一种防开裂沥青及其制备方法与流程

2021-02-02 02:02:17|

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[0001]
本申请涉及沥青领域，更具体地说，它涉及一种防开裂沥青及其制备方法。

背景技术：

[0002]
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，分为天然沥青、煤焦沥青和石油沥青。沥青因其储量丰富、性能优良而被广泛应用于涂料、塑料、橡胶、路面等领域。
[0003]
沥青混凝土作为沥青路面材料，在使用过程中要承受行使车辆荷载的反复作用，以及环境因素的长期影响。
[0004]
韧性作为沥青性能的评价参数之一，其能够衡量沥青在拉伸屈服后延迟破坏及抵抗断裂的能力。沥青混凝土作为沥青路面材料，在使用过程中要承受行使车辆荷载的反复作用，沥青的韧性就直接关系到沥青路面的使用寿命。
[0005]
针对上述中的相关技术，发明人认为在沥青路面使用过程中，尤其是处于大型工厂（例如有较大载重车辆的装砂车的砂石厂）附近的沥青路面，在长期使用过程中，由于沥青的韧性不足，容易出现沥青路面因荷载作用而发生变形甚至是断裂的现象。

技术实现要素：

[0006]
为了提高沥青的韧性，本申请提供一种防开裂沥青及其制备方法。
[0007]
第一方面，本申请提供一种防开裂沥青，采用如下的技术方案：一种防开裂沥青，由包含以下重量份的原料制成：100-120份基质沥青；1-4份改性剂；20-30份填充剂；0.3-0.7份抗氧化剂；所述改性剂由重量比为（30-50）：（50-70）的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂配制而成。
[0008]
通过采用上述技术方案，双酚a型环氧树脂中的环氧分子与基质沥青中的分子产生了较强的连接性，从而加强了基质沥青的韧性；邻二烯丙基双酚a与双酚a型环氧树脂具有相似的苯链结构，邻二烯丙基双酚a与双酚a型环氧树脂相容性较好，因此邻二烯丙基双酚a可以增强双酚a型环氧树脂与基质沥青的相容性；另外，邻二烯丙基双酚a也可增强基质沥青的韧性，邻二烯丙基双酚a的耐候性较好，可以提高基质沥青的耐候性，也可以提高基质沥青的韧性，从而可以增强沥青路面在受到较大载重车辆的荷载作用时延迟破坏或抵抗断裂的能力，一定程度上延长了沥青路面的使用寿命。
[0009]
通过向基质沥青中添加填充剂，填充剂增强了基质沥青的弹性应力；通过向基质沥青中加入抗氧化剂，抗氧化剂可以降低改性剂和基质沥青被氧化的可能性，使得改性剂能够有效提高沥青的韧性，从而在一定程度上进一步确保沥青路面在受荷载作用时具有一
定的延迟破坏或抵抗断裂的能力。
[0010]
与相关技术相比，本方案利用改性剂通过提高基质沥青的韧性而提高了沥青路面在承受较大荷载作用时延迟破坏或抵抗断裂的能力，一定程度上可提高沥青路面的使用寿命，并通过结合其他组分，提高了改性剂的抗氧化性，使得改性剂不易被氧化，从而提高了改性剂的使用寿命。
[0011]
优选的，所述改性剂由重量比为（35-45）：（55-65）的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂配制而成。
[0012]
通过采用上述技术方案，通过添加特定掺量的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂，使得二者之间发生更好地协同作用，有效提高了基质沥青的韧性。
[0013]
优选的，所述改性剂由重量比为40：60的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂配制而成。
[0014]
通过采用上述技术方案，通过添加特定掺量的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂，使得二者的协同作用发挥到最优，从而更好地提高基质沥青的韧性。
[0015]
优选的，所述填充剂选自丁腈橡胶和三元乙丙橡胶中的一种或两种。
[0016]
通过采用上述技术方案，丁腈橡胶提高了基质沥青的耐撕裂能力，进而提高了基质沥青抵抗断裂的能力；三元乙丙橡胶分子的主链由化学稳定的饱和烃组成，作填充剂时可以提高基质沥青的韧性，同时三元乙丙橡胶分子的侧链不饱和双键，与邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂有较好的相容性。
[0017]
优选的，所述抗氧化剂选自抗氧剂1024和抗氧剂1076中的一种或两种。
[0018]
通过采用上述技术方案，抗氧剂1024可以有效降低邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂被氧化的可能性，从而可以提高改性剂的有效作用时间；抗氧剂1076可以有效降低邻二烯丙基双酚a被氧化的可能性，且抗氧剂1076熔点较低，所需掺杂温度较低。
[0019]
第二方面，本申请提供一种防开裂沥青的制备方法，采用如下的技术方案：一种防开裂沥青的制备方法，包括以下步骤：s1、按配比，将基质沥青与抗氧化剂混合，以60-70r/min的转速加热搅拌30-60min,得一级混合物；s2、按配比，向一级混合物中加入改性剂，以120-130r/min的转速加热搅拌30-40min，得二级混合物；s3、按配比，向二级混合物中加入填充剂，以60-70r/min的转速加热搅拌30-60min，得防开裂沥青。
[0020]
通过采用上述技术方案，加热可以使得基质沥青的流动性变高，易于与其他物料掺杂。将抗氧化剂、改性剂和填充剂依次加入并搅拌，使得抗氧化剂、改性剂和填充剂都可以与基质沥青充分混合反应，从而制得的防开裂沥青可以具有更优的韧性和抵抗断裂的能力，进而提高了沥青路面的使用寿命。
[0021]
优选的，所述s1步骤中，搅拌时材料的温度为70-80℃；所述s2步骤中，搅拌时材料的温度为110-140℃；所述s3步骤中，搅拌时材料的温度为120-180℃。
[0022]
通过采用上述技术方案，不同步骤采用不同的温度使得基质沥青和不同阶段添加的物料可以充分混合。
[0023]
优选的，s1步骤中，将0.3-0.7份的抗氧化剂溶入到3-7份的乙酸乙酯里，再混入到
基质沥青中。
[0024]
