一种环境友好型改性沥青及其制备方法

摘要

本发明提供了一种环境友好型改性沥青及其制备方法，该改性沥青包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉3～10份，钇铝石榴石纤维1～5份，苯丙树脂1～5份，二亚苄基丙酮0.5～2.2份，对苯二酚0.2～1.4份，聚异丁烯丁二酰亚胺2～7份。本发明所述的环境友好型改性沥青，在明显改善沥青路用性能的同时，兼具阻燃抑烟、热拌减排等多重环境功效，满足低碳环保、安全可靠的绿色交通建设要求，能促进社会的可持续发展。且采用的原材料来源广泛，生产制备过程中无污染，具有良好的经济效益。

权利要求

1.一种环境友好型改性沥青，其特征在于：包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉3   10份，钇铝石榴石纤维1   5份，苯丙树脂1   5份，二亚苄基丙酮0.5   2.2份，~ ~ ~ ~对苯二酚0.2   1.4份，聚异丁烯丁二酰亚胺2   7份；所述镁橄榄石粉的粒径为30nm   ~ ~ ~

1mm；所述钇铝石榴石纤维长度为25μm   28μm。

~

2.根据权利要求1所述的环境友好型改性沥青，其特征在于：包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉5   8份，钇铝石榴石纤维2   4份，苯丙树脂2   4份，二亚苄基~ ~ ~丙酮1.2   1.8份，对苯二酚0.6   1.1份，聚异丁烯丁二酰亚胺3   6份。

~ ~ ~

3.根据权利要求1所述的环境友好型改性沥青，其特征在于：包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉6份，钇铝石榴石纤维3份，苯丙树脂3.5份，二亚苄基丙酮1.4份，对苯二酚0.8份，聚异丁烯丁二酰亚胺5份。

4.根据权利要求1所述的环境友好型改性沥青，其特征在于：所述镁橄榄石粉的粒径为

5μm   100μm。

~

5.根据权利要求1所述的环境友好型改性沥青，其特征在于：所述镁橄榄石粉的粒径为

20μm。

6.根据权利要求1所述的环境友好型改性沥青，其特征在于：所述沥青为基质沥青、SBS改性沥青或橡胶改性沥青中的一种。

7.一种制备如权利要求1 6任一项所述的环境友好型改性沥青的方法，其特征在于：包~括如下步骤，

（1）将镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25%   35%的乙醇溶液中，搅拌5~ ~

15min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在300r/min   400r/~min剪切速率下搅拌10 20min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在~

400r/min   500r/min剪切速率下搅拌1h   3h；

~ ~

（2）将步骤（1）所述混合物加热至15 35℃，并保持1 2h以蒸除乙醇，所得混合物放置于~ ~烘箱中烘干，保持100℃   110℃恒温，4h   6h；

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（3）将沥青加热至130℃   150℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤（2）处理的混合物~中，得到沥青混合物；

（4）使用高速剪切机将步骤（3）中得到的沥青混合物在1000r/min   2000r/min的剪切~速率下低速剪切20min   40min，然后在3500r/min   4500r/min的剪切速率下高速剪切~ ~

15min   30min。

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8.如权利要求1 6任一项所述的环境友好型改性沥青在道路工程材料中的应用。

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说明书

一种环境友好型改性沥青及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于道路工程材料技术领域，尤其是涉及一种环境友好型改性沥青及其制备方法。

背景技术

[0002] 当前，国家大力发展低碳经济、建设环境友好型社会，对绿色交通系统也提出了更高的要求，促进道路交通向低碳环保、安全可靠的方向发展，提高道路建设质量，已成为新的历史使命。随着我国道路建设的快速发展，沥青混凝土路面由于具有抗滑耐磨、行车舒适、噪音低、便于施工养护等优点已逐渐取代水泥混凝土路面，成为路面的主流形式。但传统沥青路面夏季高温时车辙现象严重、冬季低温时易开裂，严重影响其路用性能，同时传统沥青材料在进行热拌铺筑时会排放大量废气和烟尘，高温下易流淌甚至燃烧，与低碳、环保、安全的绿色交通理念极不相符。因此，亟需开发一种环境友好型改性沥青，使其在明显改善沥青路用性能的同时，兼具低碳环保、安全可靠等多重环境功效，促进社会的可持续发展。

发明内容

[0003] 有鉴于此，本发明旨在提出一种环境友好型改性沥青及其制备方法，该改性沥青在明显改善沥青路用性能的同时，兼具低碳环保、安全可靠等多重环境功效，具有良好的阻燃抑烟、热拌减排性能，且制备简单、成本较低，适宜作为一种环境友好型改性沥青推广使用。

