纳米改性沥青改性剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及沥青改性剂技术领域，具体涉及一种纳米改性沥青改性剂及其制备方法。所述纳米改性沥青改性剂，包含以下重量份数的原料：丁苯橡胶SBR100份，多壁碳纳米管0.5～3份，硬脂酸1～5份，碳酸钙20～40份，软化剂3～10份，聚乙烯蜡1～5份，塑解剂0.3～0.8份，偶联剂0.1～2份，分散助剂0.1～2份，隔离剂0.3～1份。本发明专利技术的自粘防水卷材沥青改性剂，只需要少量添加即可提高道路用沥青的相应性能，改性后的沥青低温性能好，软化点高，运动粘度小，耐磨性、抗撕裂性、导热性大幅提高，增加了道路寿命。增加了道路寿命。

【技术实现步骤摘要】
纳米改性沥青改性剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及沥青改性剂
，具体涉及一种纳米改性沥青改性剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]用于铺筑道路的沥青一般采用改性沥青，在沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，使沥青或沥青混合料的性能得以改善。
[0003]传统的道路沥青改性剂一般是指聚合物改性沥青，大体分为三类：
[0004]①
热塑性橡胶类：即热塑性弹性体，主要是苯乙烯类嵌段共聚物，如苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯(SBS)、苯乙烯
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异戊二烯苯乙烯(SIS)、苯乙烯～聚乙烯/丁基
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聚乙烯(SB)等嵌段共聚物及聚烯烃等，由于它兼具橡胶和树脂两类改性沥青的性质，故也称橡胶树脂类。由于SBS的良好的弹性(变形的自恢复性及裂缝的自愈性)，成为目前世界上最引人注目的道路沥青改性剂。
[0005]②
橡胶类：如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯(IR)、乙丙橡胶(EPDM)、丙烯腈丁二烯共聚物(ABR)等。其中SBR胶乳是世界上应用最广泛的改性剂之一。氯丁橡胶(CR)具有极性，常作为煤沥青的改性剂使用。
[0006]③
树脂类：热塑性树脂，如乙烯
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乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、无规聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺、乙烯丙烯类共聚物(APAO)等；热固性树脂也有作为改性剂使用的，如环氧树胎(EP)等。EVA由于其乙酸乙烯的含量及熔融指数MI的不同，不同牌号EVA的性能有较大差别。无规聚丙烯APP由于其价格低廉，用于改性沥青油毡较多，其缺点是与石料的粘结力较小。
[0007]但是传统改性剂只是提高沥青低温性能，耐磨、耐撕裂性能改善效果不明显，不能提高导热性能。例如专利CN201710593588.X中公开了一种改性高粘沥青，包括道路石油沥青、丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物、低分子量高分子合成树脂、高分子量高分子合成树脂、稳定剂。具有储存稳定性好的优点，通过离析慢、不降解的高分子树脂进行复合改性，改性后的道路石油沥青其韧性、粘韧性良好，耐腐蚀性能良好。但是并未改善道路沥青的耐磨和耐撕裂性能。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种纳米改性沥青改性剂，只需要少量添加即可提高道路用沥青的相应性能，改性后的沥青低温性能好，软化点高，运动粘度小，耐磨性、抗撕裂性、导热性大幅提高，增加了道路寿命；本专利技术同时提供了简单易行的制备方法。
[0009]本专利技术所述的纳米改性沥青改性剂，包含以下重量份数的原料：
[0010][0011]所述多壁碳纳米管的管径为8～15nm，比表面积为230～280m2/g，微观结构为阵列式排列结构，俗称阵列管。
[0012]碳酸钙作为填料，除填充作用外，还可改善沥青的高温性能，提高软化点降低针入度，同时改善挤出造粒时的加工性能。
[0013]软化剂为多环芳香烃橡胶油、环烷基橡胶油、芳香基橡胶中的至少一种。软化剂的作用是软化橡胶，使各组分在制备过程中更易分散均匀，同时软化剂的加入，使橡胶大分子链断开，增加塑性，改善加工性能；大分子链的断开也使产品更加快速溶解于沥青。
[0014]聚乙烯蜡的平均分子量为2000
‑
5000，熔点为60
‑
70℃。
[0015]塑解剂为DBD(2,2'
