[發(fā)明專利]一種凝膠改性瀝青及其制備工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210031845.8
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102558887A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 周海防;李武
• 申請（專利權）人: 山東華瑞道路材料技術有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L23/26;C08K5/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術領域

本發(fā)明涉及一種凝膠改性瀝青及其制備工藝。

背景技術

根據(jù)瀝青的膠體理論，大多數(shù)瀝青屬于膠體體系，它是由相對分子量很大，芳香性很高的瀝青質分散在分子質量較低的可溶性介質中形成的。瀝青中不含瀝青質，只有單純的可溶質時，瀝青則只具有粘性液體的特征而不成為膠體體系。瀝青質分子由于對極性強大的膠質具有很強的吸附力，因而形成了以瀝青質為中心的膠團核心，而極性相當?shù)哪z質吸附在瀝青質周圍形成中間相。由于膠團的膠溶作用，而使膠團彌散和溶解于分子量較低、極性較弱的芳香分和飽和分組成分散介質中，形成了穩(wěn)固的膠體。根據(jù)膠團粒子大小、數(shù)量及其在連續(xù)相中的分散狀態(tài)，瀝青的膠體結構可分為三種類型：溶膠型瀝青、溶-凝膠型瀝青、凝膠型瀝青。當瀝青質的含量不多(小于10％)，相對分子量不很大，或分子尺寸較小，與膠質的相對分子質量相近時，飽和分和芳香分的溶解能力很強，分散相和分散介質的化學組成比較接近，這樣的瀝青分散度很高，膠團可以在連續(xù)相中自由移動，近似真溶液，具有牛頓流動特性，粘度與應力成比例，稱之為溶膠型瀝青。這類瀝青對溫度的變化敏感，高溫時粘度很小，低溫時由于粘度增大而使流動性變差，冷卻時變?yōu)榇嘈怨腆w。當瀝青質含量很大，達到或超過25％-30％時，膠質的數(shù)量不足以包裹在瀝青質周圍使之膠溶，瀝青質膠團會相互連結，形成三維網(wǎng)狀結構，膠團在連續(xù)相中移動比較困難，此時就形成了凝膠型瀝青。這類瀝青在常溫下呈現(xiàn)非牛頓流動特性，并具有粘彈性和較好的溫度穩(wěn)定性。

某些有機物具有憎油的極性端頭和親油的非極性端尾，將該類有機物添加至瀝青內可產(chǎn)生聚集，使瀝青向凝膠型趨勢發(fā)展，生成改性瀝青，提高了黏度，具有較好的粘彈性和溫度穩(wěn)定性。

專利號US4874432A的美國專利公開了一種多等級瀝青，通過以下過程獲得：在無水條件下，在液體瀝青中使至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸與堿金屬堿進行皂化反應，或者將現(xiàn)存的皂化產(chǎn)物添加到液態(tài)瀝青中。得到的凝膠狀瀝青具有改善的溫度敏感性，可以使得在不失去低溫下性能的同時提高高溫性能等級。該專利中的皂化物具有憎油的極性端頭和親油的非極性端尾，可生成凝膠改性瀝青，但其整體凝膠化程度尚不足，瀝青的軟化點、黏度等指標較低，無法滿足重載交通條件下改性瀝青膠結料的性能要求。

本專利申請的申請人在專利號為ZL02148759.6的中國專利公開了一種可以加入瀝青中的添加劑成分，使其具有多等級性質。添加劑是由至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種非飽和有機化合物以及堿金屬堿共同反應所形成的反應產(chǎn)物。其中至少一種非飽和有機化合物為改性烯烴聚合物EE-2，但其在軟化點和黏度等技術指標上尚有需要改進的空間。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供了一種凝膠改性瀝青及其制備工藝，是在瀝青中添加具有憎油的極性端頭和親油的非極性端尾的有機皂化物，并在此基礎上添加胺或酰胺類含氮化合物，可以大大強化皂化物的聚集，顯著的提高改性瀝青的技術指標，具有良好的路用性能。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種凝膠改性瀝青，是通過向基質瀝青中添加至少一種可皂化有機酸、至少一種樹脂酸、至少一種胺或酰胺類含氮化合物以及一種堿金屬堿制備而成，或：再加入至少一種非飽和有機化合物制備而成。

優(yōu)選的，所述可皂化有機酸和樹脂酸是以塔爾油的形式提供的。

優(yōu)選的，所述胺或酰胺類含氮化合物為烷基脂肪聚胺、乙撐雙硬脂酰胺、乙撐雙月桂酸酰胺或乙撐雙油酸酰胺，但不限于此。

優(yōu)選的，所述堿金屬堿為堿金屬氫氧化物，比如氫氧化鈉。

優(yōu)選的，所述非飽和有機化合物為改性烯烴聚合物EE-2。

優(yōu)選的，是通過向基質瀝青中添加塔爾油、一種胺或酰胺類含氮化合物和一種堿金屬氫氧化物制備而成，其中，塔爾油重量為基質瀝青重量的1～3％，胺或酰胺類含氮化合物重量為基質瀝青重量的0.1～3％，堿金屬氫氧化物重量為基質瀝青重量的0.15～0.45％。或：是通過向基質瀝青中添加塔爾油、一種胺或酰胺類含氮化合物、一種堿金屬氫氧化物以及改性烯烴聚合物EE-2制備而成，其中，塔爾油重量為基質瀝青重量的1～3％，胺或酰胺類含氮化合物重量為基質瀝青重量的0.1～3％，堿金屬氫氧化物重量為基質瀝青重量的0.15～0.45％，改性烯烴聚合物EE-2重量為基質瀝青重量的0.1～1％。

所述凝膠改性瀝青的制備工藝，步驟為：

(1)取基質瀝青，加熱到195～205℃；

(2)加入堿金屬堿，或：堿金屬堿和非飽和有機化合物，剪切8～12分鐘；