[發(fā)明專利]一種耐紫外老化SBR改性瀝青及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410628906.8
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104356660B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李福建;周文婷;韓君;陶紅
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇寶利瀝青股份有限公司;西藏寶利瀝青有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L9/06;C08L17/00;C08K3/26
• 代理公司: 江陰市永興專利事務(wù)所(普通合伙)32240
• 代理人: 達曉玲,詹世平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路工程的改性瀝青技術(shù)領(lǐng)域，尤其是適用于西藏高原地區(qū)紫外光線較強地區(qū)的改性瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)

西藏自治區(qū)平均海拔4000米以上，是青藏高原的主體部分，有著“世界屋脊”之稱。拉薩每年平均日照時數(shù)為3005小時左右。這里大氣薄弱，水汽塵埃含量少，透明度好。當陽光透過大氣層時，能量耗損，因而是全國太陽輻射最多的地區(qū)。西藏地區(qū)是全世界范圍內(nèi)紫外光照最強的地區(qū)之一。瀝青是一種有機大分子材料，極易受到紫外光輻射的影響而發(fā)生光氧老化，進而劣化瀝青基材料的服役性能，大大縮短其使用壽命。如在紫外線作用下瀝青變硬變脆，導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生裂縫、車轍、坑槽、剝落等病害，在紫外線較強的地區(qū)，一些路面使用2-3年即需大修，使用壽命縮短80％。紫外光老化也易使瀝青基防水材料的低溫柔韌性明顯降低，在冬季低溫下難以適應(yīng)基層的冷縮而出現(xiàn)開裂。另一方面，紫外光老化使瀝青基材料揮發(fā)出大量毒性有機物(如苯并芘等)，對環(huán)境造成嚴重危害。紫外線輻射量一般占太陽總輻射量的5％-7％，但因其能量高，致使瀝青基材料的紫外光老化問題十分嚴重，尤其是占我國國土面積2/3以上的西部高原地區(qū)紫外線輻射量是其它地區(qū)的3-4倍以上，這些地區(qū)瀝青路面和瀝青基防水材料的紫外光老化問題更為突出。瀝青路面老化破壞嚴重，國道、省道上的斷頭路比較多，現(xiàn)有公路的通行能力差，除青藏公路外，其他干線公路因多種病害阻斷情況相當嚴重。

紫外光引起能量密度高、破壞性強，對SBS改性瀝青結(jié)構(gòu)和性能影響較大，常規(guī)改性瀝青不能適應(yīng)于當前西藏、青海等高原地區(qū)紫外線強烈的氣候特點，專利CN102190957A提出利用鎂鋁基層狀雙羥基符合金屬氫氧化物優(yōu)良的紫外光反射性能來改善SBS改性瀝青涂蓋料的耐紫外老化性能，專利CN200810204209.4提出在瀝青中復(fù)合紫外吸收劑來改善瀝青的耐紫外老化性能。然而，該化合物在改性瀝青溫度達到180℃——190℃高溫混合后容易發(fā)生揮發(fā)、分解等化學(xué)變化，不能達到理想的效果。另外，上述技術(shù)均為理論上的探討，在實際應(yīng)用中，該材料在作為添加劑在耐紫外老化改性瀝青生產(chǎn)加工中，與改性瀝青這種高分子化合物難以混溶，很容易發(fā)生離析，導(dǎo)致運輸槽罐車和瀝青拌合系統(tǒng)因堵塞而導(dǎo)致設(shè)備癱瘓。因此該材料在耐紫外老化改性瀝青中的應(yīng)用存在較大的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供的一種具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐紫外老化性能的SBR改性瀝青及其制備方法，使得該產(chǎn)品既能耐夏季高溫、冬季低溫嚴寒，同時對紫外光線起到物理反射、屏蔽以及化學(xué)吸收的良好作用。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

一種耐紫外老化SBR改性瀝青，所述耐紫外老化SBR改性瀝青由質(zhì)量分數(shù)為7～30％的紫外阻隔改性劑顆粒混合質(zhì)量分數(shù)為70～93％的基質(zhì)瀝青制成；所述紫外阻隔顆粒由SBR改性劑、鎂鋁層狀雙氫氧化物紫外阻隔材料、相容劑和再生膠經(jīng)過密煉混合設(shè)備捏合混煉制成，其中各原料所占質(zhì)量百分數(shù)為：鎂鋁層狀雙氫氧化物紫外阻隔材料20％～60％；再生膠25％～35％；相容劑12％～18％；SBR改性劑25％～45％。

以上比例是根據(jù)各種材料在瀝青中的最優(yōu)摻配比例而設(shè)定的，同時考慮了造粒的難易性程度。以上材料可通過造粒過程一次性摻配好，無需在后期添加瀝青過程中再補充添加，因此工序簡潔有效。其中紫外阻隔材料添加太低對瀝青的性能影響效果有限，而添加量太大則容易發(fā)生沉淀；再生膠是根據(jù)紫外阻隔材料的添加量而進行調(diào)整；SBR改性劑添加含量是根據(jù)常規(guī)改性瀝青工程應(yīng)用實踐經(jīng)驗而確定的；相容劑添加含量是根據(jù)粒子的物理狀態(tài)而確定的，太少則混合物粒子難以摻混在一起，而太多則所造顆粒過軟，在雙螺旋擠出機上難以擠出顆粒形狀。

根據(jù)氣候條件選擇瀝青路面所用的基質(zhì)瀝青標號是個技術(shù)性很強的問題，如果根據(jù)夏天炎熱氣候的要求，應(yīng)該盡量選用硬一些的瀝青，而為了滿足冬季寒冷氣候條件的需要，又應(yīng)該選用軟質(zhì)瀝青。參照國內(nèi)外路面設(shè)計規(guī)范，各氣候分區(qū)的瀝青分級范圍要求值如下表所示：

表1 各地氣候分區(qū)的瀝青分級范圍

根據(jù)氣候條件的不同，西藏地區(qū)道路瀝青適合用70號、90號、110號，故本發(fā)明優(yōu)選基質(zhì)瀝青為70#、90#或110#重交瀝青。

所述SBR改性劑為丁苯橡膠。