[0004] 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

[0005] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉3～10份，钇铝石榴石纤维1～5份，苯丙树脂1～5份，二亚苄基丙酮0.5～2.2份，对苯二酚0.2～
1.4份，聚异丁烯丁二酰亚胺2～7份。

[0006] 优选的，包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉5～8份，钇铝石榴石纤维2～4份，苯丙树脂2～4份，二亚苄基丙酮1.2～1.8份，对苯二酚0.6～1.1份，聚异丁烯丁二酰亚胺3～6份。

[0007] 优选的，包括如下重量份数的组分，沥青100份，镁橄榄石粉6份，钇铝石榴石纤维3份，苯丙树脂3.5份，二亚苄基丙酮1.4份，对苯二酚0.8份，聚异丁烯丁二酰亚胺5份。

[0008] 优选的，所述镁橄榄石粉的粒径为30nm～1mm。

[0009] 优选的，所述镁橄榄石粉的粒径为5μm～100μm。

[0010] 优选的，所述镁橄榄石粉的粒径为20μm。

[0011] 优选的，所述钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0012] 优选的，所述沥青为基质沥青、SBS改性沥青或橡胶改性沥青中的一种。

[0013] 本发明还提供了一种制备如上所述的环境友好型改性沥青的方法，包括如下步骤，

[0014] (1)将镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25％～35％的乙醇溶液中，搅拌5～15min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在300r/min～400r/min剪切速率下搅拌10～20min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在400r/min～500r/min剪切速率下搅拌1h～3h；

[0015] (2)将步骤(1)所述混合物加热至15～35℃，并保持1～2h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温，4h～6h；

[0016] (3)将沥青加热至130℃～150℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0017] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在1000r/min～2000r/min的剪切速率下低速剪切20min～40min，然后在3500r/min～4500r/min的剪切速率下高速剪切15min～30min。

[0018] 本发明也提供了如上所述的环境友好型改性沥青在道路工程材料中的应用。

[0019] 相对于现有技术，本发明所述的环境友好型改性沥青，具有以下优势：

[0020] (1)本发明所述的环境友好型改性沥青，其主要成分有镁橄榄石粉和钇铝石榴石纤维，两者具有良好的高温稳定性和阻燃性能；苯丙树脂和对苯二酚具有较强的耐腐蚀性；二亚苄基丙酮为表面活性剂，聚异丁烯丁二酰亚胺为分散剂，能够显著改善镁橄榄石粉和钇铝石榴石纤维在沥青中的分散性，并提高其与沥青的粘附能力。

[0021] (2)本发明所述的环境友好型改性沥青，在明显改善沥青路用性能的同时，兼具阻燃抑烟、热拌减排等多重环境功效，满足低碳环保、安全可靠的绿色交通建设要求，能促进社会的可持续发展。

[0022] (3)本发明所述的环境友好型改性沥青，采用的原材料来源广泛，生产制备过程中无污染。

[0023] (4)本发明所述的环境友好型改性沥青的制备方法，工艺简单、成本低、具有良好的经济效益。

具体实施方式

[0024] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合实施例来详细说明本发明。

[0025] 实施例一

[0026] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份，镁橄榄石粉6份，钇铝石榴石纤维3份，苯丙树脂3.5份，二亚苄基丙酮1.4份，对苯二酚0.8份，聚异丁烯丁二酰亚胺5份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为20μm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0027] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0028] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25％乙醇溶液中，人工搅拌5min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在400r/min剪切速率下搅拌10min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在400r/min剪切速率下搅拌1h；

[0029] (2)将步骤(1)所述混合物加热至20℃，并保持1h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温5h；

[0030] (3)将沥青加热至140℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0031] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在1500r/min的剪切速率下低速剪切30min，然后在4500r/min的剪切速率下高速剪切20min。

[0032] 实施例二

[0033] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份，镁橄榄石粉10份，钇铝石榴石纤维1份，苯丙树脂2份，二亚苄基丙酮0.5份，对苯二酚1.4份，聚异丁烯丁二酰亚胺7份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为100μm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0034] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0035] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25％的乙醇溶液中，人工搅拌10min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在300r/min剪切速率下搅拌15min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在500r/min剪切速率下搅拌3h；

[0036] (2)将步骤(1)所述混合物加热至25℃，并保持2h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温4h；

