一种SBS改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种SBS改性沥青及其制备方法，按重量份计，包括SBS颗粒2~11份、稳定剂4~15份、沥青90~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~8份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）10~20份、硫磺（S）50~70份、有机蒙脱土（OMMT）800~950份。经改性后的SBS改性沥青其高温性能、抗老化性能、储存稳定性均得以明显增强。

A SBS Modified Asphalt and Its Preparation Method

The invention relates to a SBS modified asphalt and a preparation method thereof, which comprises 2-11 SBS particles, 4-15 stabilizers and 90-100 Asphalts by weight. The stabilizers include 3-8 nano-zinc oxide (ZnO), 10-20 tetramethyl thiuram disulfide (TMTD), 50-70 sulfur (S), 800-950 organic montmorillonite (OMMT) by weight. The high temperature performance, aging resistance and storage stability of SBS modified asphalt are obviously enhanced after modification.

【技术实现步骤摘要】
一种SBS改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及沥青
，更具体地说，本专利技术涉及一种SBS改性沥青及制备方法。
技术介绍
近十几年来，我国公路建设事业取得了迅猛发展，截至2018年末全国公路总里程达486万公里，居世界第一。与水泥路面相比，沥青路面由于表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪音低、耐磨、不扬尘易清洗、施工期短、养护维修简便等优点，使其得到了广泛的应用。随着我国经济的发展，道路交通量逐年增加，车辆轴载也越来越重，对路用沥青的性能要求也越来越高，现有基质沥青已难以满足高等级公路建设需要。为了提高沥青材料的性能，改性沥青应运而生。目前，聚合物改性沥青是最常见的改性沥青，根据改性剂种类的不同，主要有三种类型：橡胶类改性沥青、热塑性弹性体改性沥青、树脂类改性沥青三种。其中，SBS等是目前各国使用最多的改性剂之一。SBS既具有橡胶的弹性性质，又有树脂的热塑性性质，因而具有弹性好、抗拉强度高、低温变形性能好等优点，可提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性。SBS的良好改性性能使得SBS改性沥青成为国内外应用最为广泛的改性沥青。目前生产SBS改性沥青常用的方法是机械共混法，但由于SBS与基质沥青的相容性差，导致其极易发生离析，与基质沥青难以形成稳定的均相体系，即表现为制备的SBS改性沥青稳定性差，从而严重影响了沥青整体的改性效果。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种SBS改性沥青及其制备方法，在实现改性的同时解决现有SBS改性沥青稳定性差的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种SBS改性沥青，按重量份计，包括SBS颗粒2~11份、稳定剂4~15份、沥青90~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~8份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）10~20份、硫磺（S）50~70份、有机蒙脱土（OMMT）800~950份。优选的，所述的SBS改性沥青，按重量份计，包括SBS颗粒3~8份、稳定剂4~7份、沥青96~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~6份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）14~18份、硫磺（S）55~65份、有机蒙脱土（OMMT）870~920份。优选的，所述的SBS改性沥青，按重量份计，包括SBS颗粒4份、稳定剂4份、沥青100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）4份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）16份、硫磺（S）60份、有机蒙脱土（OMMT）900份。优选的，所述沥青为基质沥青，进一步地，所述沥青为石油基质沥青。优选的，所述SBS颗粒为线型SBS颗粒和星型SBS颗粒中的至少一种。进一步地，所述纳米氧化锌的粒径为20-60nm；优选的，所述纳米氧化锌粒径为36nm。如上SBS改性沥青的制备方法，包括如下步骤：S1、将沥青加热到160℃~180℃，获得沥青浆料，搅拌，备用；S2、按配比，将SBS颗粒加入到所述沥青浆料中，搅拌均匀；再以3000r/min~5000r/min的速率高速剪切，剪切时间为20~50min，得到混合物；S3、将配好的稳定剂放入混合物中搅拌并发育2~4h，得到SBS改性沥青。硫磺在一定条件下会发生分解反应产生自由基，硫磺自由基具有很强的氧化性，与SBS改性沥青聚合物混合后，在一定温度、时间条件下夺取聚合物链段上的氢原子，以硫化氢气体的形式从聚合物体系中排出。同时，许多自由基在SBS聚合物失去氢原子的链段处产生，聚合物中相邻两端自由基耦合形成交联化学键，使得SBS改性沥青聚合物从二维结构渐变为三维网状结构，聚合物中分子链间整体性能提升，故而粘度增加，使SBS改性沥青稳定性得到提升。而二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）是一种最常用的硫化促进剂，通常与硫磺、氧化锌等一起与橡胶发生交联反应，TMTD首先与ZnO作用生成XSZnSX，其后与S发生反应生成XSSaZnSbSX，其最终与SBS发生交联反应。在SBS改性沥青中，SBS一般是以微米级的微小颗粒分散悬浮于沥青中，SBS粒子越小，表面自由能越高，加入纳米ZnO后，SBS颗粒会被吸附，SBS微小颗粒表面的自由能降低，聚集被抑制，提高了SBS与沥青界面的结合能力。纳米ZnO的加入一方面对SBS改性沥青产生明显增粘倾向，提高其高温存储稳定性；另一方面做为硫化反应活性剂，可以提高硫化反应速度与效率，从而改善稳定剂的使用效果。当因硫化反应使SBS改性沥青聚合物从二维结构渐变为三维网状结构时，由于有机蒙脱土表面有很多活性官能团，它的添加对这一过程有促进作用。通常，SBS颗粒会被沥青中的油份所溶胀，使得密度差异变大，当有机蒙脱土加入时，这一密度差异减小，在合适的有机蒙脱土含量下，沉降（或）上升速率为零，因而改性沥青体系存储稳定性能得到改善。随着溶胀的进行，混合物密度慢慢减少，与沥青密度相当。这就表明有机蒙脱土的加入使得SBS体系密度向沥青密度靠近，故而改性沥青系统达到了稳态。另外，有机蒙脱土可以明显让沥青的老化能力变强，使沥青老化速度减缓，层状硅酸盐的片层结构会在沥青中分散开来，阻碍氧化基团的扩散和有害物质在沥青中的渗透，保护沥青相和新的聚合物分子链段，保持聚合物分子链段的柔性，使得沥青不会被氧化变硬，进一步的提高SBS改性沥青的抗老化性能。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1）SBS改性沥青聚合物形成稳定的均相体系，不会发生离析分层，便于储存和运输；2）SBS改性沥青体系因有机蒙脱土的加入，使得高温性能和抗老化性能提高；3）硫化反应使SBS改性沥青聚合物从二维结构渐变为三维网状结构，形成三维网络结构，使得改性沥青有更好的粘度。具体实施方式以下将结合实施例来详细说明本专利技术。实施例1本实施例中，SBS改性沥青的制备方法如下：1）按重量份，分别称取线性SBS颗粒4份、稳定剂4份、石油基质沥青100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：36nm纳米氧化锌（ZnO）4份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）16份、硫磺（S）60份、有机蒙脱土（OMMT）900份；2）将石油基质沥青加热到170℃，并在慢速搅拌（40r/min）状态下保温等待下一工序；3）将称取的SBS颗粒加入到石油基质沥青，先慢速搅拌（40r/min）7min，再进行高速剪切，剪切速度为4000r/min，剪切时间为40min，得到混合物A；4）将称取的稳定剂加入到混合物A中，慢速搅拌（40r/min）并发育3.5h，冷却后得到SBS改性沥青。对比例1本对比例中，SBS改性沥青的制备方法如下：1）按重量份，分别称取线性SBS颗粒4份、稳定剂4份、石油基质沥青100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：36nm纳米氧化锌（ZnO）4份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）16份、硫磺（S）60份；2）将石油基质沥青加热到170℃，并在慢速搅拌（40r/min）状态下保温等待下一工序；3）将称取的SBS颗粒加入到石油基质沥青，先慢速搅拌（40r/min）7min，再进行高速剪切，剪切速度为4000r/min，剪切时间为40min，得到混合物A；4）将称取的稳定剂加入到混合物A中，慢速搅拌（40r/min）并发育3.5h，冷却后得到SBS改性沥青。对比例2本对比例中，SBS改性沥青的制备方法如下：1）按重量份，分别称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SBS改性沥青，按重量份计，包括SBS颗粒2~11份、稳定剂4~15份、沥青90~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~8份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）10~20份、硫磺（S）50~70份、有机蒙脱土（OMMT）800~950份。

