一種pg分級復(fù)合瀝青改性劑及其制備的改性瀝青的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種PG分級復(fù)合瀝青改性劑及其制備的改性瀝青。該P(yáng)G分級復(fù)合瀝青改性劑，以重量份數(shù)計，由下述組分組成：高溫增強(qiáng)劑25～35份，石油樹脂13～20份，SBS 8～10份，軟化油30～50份，有機(jī)降粘劑1～8份，抗老化劑0.5～1份。該P(yáng)G88?28改性瀝青，由所述的PG分級復(fù)合瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青組成，其中，所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青的質(zhì)量比為1:(1.8～2.2)。SBS等改性劑能夠兼顧高低溫性能，綜合性能得到大幅提升，在高溫增強(qiáng)劑的輔助下，可以使瀝青的PG分級性能達(dá)到PG88?28以上水平。在滿足PG88?28的同時，可以達(dá)到以針入度分級的I?D或I?C水平。
【專利說明】
一種PG分級復(fù)合瀝青改性劑及其制備的改性瀝青
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及瀝青改性材料，尤其涉及一種PG分級復(fù)合瀝青改性劑及其制備的改性 瀝青。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展，對于道路工程的施工質(zhì)量要求日益提高，瀝青作為道路 建設(shè)的重要材料也得到了越來越多的重視，近兩年來PG分級作為重要的評價體系也逐步擴(kuò) 大。PG分級是以瀝青的實(shí)際應(yīng)用性能為評價對象，它包括高溫與低溫兩個評價指標(biāo)。一般來 說，高低溫性能屬于相互矛盾的指標(biāo)，但對于高海拔、多光照地區(qū)等極端氣候地區(qū)使用的瀝 青，要求同時具備優(yōu)異的高低溫性能。因此在以上地區(qū)需要使用PG等級范圍較大的瀝青，簡 稱寬PG瀝青。
[0003] 目前普通聚合物改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)水平已比較成熟，但是適用于炎熱地區(qū)，對高 溫性能有特別要求的PG88-28等級的SBS改性瀝青生產(chǎn)技術(shù)難度較高，目前常用的生產(chǎn)方法 就是加大SBS等改性劑的摻量，或通過提高基質(zhì)瀝青的PG等級來生產(chǎn)改性瀝青，然而這樣大 大增加了改性瀝青的粘度，給瀝青的儲運(yùn)及混合料的拌和帶來了困難。
[0004] 高溫黏度作為PG分級體系中一個重要指標(biāo)，對瀝青的儲運(yùn)與拌合是否能夠正常進(jìn) 行起到?jīng)Q定性作用，過大的黏度將會提高儲運(yùn)與拌合溫度，不但會消耗大量的能耗，還會釋 放大量煙霧及其他有害物質(zhì)的排放，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，威脅施工人員的健康，因此，國 內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)均要求改性瀝青135°c黏度小于3。
[0005] 王虹橋，徐春梅等在添加5%SBS+0.6%樹脂的情況下，制備得到了黏度在2.7Pa · S左右的PG82-22改性瀝青。王立志等自行制備了橡膠改性劑，在添加該改性劑的情況下，可 以制備得到除黏度外符合PG88-28要求的改性瀝青，但黏度達(dá)到4.6Pa · S，超過3Pa · S的要 求。黃衛(wèi)東、孫立軍等通過加入SIS、聚乙烯蠟的方式制備得到PG82-28改性瀝青，但135°C布 氏黏度達(dá)到2.9Pa · S，幾乎超過標(biāo)準(zhǔn)要求。張建峰、郭皎河等通過加入橡膠粉、有機(jī)硼活性 劑、增塑劑等方法，制備得到低溫等級達(dá)到34的改性瀝青，但高溫等級、黏度未提及。以現(xiàn)有 的改性技術(shù)，在滿足PG高溫等級滿足82及以上時，會造成體系黏度的增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種PG分級復(fù)合瀝青改性劑及其制備的改性瀝青，通過使用 該改性劑制備得到的改性瀝青，在有效控制黏度的同時，可使體系的PG等級達(dá)到PG88-28水 平。