[0037] (3)将沥青加热至140℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0038] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在1800r/min的剪切速率下低速剪切25min，然后在4500r/min的剪切速率下高速剪切25min。

[0039] 实施例三

[0040] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份，镁橄榄石粉5份；钇铝石榴石纤维5份；苯丙树脂1份；二亚苄基丙酮1.2份；对苯二酚0.6份；聚异丁烯丁二酰亚胺5.5份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为1mm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0041] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0042] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为35％的乙醇溶液中，人工搅拌8min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在300r/min剪切速率下搅拌17min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在500r/min剪切速率下搅拌1.5h；

[0043] (2)将步骤(1)所述混合物加热至30℃，并保持2h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温4h；

[0044] (3)将沥青加热至130℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0045] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在1000r/min的剪切速率下低速剪切20min，然后在4000r/min的剪切速率下高速剪切30min。

[0046] 实施例四

[0047] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份，镁橄榄石粉3份；钇铝石榴石纤维4份；苯丙树脂5份；二亚苄基丙酮2.2份；对苯二酚0.2份；聚异丁烯丁二酰亚胺3份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为30nm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0048] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0049] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为35％的乙醇溶液中，人工搅拌5min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在400r/min剪切速率下搅拌20min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在500r/min剪切速率下搅拌1h；

[0050] (2)将步骤(1)所述混合物加热至35℃，并保持2h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温5h；

[0051] (3)将沥青加热至150℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0052] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在2000r/min的剪切速率下低速剪切20min，然后在4000r/min的剪切速率下高速剪切30min。

[0053] 实施例五

[0054] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份；镁橄榄石粉10份；钇铝石榴石纤维2份；苯丙树脂4份；二亚苄基丙酮1.8份；对苯二酚0.8份；聚异丁烯丁二酰亚胺6份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为5μm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0055] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0056] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25％的乙醇溶液中，人工搅拌12min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在300r/min剪切速率下搅拌15min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在400r/min剪切速率下搅拌3h；

[0057] (2)将步骤(1)所述混合物加热至24℃，并保持1.5h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温4h；

[0058] (3)将沥青加热至150℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0059] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在1500r/min的剪切速率下低速剪切40min，然后在4000r/min的剪切速率下高速剪切15min。

[0060] 实施例六

[0061] 一种环境友好型改性沥青，包括如下重量份数的组分，基质沥青100份；镁橄榄石粉8份；钇铝石榴石纤维2份；苯丙树脂3份；二亚苄基丙酮1.4份；对苯二酚1.1份；聚异丁烯丁二酰亚胺2份。其中，所述镁橄榄石粉粒径为20μm、钇铝石榴石纤维长度为25μm～28μm。

[0062] 本实施例的环境友好型改性沥青的制备方法，包括如下步骤：

[0063] (1)将上述份数的镁橄榄石粉、钇铝石榴石纤维加入质量浓度为25％～25％的乙醇溶液中，人工搅拌14min后加入苯丙树脂、二亚苄基丙酮和对苯二酚，并用高速剪切机在400r/min剪切速率下搅拌15min，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，再次使用高速剪切机在
400r/min剪切速率下搅拌2h；

[0064] (2)将步骤(1)所述混合物加热至35℃，并保持1h以蒸除乙醇，所得混合物放置于烘箱中烘干，保持100℃～110℃恒温6h；

[0065] (3)将沥青加热至140℃，保持在熔融状态，并加入经过步骤(2)处理的混合物中，得到沥青混合物；

[0066] (4)使用高速剪切机将步骤(3)中得到的沥青混合物在2000r/min的剪切速率下低速剪切20min，然后在3500r/min的剪切速率下高速剪切30min。

[0067] 为验证本发明所述的一种环境友好型改性沥青的路用性能及其阻燃抑烟和热拌减排功效，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)进行沥青针入度、软化点、延度等基本性能试验；参照《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》(GB/T2408-2008)进行氧指数试验；参照《建筑材料燃烧或分解的烟密度等级试验方法》(GB/T 8627)进行沥青烟吸收率、烟密度试验。

[0068] 本发明实施例一～六的具体试验结果如下表1所示：

[0069] 表1 一种环境友好型改性沥青的性能试验结果

[0070]

[0071]

[0072] 试验证明，本发明所述的环境友好型改性沥青的针入度、软化点、延度和氧指数均满足《中华人民共和国石油化工行业标准》(NB/SH/T 0820-2010)的要求，沥青烟吸收效果显著，烟密度等级均小于75，烟气毒性等级为准安全一级(ZA1)，达到了国家的相关要求。

[0073] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。