‑
二苯甲酰胺基二苯基二硫化物)、金属有机络合物及有机载体的混合物，优选为塑解剂A89。塑解剂在混炼阶段可以使橡胶的大分子链断链，降低橡胶分子量，增加塑性，使各组分分散均匀；同时降低分子量有助于改性剂在沥青中的溶解。
[0016]偶联剂为硅烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792中的至少一种。偶联剂可以提高产品的表面活性，在其与沥青之间起到界面作用，加速在沥青中的溶解；同时其中的极性官能团起到“搭桥”作用，作为两者之间的弹性桥联剂，使改性剂在沥青中更加稳定。
[0017]分散助剂为不饱和脂肪酸锌盐，优选朗盛集团生产的橡胶加工助剂Aktiplast PP。分散助剂改善组分的分散质量，使分散更加均匀，也是一种内润滑剂，可以改善挤出工艺，也有助于在沥青中的溶解。
[0018]隔离剂为硬脂酸钙。产品完成后表面附着的隔离剂，放置粘结成团。
[0019]本专利技术在改性剂中添加一定量的多壁碳纳米管，多壁碳纳米管具有管径分布窄、比表面积高、石墨化程度高、超高长径比的特点，少量添加即可改善材料的力学性能：在保持SBR对沥青低温性能的改善的同时，通过其纳米级材料的强界面效果，增加道路沥青的抗撕裂能力，并且由于其独特的管状六元环结构以及独特的阵列管式排列结构，可以大幅提高导热性能，使热量迅速扩散。另外，其他各助剂可以有效帮助高结构度的碳纳米管均匀分散，同时帮助改性剂在沥青中的溶解。软化剂、塑解剂与分散助剂的加入可以使碳纳米管等组分更加均匀的分散，不但提高加工性能，改善挤出造粒工艺；也使改性剂的性能更加稳
定。同时，软化剂与塑解剂的加入，可以使橡胶分子链断链，降低其分子量；分散助剂作为一种内润滑剂不但可以改善加工过程，也有助于改性剂在沥青中的溶解；偶联剂可以作为表面活性剂起到界面作用，加速改性剂的溶解；同时其极性官能团也可起到搭桥作用，使改性剂更加稳定。改性剂由于自身有一定粘性，产品制备完成后表面添加隔离剂，可以有效防止黏连结块。
[0020]本专利技术所述的纳米改性沥青改性剂的制备方法，包括以下步骤：
[0021](1)将丁苯橡胶SBR加入密炼机中，压栓，密炼15
‑
30s，提栓，加入碳纳米管，密炼50
‑
80s，提栓，排胶，得到碳纳米管的质量分数为10～20％碳纳米管母胶；
[0022](2)将碳纳米管母胶加入密炼机中，密炼15
‑
30s，提栓，加入硬脂酸、碳酸钙、软化剂、聚乙烯蜡、塑解剂、偶联剂和分散助剂，密炼70
‑
100s，提栓，压栓，15
‑
30s，排胶，将密炼好的胶料投入挤出机造粒，胶粒进入震动床冷却后，添加隔离剂混匀，得到纳米改性沥青改性剂。
[0023]步骤(1)和步骤(2)中，密炼机转速为40
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60r/min，上顶栓压力为0.3
‑
0.5Mpa，排胶温度不超过90℃。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025](1)本专利技术的纳米改性沥青改性剂，只需要少量添加即可提高道路用沥青的相应性能，改性后的沥青低温性能好，软化点高，运动粘度小，耐磨性、抗撕裂性、导热性大幅提高，增加了道路寿命；
[0026](2)本专利技术的纳米改性沥青改性剂为颗粒状，方便运输、称量、使用，使用过程中几乎无粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米改性沥青改性剂，其特征在于，包含以下重量份数的原料：2.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：多壁碳纳米管的管径为8～15nm，比表面积为230～280m2/g，微观结构为阵列式结构。3.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：软化剂为多环芳香烃橡胶油、环烷基橡胶油、芳香基橡胶中的至少一种。4.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：聚乙烯蜡的平均分子量为2000
‑
5000，熔点为60
‑
70℃。5.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：偶联剂为硅烷偶联剂KH580、硅烷偶联剂KH550、硅烷偶联剂KH792中的至少一种。6.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：分散助剂为不饱和脂肪酸锌盐。7.根据权利要求1所述的纳米改性沥青改性剂，其特征在于：隔离剂为硬脂酸钙。8.一种权利要求1
‑
7任一项所述的纳米改性沥青改性剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘滨，相丽敬，高刚，
申请(专利权)人：山东高氏科工贸有限公司，
类型：发明
国别省市：