验结果最理想,所以最后选定样品1位改性剂。


    [0022] 增溶剂是促进SBS在基质沥青中有效溶胀的一种材料,常用一些富含饱和分和芳香分的石油馏分材料,根据基质沥青的特性,从调查本文选用1种改性沥青生产中常用的增溶剂1,它是润滑油生产过程中的副产品,其产品名称为热拌用沥青再生剂(RA5)。


    [0023] 由此可见,SBS改性沥青中加入增溶剂能使沥青性能大幅度提升。


    [0024] 作用SBS单独使用的合理剂量,SBS剂量3%以上开始比较有效,软化点在3%-5%之间大幅度上升,在4%-6%范围内抗车辙能力有较大提高。改性剂掺量到6%时为临界点,随基质沥青的性质不同而有所不同。改性沥青在达到临界掺量后,SBS在沥青中形成网络结构,将大大改善沥青的各种性能。一般情况下,SBS剂量以3.5%-5.0%为宜,改性剂在沥青中已能形成空间网络结构,改性沥青的性质将发生突变。通过试验发现改性剂掺量对SBS改性沥青低温性能有影响,但是受到基质沥青标号的限制,标号越大改性剂掺量的影响越大。


    [0025] 基质沥青中的沥青质含量对改性沥青的性质有较大影响,SBS与基质沥青的配伍主要是沥青组分的影响较大,芳香分越高,改性加工越容易,效果越好。


    [0026] 改性沥青稳定剂能在沥青和高聚物之间产生明显的化学反应,进而最终达到改善相容性的目的。SBS改性沥青中分别加入一种含硫稳定剂,发现加入含硫稳定剂的改性沥青在热储存过程中性能更加稳定,不易离析。加入另一种含有较多芳香分的助剂,发现其低温抗裂性能得到较大改善。在SBS改性沥青中掺入某种芳香分含量较高的石油馏分作为增溶剂,发现随着增溶剂含量提高,离析逐渐减小,体系稳定性增加,SBS溶胀程度增加,分散更均匀。


    [0027] 实验步骤:先将基质沥青加热到150℃,置于180±5℃控温电热套中,当温度回升至180℃时,同时加入SBS改性剂与增溶剂,采用搅拌装置低速搅拌10分钟,搅拌速度约120rpm,再采用高速剪切乳化机,以6000rpm的速度连续剪切60分钟,使SBS颗粒完全粉碎并均匀分散于沥青中,此时添加一定比例的稳定剂,再调整到利用磁力搅拌装置,温度控制到165℃,继续慢速搅拌120分钟,制备稳定的SBS改性沥青。


    [0028] 各原材料掺量对沥青指标的影响:


      1、SBS参量影响


      为了比较SBS掺量对改性沥青性能的影响,并排除其他添加剂的影响因素,根据室内配比经验,将增溶剂与稳定剂的用量固定,SBS选取5种掺量进行室内配方设计,并对不同的SBS改性沥青样品性能数据进行分析,基质沥青中加入SBS后,性能发生了明显的变化,和基质沥青相比,改性沥青针入度降低,软化点和延度上升。不加SBS时,沥青的针入度较大,软化点和延度较小。加SBS后,随SBS用量的增加针入度线性下降,软化点线性升高,延度增加。量增加,空间网络结构更发达,对流动的阻碍作用更明显,于是针入度降低更多,软化点上升更大。


    [0029] 2、增溶剂掺量的影响


      沥青中吸收部分轻质组分发生溶胀,使SBS能够均匀分散到整个沥青体系中,通过增溶剂的作用,能够调节基质沥青中的组分比例,使SBS的溶胀能够更加充分,提高改性沥青体系的热储存稳定性。


    [0030] 沥青的主要组分为芳香分、胶质、沥青质和饱和分,而增溶剂主要成分为饱和分与芳香分,增溶剂加入到熔融状态的石油沥青后,能迅速与沥青结合,改善沥青组分,在生产SBS改性沥青时,如果基质沥青组分不合适,可适当添加增溶剂来加以改善,使之适合改性沥青生产,增溶剂加入基质沥青后,能促进聚合物SBS溶解,可有效改善改性沥青热贮存稳定性,减小离析发生,同时最大程度增大改性低温延度也相应增加,特别是国产基质沥青,大都很难用于SBS改性沥青生产,用增溶剂调和是最好的改善方法。


    [0031] 3、稳定剂掺量的影响


      由于基质沥青含有较多的极性化合物,SBS则属于非极性化合物,并且SBS的粘度大,易聚集在沥青上部;而沥青则相反,易沉于下部,产生分离现象出现离析;这种不稳定性对规模化生产SBS改性沥青的热储存和长途运输是不利的,因而在热储存过程中,SBS仍可能发生离析凝聚,与基质沥青分离,故还需加入稳定剂,使沥青与SBS之间及SBS之间发生化学反应,才可以阻止SBS和沥青相分离,稳定SBS粒子在沥青中的分散,提高改性沥青的热储存稳定性。


    [0032] 4、加工温度对试验结果的影响


      根据同一配方分别对三个不同的剪切温度进行试验
      5、发育时间对实验结果的影响
      对同一配方不同发育时间做出试验对比,发现发育时间为120min时改性沥青的各项指标最优。


    [0033] 确定配比:根据设计图纸、JTG F20-2004《公路沥青施工技术规范》中表4.6.2聚合物改性沥青技术要求中SBS1-C类的各项指标来确定各原材料之间的配比。


    [0034] 最终从经济、实用的角度确定了最佳配比。


    [0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。


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