專利名稱：一種風化煤組合物改性瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性瀝青及其制備方法，特別涉及一種風化煤組合物改性瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外研制應用的改性瀝青主要有三大類一是熱塑性橡膠類，包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、加氫改性共聚物等。典型的改性劑是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，它不但能夠改善基質(zhì)瀝青的抗低溫開裂性能，而且能夠提高基質(zhì)瀝青耐高溫性能和熱穩(wěn)定性，因而苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物改性瀝青用途較為廣泛，但是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物材料的價格很高，且和瀝青的混融較為困難，并伴有嚴重的離析現(xiàn)象；二是橡膠類，包括天然橡膠、丁苯橡膠、聚丁二烯、丙烯腈-丁二烯高聚物等。以丁苯橡膠為代表，其主要改善基質(zhì)瀝青的低溫性能，一般都使改性后的瀝青材料用在較為寒冷的地區(qū)；第三類是熱塑性樹脂類，包括熱固性和熱塑性樹脂兩種，前者有乙烯-醋酸-乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯等；后者有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等；主要改善基質(zhì)瀝青的耐高溫性能，適用于炎熱地區(qū)。
然而，上述改性瀝青有的成本較高，污染大，有的耐高溫、抗低溫開裂和抗老化的綜合性能不夠好。
本

發(fā)明內(nèi)容
如下本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷而提供一種成本低，污染小，耐高溫性能、抗低溫開裂性能和抗老化性能優(yōu)良的風化煤組合物改性瀝青。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備風化煤組合物改性瀝青的方法。
本發(fā)明一種風化煤組合物改性瀝青，是由下述重量份數(shù)的原料組成基質(zhì)瀝青 85～94份； 風化煤 2～6份；丁苯橡膠 2～5份； 增黏劑 1～4份；增塑劑 1～2份； 交聯(lián)劑 0.2～1.5份。
為達到更好的效果，所述風化煤粒度為100～200微米；所述丁苯橡膠粒度為100～200微米；所述增黏劑為消石灰、膠粉或天然瀝青，粒度為100～200微米；所述的增塑劑為鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯；所述交聯(lián)劑為酚醛樹脂、硫磺粉、環(huán)氧樹脂，粒度為100～200微米。
本發(fā)明一種風化煤組合物改性瀝青的制備方法如下1)將粒度為100～200微米的風化煤2～6份加入到熔融的基質(zhì)瀝青85～94份中，不斷的攪拌，以避免局部過熱；在攪拌速度為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，依次加入粒度為100～200微米的丁苯橡膠2～5份、增塑劑1～2份、粒度為100～200微米的增黏劑1～4份、粒度為100～200微米的交聯(lián)劑0.2～1.5份，攪拌均勻；2)將上述混合物維持溫度在170～190℃之間，在4000～6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切40～60分鐘，共混均勻，即得產(chǎn)品。
本發(fā)明一種風化煤組合物改性瀝青具有如下優(yōu)點如下1、我國風化煤資源分布廣、儲量大，但由于風化煤熱值低，過去一直未將風化煤作為有益礦產(chǎn)資源。到目前為止，全國風化煤資源尚未進行較系統(tǒng)的調(diào)查，就目前發(fā)現(xiàn)及初步情況分析，儲量是豐富的，特別是山西、新疆、內(nèi)蒙古、黑龍江、江西、云南、四川、河南等省區(qū)。據(jù)初步調(diào)查，山西省有風化煤資源80億噸，內(nèi)蒙自治區(qū)有風化煤資源50億噸，新疆南湖煤田有風化煤資源3.5億噸等。由與風化煤分布廣，且無須任何復雜加工程序，所以其組合物改性瀝青解決了以往改性劑運輸成本高和加工困難等問題，所選用的風化煤和消石灰可以在全國大部分地區(qū)就地取材，直接利用，降低了成本。
2、選用風化煤作為瀝青改性劑，擴大了風化煤的使用范圍，風化煤屬于一種自然礦產(chǎn)資源，在改性瀝青中放出的有毒氣體少、污染小。
3、由于風化煤中的腐殖酸及其衍生物含有多種能和石油瀝青中的羧基、羰基、醛、萘等活性基團交聯(lián)聚合的有機鏈和參加反應的有機官能團，使得摻入該風化煤的石油瀝青分子的排列方式和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)得以改善，增強了瀝青的內(nèi)聚力，提高了瀝青的軟化點。且風化煤中的炭成分增強了瀝青的抗氧化性能。
4、通過透射電鏡觀察到風化煤顆粒和其他改性劑顆粒均勻的分布在瀝青中，使改性瀝青體系穩(wěn)定；也使得改性瀝青所具有的一些特殊性能，如熱穩(wěn)定性、高強度和抗氧化性能反映在風化煤組合物改性瀝青中，提高了瀝青的路用性能，可達到高等級公路瀝青的技術(shù)標準。


圖1是本發(fā)明一種風化煤組合物改性瀝青老化前性能。
圖2是本發(fā)明一種風化煤組合物改性瀝青對旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱老化試驗后瀝青性能的影響。
具體實施例方式實施例1將粒度為100微米的風化煤2份加入到熔融的基質(zhì)瀝青94份中，不斷的攪拌，以避免局部過熱；在攪拌速度500轉(zhuǎn)/分鐘的條件下依次加入粒度為100微米的丁苯橡膠3份、鄰苯二甲酸二辛酯1份、粒度為100微米的消石灰1份和粒度為100微米的環(huán)氧樹脂0.5份，攪拌均勻；將上述混合物維持溫度在170℃，在4000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切40分鐘，共混均勻，制得產(chǎn)品。