【技术特征摘要】
1.一种SBS改性沥青，按重量份计，包括SBS颗粒2~11份、稳定剂4~15份、沥青90~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~8份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）10~20份、硫磺（S）50~70份、有机蒙脱土（OMMT）800~950份。2.根据权利要求1所述的SBS改性沥青，其特征在于，按重量份计，包括SBS颗粒3~8份、稳定剂4~7份、沥青96~100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）3~6份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）14~18份、硫磺（S）55~65份、有机蒙脱土（OMMT）870~920份。3.根据权利要求1所述的SBS改性沥青，其特征在于，按重量份计，包括SBS颗粒4份、稳定剂4份、沥青100份；所述稳定剂，按重量份计，包括：纳米氧化锌（ZnO）4份、二硫化四甲基秋兰姆（TMTD）16份、硫磺（S）60份、有机蒙脱土（OMMT）900份。4.根据权利要求1所述的SBS改性沥青，其特征在于，所述沥青为基质沥青，优选地，所述沥青为石油基质沥青。5.根据权利要求1所述的SBS改性沥青，其特征在于，所述S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建威，林咸强，黄志轩，王潇潇，李九苏，沈增晖，李杰，张毅，王威，郑英，孙韵华，
申请(专利权)人：浙江鑫长胜材料科技有限公司，湖南鑫长胜材料科技有限公司，浙江俊瑞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33