[發(fā)明專利]一種包覆型硫化劑、瀝青穩(wěn)定劑及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310168793.7
• 申請(qǐng)日: 2023-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN116178796A
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓凌;穆明浩;周海防;范金成;李學(xué);錢成多;王健;王崢;楊美坤;曹振浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東高速路用新材料技術(shù)有限公司;山東高速集團(tuán)有限公司創(chuàng)新研究院;濟(jì)南道爾道新材料科技有限公司;濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): C08K9/10
• 分類號(hào): C08K9/10;C08K3/06;C08K7/24;C08L95/00;C08L53/02;C08K5/40;C08K3/26;C08K5/39;C08K3/22;C08K5/47
• 代理公司: 濟(jì)南魯科專利代理有限公司 37214
• 代理人: 滕慧

本發(fā)明涉及瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種包覆型硫化劑、瀝青穩(wěn)定劑及其制備方法和應(yīng)用。該包覆型硫化劑采用微交聯(lián)殼材、雙親材料制備，殼材殘留物相當(dāng)于填料穿插在橡膠基體中，小粒徑效應(yīng)及雙親效應(yīng)對(duì)橡膠具有一定的補(bǔ)強(qiáng)效果和穩(wěn)定效果，在硫化膠中起到了物理交聯(lián)點(diǎn)的作用；硫磺可實(shí)現(xiàn)緩慢釋放，不僅有效杜絕瀝青與聚合物的過度交聯(lián)，且促使瀝青與聚合物的交聯(lián)反應(yīng)更加充分，提升了瀝青性能，改善了其存儲(chǔ)穩(wěn)定性，防止離析、延緩了其性能衰減。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種包覆型硫化劑、瀝青穩(wěn)定劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展，尤其是高等級(jí)公路的迅猛發(fā)展，瀝青路面的數(shù)量不斷增多，等級(jí)不斷提高。普通瀝青路面是指在礦質(zhì)材料中摻入路用瀝青材料鋪筑的各種類型的路面。瀝青材料提高了鋪路用粒料抵抗行車和自然因素對(duì)路面損害的能力，使路面平整少塵、不透水、經(jīng)久耐用。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，是道路建設(shè)中一種應(yīng)用最廣泛的高級(jí)路面。

隨著交通流量的增加、車輛的大型化，對(duì)瀝青路面的質(zhì)量要求也越來越高。改性瀝青作為路面新材料，避免了普通瀝青混合料極易發(fā)生脆裂，導(dǎo)致路面出現(xiàn)裂縫，抗高溫性能差的問題，可以使瀝青在感溫性、穩(wěn)定性、耐久性、粘附性、抗老化性等方面都得到全面改善，可以提高路面綜合的使用性能。這類材料能夠同時(shí)滿足高低溫性能要求，又具有適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，已成為改性瀝青產(chǎn)品中的主力軍。目前常見的改性瀝青為通過SBS或橡膠對(duì)瀝青進(jìn)行改性，其能有效改善瀝青材料的耐高溫抗車轍、抗疲勞性能和彈性恢復(fù)能力。然而，由于瀝青和改性劑物理差異性較大，不易形成穩(wěn)定的改性瀝青體系，從而導(dǎo)致改性劑與基質(zhì)瀝青會(huì)發(fā)生離析分層，造成上下部改性瀝青不均勻，其次在熱儲(chǔ)存過程中會(huì)出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的性能指標(biāo)衰減，這類材料存在儲(chǔ)存和運(yùn)輸穩(wěn)定差的問題。在這類材料中添加穩(wěn)定劑是解決這一問題的有效途徑，改性瀝青穩(wěn)定劑是改性瀝青生產(chǎn)所必需的一種原料，穩(wěn)定劑的加入可以促進(jìn)改性劑三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，改善改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性，減小離析軟化點(diǎn)差，避免熱儲(chǔ)存指標(biāo)衰減，使改性瀝青體系穩(wěn)定存在。

硫磺是目前最優(yōu)異的交聯(lián)劑，現(xiàn)有技術(shù)中常見的改性瀝青穩(wěn)定劑是通過添加硫磺單質(zhì)來改善儲(chǔ)存穩(wěn)定性。以硫磺作為交聯(lián)劑制備的硫化膠具有良好的彈性以及抗屈撓性能，正因?yàn)槿绱耍蚧且云鋬?yōu)異的性能廣泛地應(yīng)用于橡膠制品的加工過程中，使用過程中由于不同溫度下硫磺在橡膠中溶解度的差異，當(dāng)硫化劑用量較大時(shí)，部分硫磺會(huì)在膠料停放過程中遷移到膠料的表面，引起膠料粘結(jié)性下降，影響產(chǎn)品外觀，即發(fā)生工業(yè)中常見的噴霜問題。噴霜問題不僅降低了膠料和產(chǎn)品的性能，還造成資源浪費(fèi)及環(huán)境污染，需迫切予以解決。但是硫的加入量和加入速度對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響很大，一次性加入硫磺太快或過多，會(huì)使瀝青～聚合物發(fā)生局部或整體過度交聯(lián)并凝聚成膠體，造成流動(dòng)困難，無法繼續(xù)生產(chǎn)。市面上也出現(xiàn)了通過添加高芳烴稠油或利用水基化法等能夠降低界面能的液態(tài)穩(wěn)定劑，這類穩(wěn)定劑雖能達(dá)到改善儲(chǔ)存穩(wěn)定性的目的，卻無法改善或延緩改性瀝青熱儲(chǔ)存過程中的性能衰減。而以通過添加部分粉狀助劑制備的含硫穩(wěn)定劑，雖一定程度改善了穩(wěn)定劑的局部或整體交聯(lián)現(xiàn)象，但無法通過提高穩(wěn)定劑摻量來達(dá)到改性瀝青部分特殊性能要求。因此，如何提高改性瀝青的相容性和綜合性能，改善其存儲(chǔ)穩(wěn)定性，防止改性瀝青離析、延緩其性能衰減是當(dāng)務(wù)之急，也是研究改性瀝青的熱點(diǎn)和前沿。

為了提升硫化劑利用率，現(xiàn)有采用將硫磺進(jìn)行包覆的方法，微膠囊硫磺包覆有二氧化硅包覆、PMMA包覆、PS包覆、GO包覆等，這幾類單一材料包覆硫磺硫化膠的硬度和定伸應(yīng)力基本沒有大的變化。因包覆材料為單親性材料，雖然經(jīng)過包覆之后，由于硫化劑在橡膠中的分散性提高，使硫磺的利用效率得到提高，但釋放速度快、外包覆材料(殼材殘留物)在其中起到的作用僅為提高分散性，依舊難以滿足改性瀝青綜合性能提升，有效避免改性瀝青離析、延緩性能衰減的問題。

發(fā)明內(nèi)容