[0007] 本發(fā)明提供的PG分級復(fù)合瀝青改性劑，以重量份數(shù)計，所述PG分級復(fù)合瀝青改性 劑由下述組分組成：高溫增強(qiáng)劑25~35份，石油樹脂13~20份，SBS 8~10份，軟化油30~50 份，有機(jī)降粘劑1~8份，抗老化劑0.5~1份。
[0008] 具體地，以重量份數(shù)計，所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑由下述1)-3)中的任一種的組 分組成：
[0009] 1)高溫增強(qiáng)劑27~32份，石油樹脂14~20份，SBS 8~10份，軟化油32.5~47份，有 機(jī)降粘劑1.2~7份，抗老化劑0.5~0.8份；
[001 0] 2)高溫增強(qiáng)劑27份，石油樹脂14份，SBS 10份，軟化油47份，有機(jī)降粘劑1.2份，抗 老化劑0.8份；
[0011] 3)高溫增強(qiáng)劑32份，石油樹脂20份，SBS 8份，軟化油32.5份，有機(jī)降粘劑7份，抗老 化劑0.5份。
[0012] 上述的改性劑中，所述高溫增強(qiáng)劑可為軟化點(diǎn)在100°C以上的天然瀝青，如中國新 疆產(chǎn)的天然瀝青(軟化點(diǎn)為130~160°C)、中國四川省青川產(chǎn)的天然瀝青(軟化點(diǎn)230~300 V)等。
[0013] 所述石油樹脂可為C5石油樹脂、C9石油樹脂或C5/C9共聚樹脂。
[0014] 所述SBS可為線性SBS和星形SBS中的一種或復(fù)配。
[0015]所述軟化油可為石油常減壓蒸餾過程中產(chǎn)生的側(cè)線油(沸點(diǎn)為360~490 °C)，或者 以所述側(cè)線油為原料經(jīng)糠醛萃取的產(chǎn)物。
[0016] 所述有機(jī)降粘劑可為固體石蠟，優(yōu)選地，所述固體石蠟中長鏈脂肪烴分子的碳原 子數(shù)可為17~115(如40~115)。
[0017] 所述抗老化劑可為酮-胺反應(yīng)物類、醛-胺反應(yīng)物類和烷基芳基仲胺類中的一種或 復(fù)配。
[0018] 本發(fā)明進(jìn)一步提供了上述PG分級復(fù)合瀝青改性劑的制備方法，包括如下步驟:將 高溫增強(qiáng)劑、石油樹脂、SBS、有機(jī)降粘劑和抗老化劑混合，加入軟化油軟化，即可得到所述 PG分級復(fù)合瀝青改性劑。
[0019] 上述的制備方法中，所述方法在所述軟化之后，還包括對得到的產(chǎn)物進(jìn)行造粒的 步驟;所述造粒具體可采用雙螺桿擠出機(jī)。
[0020] 由上述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青組成的PG88-28改性瀝青，也在本發(fā)明 的保護(hù)范圍內(nèi)。所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青的質(zhì)量比可為1: (1.8~2.2)，具體 可為1:(1.8~2.2)、1:1.8和1:2.2。
[0021] 上述的PG88-28改性瀝青中，所述基質(zhì)瀝青可為50號、70號、90號和110號的至少一 種。
[0022] 所述PG88-28改性瀝青的PG分級等級可以達(dá)到PG 88-28水平，且135°C布氏旋轉(zhuǎn)黏 度小于3Pa · S。針入度分級體系指標(biāo)滿足Ι-D或Ι-C要求。
[0023] 上述PG88-28改性瀝青的制備方法，包括如下步驟:將所述瀝青復(fù)合改性劑和所述 基質(zhì)瀝青混合后攪拌即可得到所述PG88-28改性瀝青。
[0024]上述的制備方法中，所述方法在所述混合之前可包括所述瀝青復(fù)合改性劑升溫至 120 ~180°C (如 150°C)的步驟。
[0025]上述的制備方法中，所述攪拌的溫度可為170~200°C (如185°C)。
[0026] 所述制備方法可如下:將所述瀝青復(fù)合改性劑和所述基質(zhì)瀝青混合后在100轉(zhuǎn)/分 鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘下（如200轉(zhuǎn)/分鐘~300轉(zhuǎn)/分鐘)攪拌lh~6h(如4h)即可得到所述PG88-28 改性瀝青；
[0027] 上述的制備方法中，所述攪拌之前還可包括對混合物剪切的步驟。
[0028] 所述制備方法可如下：將所述瀝青復(fù)合改性劑和所述基質(zhì)瀝青混合后在1000轉(zhuǎn)/ 分鐘~5000轉(zhuǎn)/分鐘（如3500轉(zhuǎn)/分鐘~4000轉(zhuǎn)/分鐘)轉(zhuǎn)速下剪切5~60分鐘(如20分鐘），然 后在100轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘下（如200轉(zhuǎn)/分鐘~300轉(zhuǎn)/分鐘）攪拌lh~3h(如2h)即可得 到所述PG88-28改性瀝青。
