具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法。该改性沥青按重量份计包括以下原料组分：SBS 100份，石油树脂20～40份，芳烃油10～40份，丁苯橡胶10～20份，改性介孔分子筛5～10份；其中，所述改性介孔分子筛为氯代硅烷和光稳定剂改性的介孔分子筛。本发明专利技术高粘沥青添加剂不仅显著提高了沥青的粘度和粘结性，而且大幅度地提高了抗紫外老化性能，使沥青具有优异的光稳定性能。

High viscosity asphalt additive with anti ultraviolet aging property and preparation method thereof

The invention discloses a high viscosity asphalt additive with ultraviolet aging resistance and a preparation method thereof. The modified asphalt consists of 100 parts SBS, 20-40 parts petroleum resin, 10-40 parts aromatic oil, 10-20 parts SBR and 5-10 parts modified mesoporous molecular sieves by weight. The modified mesoporous molecular sieves are chlorosilane and light stabilizer modified mesoporous molecular sieves. The high viscosity asphalt additive of the invention not only remarkably improves the viscosity and cohesiveness of the asphalt, but also greatly improves the anti-ultraviolet aging performance and makes the asphalt have excellent light stability performance.

【技术实现步骤摘要】
具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法
本专利技术涉及一种高粘沥青添加剂及其制备方法，特别涉及一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法。
技术介绍
高粘沥青一般指60℃动力粘度大于20000Pa·s的沥青，适用于开级配抗滑磨耗层（OGFC）等路面的应用。由于具有较大的空隙率，OGFC路面具有很好的排水、降噪、防滑性能。但是大空隙率的结构特性也导致了沥青与空气和紫外光的接触面积增大，加速了沥青的老化，缩短了路面的使用寿命。目前，高粘度沥青主要通过在沥青中添加聚合物制得，可显著改善沥青的高、低温性能，提高沥青的粘度，但是存在聚合物分散不均匀，相容性不好等问题。同时，存在抗老化性能不足的问题。CN101457009A公开了一种高粘度沥青改性剂及其制备方法，该改性剂包括SIS、古马隆树脂、油酸酰胺等。该改性剂与沥青具有较好的相容性，明显提高了沥青的粘附性。但是没有考虑高粘度沥青的抗老化问题，其抗老化性不足，影响高粘度沥青的使用寿命。CN102838874A公开了一种沥青改性剂、改性沥青以及沥青混合料。该高粘沥青改性剂由废旧轮胎胶粉、聚乙烯废弃物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、萜烯树脂、溶剂油、醇醚羧酸盐等组成。该改性剂制得的改性沥青具有较好的高、低温性能和水稳定性。但其所用废旧轮胎胶粉仍存在与沥青相容性不好的问题，同时也存在抗老化性能不足的问题。综上，现有技术虽然可在一定程度上提高沥青的粘度和粘附性，但存在聚合物相容性不好，以及抗老化性能不足的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法。本专利技术高粘沥青添加剂不仅显著提高了沥青的粘度和粘结性，而且大幅度地提高了抗紫外老化性能，使沥青具有优异的光稳定性能。本专利技术提供了一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂，按重量份计包括以下原料组分：SBS：100份；石油树脂：20～40份；芳烃油：10～40份；丁苯橡胶：10～20份；改性介孔分子筛：5～10份；其中，所述改性介孔分子筛为氯代硅烷和光稳定剂改性的介孔分子筛。在所述改性介孔分子筛中，所述氯代硅烷接枝于介孔分子筛的表面，所述光稳定剂通过与氯代硅烷反应，从而连接到介孔分子筛的表面。所述光稳定剂为含有胺基和/或哌啶基团的光稳定剂，所述光稳定剂优选为2,2,6,6-四甲基哌啶胺、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]癸二酸酯、二[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]间苯二甲酰胺中的一种或几种。所述介孔分子筛、氯代硅烷和光稳定剂的质量比为100：（3～20）：（3～25），优选为100：（5～15）：（5～20）。所述介孔分子筛为MCM-41、SBA-15、SBA-16分子筛中的一种或几种，所述介孔分子筛的比表面积优选为600～1250m2/g。所述氯代硅烷为γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种。所述SBS为线型结构，分子量为5～25万。所述石油树脂为碳五石油树脂，其软化点为90℃～120℃。所述芳烃油中，芳香烃的重量含量为40%～80%。所述的芳烃油为一种富含芳烃的组分，可源于润滑油基础油在溶剂精制过程中的抽出油，比如糠醛精制抽出油、酚精制抽出油等。所述丁苯橡胶为工业产品，分子量为20~80万。本专利技术还提供了一种如上述的具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂的制备方法，其包括如下步骤：（1）将介孔分子筛、氯代硅烷加入到第一有机溶剂中，在第一加热回流条件下进行表面修饰反应，冷却后再经过滤、洗涤、第一干燥，得到氯代硅烷接枝的介孔分子筛；（2）将氯代硅烷接枝的介孔分子筛和光稳定剂加入到第二有机溶剂中，在第二加热回流条件下进行反应，冷却后再经过滤、洗涤、第二干燥，得到改性介孔分子筛；（3）将SBS、石油树脂、芳烃油、丁苯橡胶、改性介孔分子筛混合均匀后，经挤出机共混挤出、造粒，得到具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂。在步骤（1）中，所述表面修饰反应的温度为100℃～120℃，时间为1～3h。所述介孔分子筛与第一有机溶剂的重量比例为1：（10～30）。所述第一有机溶剂为二甲苯、甲苯、环己酮、氯苯和吡啶中的一种或几种。在步骤（1）中，所述的过滤、洗涤、干燥均可以为常规技术。洗涤可以用乙醇、氯仿、丙酮等溶剂进行洗涤，干燥使溶剂挥发掉即可，所述第一干燥的温度可以为80℃～120℃，时间为0.5～5h。在步骤（2）中，所述氯代硅烷接枝的介孔分子筛与第二有机溶剂的重量比例为1：（10～30）。所述第二有机溶剂优选为三氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、环己烷、苯、甲苯、二甲苯和环己酮中的一种或几种。在步骤（2）中，所述反应的温度为50℃～90℃，优选为60℃～90℃，时间为6～8h。在步骤（2）中，所述的过滤、洗涤、第二干燥均可以为常规技术。洗涤可以用乙醇、氯仿、丙酮等溶剂进行洗涤，干燥使溶剂挥发掉即可，第二干燥的温度可以为80℃～120℃，时间为3～8h。在步骤（3）中，所述挤出机可以采用常规使用的挤出机，优选为螺杆挤出机，挤出温度为130～160℃，螺杆转速为30～150r/min。进一步优选为双螺杆挤出机，两根螺杆在机筒内相互平行，机筒内的温度可以采用多段控制，如挤出机的机筒可分为八个温度段，具体操作条件如下：一段为130～150℃；二段为135～155℃；三段为140～160℃；四段为140～160℃；五段为150～160℃；六段为150～160℃；七段为145～160℃；八段为150～160℃。步骤（1）和（2）反应过程，以2,2,6,6-四甲基哌啶胺和4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶为例，如下流程所示：。与现有技术相比，本专利技术的具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂及其制备方法具有如下优点：（1）本专利技术将改性介孔分子筛加入高粘沥青添加剂中，其中卤代硅烷先嫁接至介孔分子筛，然后光稳定剂再与卤代硅烷反应，从而嫁接至分子筛，形成改性分子筛。这样在改性分子筛加入沥青后，不但防止了光稳定剂的物理迁移或挥发损失，增强光稳定剂捕获自由基、分解氢过氧化物、激发态分子能量转移及单线态氧能量的捕获等作用，而且增强了介孔分子筛对紫外线的屏蔽作用，这样不但大幅度地提高了抗紫外老化性能，使沥青具有优异的光稳定性能，而且显著提高了沥青的粘度和粘结性，延长道路的使用寿命。（2）本专利技术氯代硅烷和光稳定剂对介孔分子筛进行表面改性，充分利用了介孔分子筛比表面积大的优势，使得光稳定剂分散均匀，提高抗紫外老化效率。（3）本专利技术高粘沥青添加剂呈颗粒状，施工方便，使用简单，便于储存和运输。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术的技术特点，但这些实施例不能限制本专利技术，涉及的wt%为质量分数。实施例1（1）将5重量份MCM-41介孔分子筛（比表面积为1000m2/g）、占MCM-41介孔分子筛5wt%的γ-氯丙基三甲氧基硅烷加入到100重量份甲苯中。在110℃下恒温，持续搅拌，加热回流3h，冷却后过滤、用乙醇洗涤，100℃干燥5h，得到氯代硅烷接枝的介孔分子筛。（2）将5重量份氯代硅烷接枝的介孔分子筛和占其6wt%的2,2,6,6-四甲基哌啶胺加入到100重量份乙醇中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂，按重量份计包括以下原料组分：SBS：100份；石油树脂：20～40份；芳烃油：10～40份；丁苯橡胶：10～20份；改性介孔分子筛：5～10份；其中，所述改性介孔分子筛为氯代硅烷和光稳定剂改性的介孔分子筛。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂，按重量份计包括以下原料组分：SBS：100份；石油树脂：20～40份；芳烃油：10～40份；丁苯橡胶：10～20份；改性介孔分子筛：5～10份；其中，所述改性介孔分子筛为氯代硅烷和光稳定剂改性的介孔分子筛。2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，在所述改性介孔分子筛中，所述氯代硅烷接枝于介孔分子筛的表面，所述光稳定剂通过与氯代硅烷反应，从而连接到介孔分子筛的表面。3.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述光稳定剂为含有胺基和/或哌啶基团的光稳定剂，所述光稳定剂优选为2,2,6,6-四甲基哌啶胺、4-苯甲酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]癸二酸酯、二[2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基]间苯二甲酰胺中的一种或几种。4.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述介孔分子筛、氯代硅烷和光稳定剂的质量比为100：（3～20）：（3～25），优选为100：（5～15）：（5～20）。5.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述介孔分子筛为MCM-41、SBA-15、SBA-16分子筛中的一种或几种，所述介孔分子筛的比表面积优选为600～1250m2/g。6.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述氯代硅烷为γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷中的一种或几种。7.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述SBS为线型结构，分子量为5～25万，所述丁苯橡胶的分子量为20～80万。8.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述石油树脂为碳五石油树脂，其软化点为90℃～120℃。9.根据权利要求1或2所述的添加剂，其特征在于，所述芳烃油中，芳香烃的重量含量为40%～80%。10.一种如权利要求1-9中任意一项述的具有抗紫外老化性能的高粘沥青添加剂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：（1）将介孔分子筛、氯代硅烷加入到第一有机溶剂中，在第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乐春，陈保莲，范思远，张静，程国香，宁爱民，李志军，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11