通过采用上述技术方案，粉末状的抗氧剂溶解到乙酸乙酯中再添加到基质沥青中，使得抗氧剂在基质沥青中分布更加均匀。乙酸乙酯的沸点为77℃，在s2中110-140℃的温度下会从基质沥青中挥发出去，从而可降低乙酸乙酯残留在沥青中对沥青产生影响的可能性。
[0025]
综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用基质沥青作为道路沥青的主要原料，基质沥青易老化产生裂纹，由于在其中加入了改性剂，加强了基质沥青的韧性和各组分的连接性，使得基质沥青在车辆行驶时的延迟破坏或抵抗断裂的能力提高，进而提高了基质沥青的使用寿命；2、本申请利用邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂之间的协同作用，有效提高了双酚a型环氧树脂与基质沥青之间的相容性，双酚a型环氧树脂提高了基质沥青中各个组分的连接强度；3、本申请制备的方法，通过在添加不同物料时采用不同的温度，在保证混合均匀的同时，能够较好地保证添加的物料不受高温影响而变性；通过将抗氧化剂添加到有机溶剂中，增强了抗氧化剂在基质沥青中的分散程度。
具体实施方式
[0026]
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
[0027]
表1各原料组分的来源及型号实施例1-6实施例1-实施例6均采用同样的制备方法进行制备防开裂沥青，不同之处仅在于各原
料组分的掺量不同，具体见表2：表2 实施例1-实施例6中各原料组分的掺量实施例1-实施例6中，改性剂均由重量比为40:60的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0028]
上述所有实施例均采用以下制备方法制成：s1、按配比，将抗氧化剂溶解到有机溶剂乙酸乙酯中，制得抗氧化溶液，将基质沥青与抗氧化溶液混合，以60r/min的转速加热搅拌60min,搅拌温度为75℃，得一级混合物；s2、按配比，向一级混合物中加入改性剂，以120r/min的转速加热搅拌40min，搅拌温度为130℃，得二级混合物；s3、按配比，向二级混合物中加入填充剂，以60r/min的转速加热搅拌120min，搅拌温度为120℃，得防开裂沥青。
[0029]
实施例7本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为35: 70的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0030]
实施例8本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为35:60的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0031]
实施例9本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为40:58的邻二烯丙基双酚a和双
酚a型环氧树脂混合而成。
[0032]
实施例10本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为45:65的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0033]
实施例11本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为45:60的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0034]
实施例12本实施例与实施例3是区别仅在于：改性剂由重量比为45:55的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0035]
实施例13本实施例与实施例3的区别仅在于：填充剂替换为等量的滑石粉。
[0036]
对比例1本对比例与实施例3的区别仅在于：改性剂的使用量为60g。
[0037]
对比例2本对比例与实施例3的区别仅在于：改性剂由重量比为60:40的邻二烯丙基双酚a和双酚a型环氧树脂混合而成。
[0038]
针对各实施例和各对比例中的防开裂沥青进行性能测试，测试过程如下：（1）将各实施例和各对比例制得的防开裂沥青参照jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》标准中的t0627
--
2011沥青弯曲蠕变劲度试验进行测定。
[0039]
（2）各实施例和各对比例制得的防开裂沥青参照jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》标准中的t0662-2000沥青弹性恢复试验进行测定。
[0040]
（3）各实施例和各对比例制得的防开裂沥青参照jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》标准中的t0605-2011l沥青延度试验进行测定。
[0041]
表3 实施例1-实施例13和对比例1-对比例2的实验测试数据
参照表2和表3，实施例3中邻二烯丙基双酚a与双酚a型环氧树脂的配比能发挥出最佳的协同作用，基质沥青表现出了最佳的韧性性能，提高了沥青路面在承受较大荷载作用时延迟破坏或抵抗断裂的能力，一定程度上可提高沥青路面的使用寿命。
[0042]
参照表3，对比例1相较于实施例3增加了改性剂的使用量，通过表3中的数据可得，本申请所公开的改性剂使用量能够有效提高沥青的韧性，过量的改性剂会降低基质沥青的弹性恢复力和延度，在外界压力过大时容易发生断裂。
[0043]
参照表3，对比例2相较于实施例1-实施例13，增加了改性剂中邻二烯丙基双酚a的重量占比，导致基质沥青的弯曲模量强度和弹性恢复力有所降低。表明本申请所公开的改性剂的配比范围所制备的防开裂基质沥青具有较佳的韧性，一定程度上延长了沥青路面的使用寿命。
[0044]
参照表3，实施例13相较于实施例3，实施例13中的基质沥青的弯曲模量强度、弹性恢复力和延度都有一定程度上的下降，表明本申请所公开的三元乙丙橡胶和丁腈橡胶对基质沥青的性能具有较佳的提升效果，同时与改性剂具有较优的协同作用。
[0045]
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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