經(jīng)測定5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為大于150，25度針入度(25攝氏度、100克、5秒、0.1毫米)為64，軟化點(攝氏度)為58；旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱實驗(RTFOT)后5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為85，針入度比(％)為82。
實施例2將粒度為200微米的風化煤4份加入到熔融的基質(zhì)瀝青85份中，不斷的攪拌，以避免局部過熱；在攪拌速度2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下依次加入粒度為150微米的丁苯橡膠5份、鄰苯二甲酸二異丁酯2份、粒度為200微米的膠粉4份和粒度為200微米的酚醛樹脂1.5份，攪拌均勻；將上述混合物維持溫度在190℃，在6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切60分鐘，共混均勻，制得產(chǎn)品。
經(jīng)測定5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為大于150，25度針入度(25攝氏度、100克、5秒、0.1毫米)為62，軟化點(攝氏度)為57；旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱實驗(RTFOT)后5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為80，針入度比(％)為81。
實施例3將粒度為150微米的風化煤6份加入到熔融的基質(zhì)瀝青90份中，不斷的攪拌，以避免局部過熱；在攪拌速度低于1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下加入粒度為200微米的丁苯橡膠2份、鄰苯二甲酸二丁酯1.5份、粒度為150微米的天然瀝青3份和粒度為150微米的硫粉1份，攪拌均勻；將上述混合物維持溫度在180℃，在5000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切50分鐘，共混均勻，制得產(chǎn)品。
經(jīng)測定5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為88，25度針入度(25攝氏度、100克、5秒、0.1毫米)為71，軟化點(攝氏度)為57；旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱實驗(RTFOT)后5度延度(5厘米/分鐘、5攝氏度、厘米)為53，針入度比(％)為80。
由圖1可知幾種實施方案的風化煤組合物改性瀝青的軟化點和低溫延度都有提高，瀝青的高低溫性能均得到改善。
由圖2可知幾種實施方案的風化煤組合物改性瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱實驗之后不僅保持了很好的低溫性能，而且針入度損失小，證明改性瀝青的抗老化、氧化性能良好。
權(quán)利要求
1.一種風化煤組合物改性瀝青，它是由下述重量份數(shù)的原料組成基質(zhì)瀝青85～94份； 風化煤 2～6份；丁苯橡膠2～5份；增黏劑 1～4份；增塑劑 1～2份；交聯(lián)劑 0.2～1.5份；其中，所述風化煤粒度為100～200微米；所述丁苯橡膠粒度為100～200微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風化煤組合物改性瀝青，其特征在于所述的增黏劑是消石灰、膠粉或天然瀝青，粒度為100～200微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風化煤組合物改性瀝青，其特征在于所述的增塑劑是鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二異丁酯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風化煤組合物改性瀝青，其特征在于所述的交聯(lián)劑是酚醛樹脂、硫磺粉、環(huán)氧樹脂，粒度為100～200微米。
5.一種如權(quán)利要求1所述的風化煤組合物改性瀝青的制備方法，步驟如下1)將粒度為100～200微米的風化煤2～6份加入到熔融的基質(zhì)瀝青85～94份中，不斷的攪拌，以避免局部過熱；在攪拌速度為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下，依次加入粒度為100～200微米的丁苯橡膠2～5份、增塑劑1～2份、粒度為100～200微米的增黏劑1～4份、粒度為100～200微米的交聯(lián)劑0.2～1.5份，攪拌均勻；2)將上述混合物維持溫度在170～190℃之間，在4000～6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切40～60分鐘，共混均勻，即得產(chǎn)品。
全文摘要
一種風化煤組合物改性瀝青，是由基質(zhì)瀝青85～94份；風化煤2～6份；丁苯橡膠2～5份；增黏劑1～4份；增塑劑1～2份；交聯(lián)劑0.2～1.5份組成；其制備方法將風化煤加入到熔融的基質(zhì)瀝青中，不斷的攪拌避免局部過熱；在攪拌速度為500～2000轉(zhuǎn)/分鐘的情況下依次加入丁苯橡膠2～5份、增塑劑、增黏劑、交聯(lián)劑，攪拌均勻；將上述混合物維持溫度在170～190℃之間，在4000～6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下，高速剪切40～60分鐘，共混均勻，制得產(chǎn)品；本發(fā)明具有成本低，污染小，耐高溫性能、抗低溫開裂性能和抗老化性能優(yōu)良等優(yōu)點。
文檔編號C08K5/092GK1749324SQ20051010592
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者王云普, 王有朋, 張繼, 劉小軍, 劉東杰, 高敬民, 張峰 申請人:西北師范大學