[發明專利]一種功能化溶聚丁苯橡膠復合C9石油樹脂改性瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 202110600418.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113214666B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李楊;張瑛;王艷色;冷雪菲;韓麗
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L9/06;C08L57/02;C08J3/00
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一類功能化溶聚丁苯橡膠復合C9石油樹脂改性瀝青及其制備方法。本發明主要用于改善瀝青的低溫開裂問題，主要是使用功能化溶聚丁苯橡膠、C9石油樹脂和基質瀝青，通過混溶的方式對基質瀝青進行復合改性，從而得到改性瀝青。這種復合改性瀝青不僅可以顯著提升耐低溫性能，而且還能很好地保留瀝青的耐高溫性能優勢，且具有更好的粘結力。在工程上，該瀝青可以提高路面的使用性能，延長路面的使用壽命，減少養護成本；制備工藝簡單、產品性能穩定，可為海拔高、年平均溫度低、且紫外線輻射嚴重的地區提供適用的瀝青路面材料。

技術領域

本發明屬于功能高分子材料技術領域，具體涉及一類功能化溶聚丁苯橡膠復合C9石油樹脂改性瀝青及其制備方法。

背景技術

C9石油樹脂是以裂解制乙烯裝置的副產物C9餾分為主要原料，在催化劑存在下聚合，或將其與醛類、芳烴、萜烯類化合物進行共聚合而制得的熱塑性樹脂。C9石油樹脂的結構中存在部分雙鍵和芳香環，不含極性基團，具有良好的耐水性、耐酸堿性、耐候性和耐光老化性，主要用于涂料、橡膠助劑、紙張添加劑、油墨和膠黏劑等領域，市場需求量大。但是C9石油樹脂的分子結構中因為不含極性或功能性基團，沒有化學活性，與極性聚合物相容性較差，加上C9石油樹脂的機械性能較差、脆性較大，一般不單獨使用。

瀝青路面在冬季低溫環境中常存在開裂等問題，這是由于瀝青本身的物理性質的限制。國內外的相關研究表明，通過瀝青改性可優化瀝青的低溫性能。改性瀝青中可使用的改性劑較多，根據改性目的，選擇不同的改性劑，或可改善冬季低溫抗裂性能，或可作為應力消解層以抵抗反射裂縫，或為了提高高溫抗流動變形能力。實際情況下，在瀝青改性過程中，在提高瀝青某一種性能的同時，常常會影響瀝青其他方面性能。因此，在提高瀝青改性目標性能指標提升的同時，又不降低其他性能或者使其他性能也有所改善，一直是研究者致力解決的問題。

瀝青常用的改性劑，如橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等，按使用改性劑的不同，一般將其分為三類：(1)熱塑性橡膠類：代表性品種有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)；(2)橡膠類：代表性品種有丁苯橡膠及其乳液；(3)熱塑性樹脂類：代表性品種有乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)及聚烯烴。熱塑性橡膠類改性瀝青，應用最廣的聚合物是苯乙烯嵌段共聚物，特別是SBS嵌段共聚物。存在問題是瀝青與SBS的混合經常不夠均勻，在低溫冷卻時容易出現兩相分離。橡膠類改性瀝青，其中使用最多是丁苯橡膠和氯丁橡膠。

實際上，選擇改性劑的品種和劑量是個技術性很高的工作,很難說哪個品種的改性劑一定好或不好，需要是根據所在地區的氣候條件、交通狀況、改性瀝青設備條件、瀝青路面的破壞形式、不同地區氣候條件也有很大不同，公路改性目的等綜合考慮，最好是對不同改性劑的效果作一比較，再通過技術經濟分析來確定。其中，根據《瀝青路面施工技術規范》規定不同改性瀝青等級的技術要求是根據不同的氣候區進行選擇的依據。對南方夏季炎熱地區，高溫穩定性要求較高，SBS、PE、EVA等的改性效果較好；而對低溫寒冷地區,抗裂性能的要求較高,SBS、丁苯橡膠的改性效果較好。

針對年平均溫度很低的高海拔地區，極寒溫度持續時間長且紫外線輻射嚴重，導致這些地區的瀝青混凝土路面易出現低溫開裂及紫外線老化而導致的一系列問題。因此，對低溫寒冷地區的瀝青路面，經常選用的是SBS、丁苯橡膠的改性瀝青，以滿足抗裂性能的要求。丁苯橡膠對瀝青的改性機理，主要是由于丁苯橡膠與瀝青發生交聯反應生成空間網絡且吸收瀝青中極性芳香酚，因此可以改善瀝青的溫度敏感性，且隨摻量增加，瀝青感溫性進一步降低。相較于SBS改性瀝青，丁苯橡膠能顯著提高改性瀝青低溫延度，降低瀝青溫度敏感性，且有一定抗紫外線老化作用，更適用于寒冷地區的公路建設。由于橡膠改性瀝青中無論橡膠成分多高，與石料的粘結能力仍然有限。因此，如何提供一種高性能改性瀝青，改變現有技術中改性瀝青存在的低溫性能差、黏附性不足的的現狀，是亟待解決的問題。

發明內容