[0029]上述的制備方法中，所述剪切的溫度可為170~200°C (如185°C)，具體可與所述攪 拌的溫度相同。
[0030]本發(fā)明具有如下有益效果：
[0031 ] (1 )SBS等改性劑能夠兼顧高低溫性能，綜合性能得到大幅提升，在高溫增強(qiáng)劑的 輔助下，可以使瀝青的PG分級性能達(dá)到PG88-28以上水平。
[0032] (2)有機(jī)降粘劑能夠有效降低體系黏度，在PG分級性能達(dá)到PG88-28的同時，使得 135°C布氏黏度控制在3Pa · S以內(nèi)，充分滿足實(shí)際使用過程中儲運(yùn)、拌合的需要。
[0033] (3)在滿足PG88-28的同時，可以達(dá)到以針入度分級的Ι-D或Ι-C水平。
[0034] (4)提高生產(chǎn)效率，通過簡單的預(yù)混剪切的方式即可生產(chǎn)得到性能優(yōu)異的改性瀝 青。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。
[0036] 下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0037] 下述實(shí)施例中按照標(biāo)準(zhǔn)AASHTO TP5、AASHT0 TPUAASHTO TP48、AASHT0 TP3、 AASHTO T240、ASTMD454中公開方法對PG分級測試指標(biāo)及針入度分級測試指標(biāo)進(jìn)行測試。
[0038] 下述實(shí)施例中的高溫增強(qiáng)劑為產(chǎn)自伊朗的軟化點(diǎn)為120°C以上的天然瀝青，購自 PARS GILSONITE RESHAD，型號為11750。石油樹脂均為05或09石油樹脂，具體見實(shí)施例，購 自恒河材料科技股份有限公司。SBS為LG501S，購自天津樂金渤天化學(xué)有限責(zé)任公司。軟化 油為中海瀝青股份有限公司生產(chǎn)的由石油(產(chǎn)自中海油綏中36-1油田）減壓蒸餾的減三線 餾分(沸點(diǎn)為360~490°C)經(jīng)糠醛抽提得到的組分。有機(jī)降粘劑為固體石蠟，其中長鏈脂肪 經(jīng)的碳原子數(shù)為40~115,購自德國Sasol-Wax公司?？估匣瘎橘徸枣?zhèn)江道一材料科技有 限公司，型號為KLH-2。
[0039] 實(shí)施例1、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑和PG88-28改性瀝青 [0040] 一、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑
[0041 ]以重量份數(shù)計，本實(shí)施例PG分級復(fù)合瀝青改性劑的配方如下： 高溫增強(qiáng)劑 27份 C5石油樹臘 14份 SBS 10份
[0042] 軟化油 47份 有機(jī)降粘劑 1.2份 抗老化劑 0.8份
[0043] 制備方法如下：按照上述配方，將除軟化油之外的組分混合，然后加入軟化油軟 化，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，即可得到PG分級復(fù)合瀝青改性劑。
[0044] 二、利用上述PG分級復(fù)合瀝青改性劑制備PG88-28改性瀝青
[0045] 按照如下步驟制備PG88-28改性瀝青：
[0046] 將70號基質(zhì)瀝青升溫至150°C，均勻加入上述制備得到的PG分級復(fù)合瀝青改性劑， 其中PG分級復(fù)合瀝青改性劑:基質(zhì)瀝青比例1:1.8,開啟攪拌并升溫至185°C，在200轉(zhuǎn)/分鐘 轉(zhuǎn)速下攪拌4h即可得到PG88-28改性瀝青。各指標(biāo)的測試結(jié)果如表1、表2所示。
[0047]表1、實(shí)施例1改性瀝青的PG分級測試指標(biāo)
[0050]表2、實(shí)施例1改性瀝青的針入度分級測試指標(biāo)
[0052] 實(shí)施例2、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑和PG88-28改性瀝青
[0053] 一、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑
[0054]以重量份數(shù)計，本實(shí)施例PG分級復(fù)合瀝青改性劑的配方如下： 高溫增強(qiáng)劑 27份 C5石油樹脂 14份 SBS 〗0汾
[0055] 軟化油 47份 有機(jī)降粘劑 1.2份 抗老化劑 0.8份
[0056] 制備方法如下：按照上述配方，將除軟化油之外的組分混合，然后加入軟化油軟 化，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，即可得到PG分級復(fù)合瀝青改性劑。
[0057] 二、利用上述PG分級復(fù)合瀝青改性劑制備PG88-28改性瀝青
[0058] 按照如下步驟制備PG88-28改性瀝青：
[0059] 將70號基質(zhì)瀝青升溫至150°C，均勻加入上述制備得到的PG分級復(fù)合瀝青改性劑， 其中PG分級復(fù)合瀝青改性劑:基質(zhì)瀝青比例1:1.8,開啟攪拌并升溫至185°C，在4000轉(zhuǎn)/分 鐘轉(zhuǎn)速下高速剪切20分鐘，然后在200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下保溫攪拌攪拌2h即可得到PG88-28改 性瀝青。各指標(biāo)的測試結(jié)果如表3、表4所示。
[0060]表3、實(shí)施例2改性瀝青的PG分級測試指標(biāo)
[0062]表4、實(shí)施例2改性瀝青的針入度分級測試指標(biāo)

[0065] 實(shí)施例3、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑和PG88-28改性瀝青
[0066] 一、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑
[0067]以重量份數(shù)計，本實(shí)施例PG分級復(fù)合瀝青改性劑的配方如下： 高溫增強(qiáng)劑 32份 C9石油樹脂 20份 SBS 8 份
[0068] 軟化油 32.5份 有機(jī)降粘劑 7份 抗老化劑 0.5份
[0069] 制備方法如下：按照上述配方，將除軟化油之外的組分混合，然后加入軟化油軟 化，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，即可得到PG分級復(fù)合瀝青改性劑。
[0070] 二、利用上述PG分級復(fù)合瀝青改性劑制備PG88-28改性瀝青
[0071] 按照如下步驟制備PG88-28改性瀝青：
[0072]將50號基質(zhì)瀝青升溫至150°C，均勻加入復(fù)合改性劑，其中復(fù)合改性劑:基質(zhì)瀝青 比例1:2.2，開啟攪拌并升溫至185°C，在200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下攪拌4h即可得到PG88-28改性瀝 青。各指標(biāo)的測試結(jié)果如表5、表6所示。
[0073]表5、實(shí)施例3改性瀝青的PG分級測試指標(biāo)
[0075]表6、實(shí)施例3改性瀝青的針入度分級測試指標(biāo)
[0077] 實(shí)施例4、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑和PG88-28改性瀝青
[0078] 一、制備PG分級復(fù)合瀝青改性劑
[0079]以重量份數(shù)計，本實(shí)施例PG分級復(fù)合瀝青改性劑的配方如下： 高溫增強(qiáng)劑 32份 C9石油樹脂 20份 SBS 8 份
[0080] 軟化油 32.5份 有機(jī)降粘劑 7份 抗老化劑 0.5份
[0081 ]制備方法如下：按照上述配方，將除軟化油之外的組分混合，然后加入軟化油軟 化，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠出，即可得到PG分級復(fù)合瀝青改性劑。
[0082] 二、利用上述瀝青復(fù)合改性劑制備PG88-28改性瀝青
[0083] 按照如下步驟制備PG88-28改性瀝青：
[0084] 將50號基質(zhì)瀝青升溫至150°C，均勻加入上述制備得到的PG分級復(fù)合瀝青改性劑， 其中PG分級復(fù)合瀝青改性劑:基質(zhì)瀝青比例1:2.2，開啟攪拌并升溫至185°C，在4000轉(zhuǎn)/分 鐘下高速剪切20分鐘，然后在200轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下保溫攪拌攪拌2h即可得到PG88-28改性瀝 青。各指標(biāo)的測試結(jié)果如表7、表8所示。
