[發(fā)明專利]一種高性能改性瀝青材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112920615B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設計）人: 吳智深;汪昕;蔣麗娟;陳興芬;劉霞
• 申請（專利權）人: 衡水瑞纖新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L19/00;C08K9/10;C08K3/26
• 代理公司: 南京中律知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32341
• 代理人: 祝坤

本發(fā)明提供了一種高性能改性瀝青材料，包括基體瀝青、彌散相、增強體相，彌散相包括至少一種固體粉末，增強體相為0.5～4.4mm的顆粒，所述顆粒為由低密度線性聚乙烯內包裹連續(xù)無機纖維和碳酸鈣粉末的復合結構，彌散相與增強體相的質量比為10.2～10.5:1～4，其中增強體相摻雜在基體瀝青前，在濃度為20?30％過氧化氫溶液中預處理。還提供其制備方法，與現(xiàn)有相比力學性能及高低溫性能方面較明顯提升，軟化點≥71℃，較改性前提升5％以上；25℃針入度≤6.4mm，較改性前降低8％以上；5℃延度≥20cm，與改性前保持不變或略有提升；40小時后軟化點差≤1℃；拉伸強度≥9MPa，較改性前提升15％以上。

技術領域

本發(fā)明屬于市政管道工程材料的技術領域，特別涉及一種高性能改性瀝青材料及其制備方法。

背景技術

瀝青材料具有良好的可塑性、粘附性和粘彈性，在道路鋪筑、管道防水等領域展現(xiàn)了巨大的應用前景。但是瀝青存在易脆裂、高溫易軟化的缺點，使用壽命難以滿足設計要求。目前，我國的管道建設已經(jīng)進入了提質改造和養(yǎng)護的新時期，很多早期修建的管道出現(xiàn)不同程度的病害，嚴重影響管道的使用壽命。因此，改善瀝青性能，提高其力學性能及高低溫性能，具有極大的工程應用價值。

橡膠粉改性瀝青是當前市政管道工程中較為常用的物理改性方法，可以用來修補破損的管道，防止漏水、滲水的發(fā)生。橡膠粉改性瀝青的機理是利用橡膠粉在瀝青中的部分溶解和溶脹作用，在拌合過程中與瀝青進行融合裹附，填充瀝青內部微小孔隙，使得混合料內部結構更加穩(wěn)定，以此提高瀝青的高低溫性能、抗老化性能等。但是橡膠與瀝青的相容性較差，橡膠顆粒難以均勻分散在瀝青中，影響瀝青的粘度和流動性，使得瀝青易離析。

PE改性瀝青也是瀝青改性的重要方法。PE柔順性好，熔點低，具有良好的斷裂延伸率和耐沖擊性能，且與瀝青具有良好的相容性【楊鐘,翁陽,許永明.聚乙烯及其復合改性瀝青路用性能研究[J].石油瀝青,1998.】。PE在機械作用下分散于瀝青中，發(fā)生分子鏈形態(tài)的變化，可以吸附瀝青中的飽和分，從而發(fā)生溶脹，提高瀝青的粘彈性能、耐高溫性能，降低其溫度敏感性。但是PE對瀝青的低溫性能是有害的，PE的存在會降低瀝青的低溫抗裂性?！卷n君,于曉飛,周德洪.廢舊PE/橡膠粉復合改性瀝青性能研究[J].筑路機械與施工機械化,2016(7期):56-59.】采用復合改性瀝青的方式，能夠充分發(fā)揮改性材料各自的優(yōu)點，克服單獨改性的不足，全面提升瀝青的性能，是今后瀝青發(fā)展的重要方向。

發(fā)明內容

為了解決上述在如何改進浸漬工藝來提高熱塑性預浸帶性能，獲得熱塑性樹脂浸透性和均勻性，同時孔隙率低的高質量預浸帶技術難題，本發(fā)明提供了一種高性能改性瀝青材料，其特征在于：包括基體瀝青、彌散相、增強體相，彌散相包括至少一種固體粉末，增強體相為0.5～4.4mm的顆粒，所述顆粒為由低密度線性聚乙烯內包裹連續(xù)的無機纖維和碳酸鈣的復合結構，彌散相與增強體相的質量比為10.2～10.5:1～4，其中增強體相摻雜在基體瀝青前，需要在濃度為20-30％過氧化氫溶液中進行預處理。

其中，將增強相采用如上的復合結構，增強體相中的無機纖維能夠在基體瀝青受力過程中可以起到阻止裂紋擴展、橋接微裂縫的作用，使得瀝青的力學性能及高低溫穩(wěn)定性能進一步提高。

復合結構中的碳酸鈣，能夠利用較高的硬度，在復合結構中形成“空殼結構”，使得復合結構具有良好的韌性。

作為改進，所述彌散相為碳酸鈣、橡膠粉，橡膠粉和碳酸鈣的重量比為9～10：0.2～0.5，所述橡膠粉使用前，需要在濃度為20-30％過氧化氫溶液中進行預處理。

作為改進，其中增強體相中無機纖維為包括但不限于以下纖維中任一種，玄武巖纖維、碳纖維、玻璃纖維，無機纖維占增強體相的體積分數(shù)為15～35％。