[0085]表7、實(shí)施例4改性瀝青的PG分級測試指標(biāo)
[0087]表8、實(shí)施例4改性瀝青的針入度分級測試指標(biāo)

【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種PG分級復(fù)合瀝青改性劑，其特征在于：以重量份數(shù)計，所述PG分級復(fù)合瀝青改性 劑由下述組分組成：高溫增強(qiáng)劑25~35份，石油樹脂13~20份，SBS 8~10份，軟化油30~50 份，有機(jī)降粘劑1~8份，抗老化劑0.5~1份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PG分級復(fù)合瀝青改性劑，其特征在于:所述有機(jī)降粘劑為固體 石蠟;優(yōu)選地，所述固體石蠟中，長鏈脂肪烴分子的碳原子數(shù)為17~115。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PG分級復(fù)合瀝青改性劑，其特征在于:所述高溫增強(qiáng)劑為 軟化點(diǎn)在l〇〇°C以上的天然瀝青;和/或， 所述石油樹脂為C5石油樹脂、C9石油樹脂或C5/C9共聚樹脂;和/或， 所述SBS為線性SBS和星形SBS中的一種或復(fù)配。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的PG分級復(fù)合瀝青改性劑，其特征在于:所述軟化油 為石油常減壓蒸餾過程中產(chǎn)生的側(cè)線油，或者以所述側(cè)線油為原料經(jīng)糠醛萃取的產(chǎn)物;和/ 或， 所述抗老化劑為酮-胺反應(yīng)物類、醛-胺反應(yīng)物類和烷基芳基仲胺類中的一種或復(fù)配。5. 權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的PG分級復(fù)合瀝青改性劑的制備方法，包括如下步驟:將 高溫增強(qiáng)劑、石油樹脂、SBS、有機(jī)降粘劑和抗老化劑混合，加入軟化油軟化，即可得到所述 瀝青復(fù)合改性劑。6. -種PG88-28改性瀝青，其特征在于：它由權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的PG分級復(fù)合 瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青組成，其中，所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和基質(zhì)瀝青的質(zhì)量比為1: (1.8~2.2) 〇7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的PG88-28改性瀝青，其特征在于:所述基質(zhì)瀝青為50號、70號、 90號和110號的至少一種。8. 權(quán)利要求6或7所述的PG88-28改性瀝青的制備方法，包括如下步驟:將所述PG分級復(fù) 合瀝青改性劑和所述基質(zhì)瀝青混合后攪拌即可得到所述PG88-28改性瀝青。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于:所述攪拌的溫度為170~200°C;和/ 或， 所述制備方法如下:將所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和所述基質(zhì)瀝青混合后在100轉(zhuǎn)/分 鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌lh~6h即可得到所述PG88-28改性瀝青。10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的制備方法，其特征在于:所述攪拌之前還可包括對混合物 剪切的步驟;和/或， 所述制備方法如下：將所述PG分級復(fù)合瀝青改性劑和所述基質(zhì)瀝青混合后在1000轉(zhuǎn)/ 分鐘~5000轉(zhuǎn)/分鐘轉(zhuǎn)速下剪切5~60分鐘，然后在100轉(zhuǎn)/分鐘~800轉(zhuǎn)/分鐘下攪拌lh~3h 即可得到所述PG88-28改性瀝青。
【文檔編號】C08L57/02GK106046813SQ201610397547
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】鄧文廣, 王涵, 李佰昌, 張斌, 郭娜, 高濱, 王紅祥, 李文
【申請人】中海瀝青股份有限公司