改性瀝青混合料及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種供瀝青路面用的改性瀝青混合料，它是一種由改性礦料與瀝青通過(guò)含硫偶聯(lián)劑偶聯(lián)在一起的材料。改性礦料是指表面被燒堿和生石灰蝕變的硅質(zhì)礦料和表面被磷酸蝕變的鈣質(zhì)礦料。含硫偶聯(lián)劑是指含硫硅烷偶聯(lián)劑和硼硫偶聯(lián)劑。硼硫偶聯(lián)劑是指一端是硼酸基團(tuán)，具有與改性礦料表面接枝功能，另一端是含硫基團(tuán)，具有與瀝青交聯(lián)功能的偶聯(lián)劑。所述瀝青優(yōu)選含不飽和聚合物的改性瀝青。本發(fā)明還提供改性瀝青混合料的一種制備方法，在70℃～95℃強(qiáng)力攪拌下用蝕變劑蝕變礦料，形成表面蝕變并接枝含硫偶聯(lián)劑的改性溫礦料，再在180℃～230℃下與瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料或雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
改性瀝青混合料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種供瀝青路面用的改性瀝青混合料及其制備方法；具體地說(shuō)是涉及一種改性礦料與瀝青偶聯(lián)在一起的材料，以及它的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]改性瀝青業(yè)已廣泛用于瀝青路面的鋪設(shè)，其中使用最多的是摻入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的改性瀝青，稱(chēng)為SBS改性瀝青，見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利2013101681157 ;使用較多的還有摻入苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物的改性瀝青，稱(chēng)為SIS改性瀝青，見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利2005101120497。2012年美國(guó)專(zhuān)利US8, 124，677和2013年美國(guó)專(zhuān)利US8, 344，049用摻入不飽和聚合物和五硫化二磷的方法使瀝青改性。
[0003]瀝青混合料是由瀝青和礦料混合在一起的材料，瀝青占1%至10%，礦料占90%至99%。就礦料而言，中國(guó)專(zhuān)利CN200610016808.4、中國(guó)專(zhuān)利CN20071005573用多種通用偶聯(lián)劑使礦料改性；這兩個(gè)專(zhuān)利的發(fā)明人在2010年[中國(guó)公路]30卷6期215?217頁(yè)闡述了礦料改性的原理:偶聯(lián)劑事先與瀝青混合，然后與礦料表面羥基反應(yīng)，形成氫鍵結(jié)合性吸附，提高礦料表面親油憎水的性質(zhì)。然而，氫鍵是一種很弱的化學(xué)鍵，近似于物理吸附，偶聯(lián)的效果有限，它并沒(méi)有改變礦料表面的化學(xué)成分，沒(méi)有改變礦料表面基本的化學(xué)性質(zhì)，所謂改性礦料不是真正意義上的改性礦料；加之偶聯(lián)劑的一部分滯留在瀝青中，降低了利用效率。此外，尚未發(fā)現(xiàn)其它涉及改性礦料的文獻(xiàn)利專(zhuān)利。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是提供一種改性瀝青混合料，通過(guò)礦料的表面蝕變改性和涂覆偶聯(lián)劑，將礦料和瀝青偶聯(lián)在一起，提高瀝青與礦料之間的結(jié)合牢度，延長(zhǎng)路面使用壽命，減少對(duì)車(chē)輛行駛的能量吸收。
[0005]本發(fā)明另一個(gè)目的是提供上述改性瀝青混合料的制備方法。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種由改性礦料與瀝青通過(guò)含硫偶聯(lián)劑化學(xué)偶聯(lián)在一起的材料；其中改性礦料是指表面被蝕變劑蝕變的改性硅質(zhì)礦料和改性鈣質(zhì)礦料兩種礦料；含硫偶聯(lián)劑是指含硫娃燒偶聯(lián)劑和棚硫偶聯(lián)劑兩種偶聯(lián)劑，它們一端的酸性接枝基團(tuán)以尚子鍵的形式接枝在改性礦料表面的鈣離子上，另一端的含硫交聯(lián)基團(tuán)以碳硫共價(jià)鍵的形式與瀝青的不飽和鍵交聯(lián)。
[0007]本發(fā)明改性瀝青混合料的一種制備方法，其特征在于該方法包括下列順序的步驟:
[0008](a)在潔凈水中加入乳化劑、蝕變劑、含硫偶聯(lián)劑，高速攪拌，配制成含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液，或者含硫偶聯(lián)劑/磷酸/硅酸鈉乳濁液；蝕變劑至少有一種選自燒堿、生石灰、磷酸、硅酸鈉；含硫偶聯(lián)劑至少有一種選自γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅炕、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物、疏基苯棚酸、C1坑硫基苯棚酸；其中C1燒硫基指甲硫基，C 2燒硫基指乙硫基，依次類(lèi)推；
[0009](b)將上述兩種乳濁液的一種送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，計(jì)量加入冷礦料；
[0010](C)在70°C?95°C溫度下強(qiáng)烈攪拌10分鐘至50分鐘，形成表面蝕變并接枝含硫偶聯(lián)劑的改性溫礦料；
[0011](d)通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料；
[0012](e)計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中；
[0013](f)將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在160°C?200°C的溫度下攪拌；
[0014](g)通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料；
[0015](h)計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；同時(shí)將加熱至180°C?230°C的瀝青計(jì)量送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中；
[0016](i)強(qiáng)烈攪拌，讓改性熱礦料通過(guò)含硫偶聯(lián)劑與瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料；
[0017](j)貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)。
[0018]本發(fā)明所用術(shù)語(yǔ)定義如下:
[0019]1，礦料是指直徑為微米級(jí)至60毫米的礦物巖石材料；
[0020]2，冷礦料是指處于環(huán)境溫度下的礦料；
[0021]3，溫礦料是指溫度處于60°C至100 °C的礦料；
[0022]4，熱礦料是指溫度處于160°C至230°C的礦料；
[0023]本發(fā)明具有以下五個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):
[0024]第一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是改性硅質(zhì)礦料。本發(fā)明采用蝕變的方法，改變礦料表面的化學(xué)成分，達(dá)到改變礦料表面性質(zhì)的目的。具體地說(shuō)，用燒堿和生石灰，即NaOH+CaO，作為蝕變劑，燒堿是主力蝕變劑，生石灰是輔助性蝕變劑，它們?cè)谏倭克拇嬖谙?，與硅質(zhì)礦料表面的石英、長(zhǎng)石等礦物反應(yīng)，生成硅酸鈉鈣。加熱和強(qiáng)力攪拌，礦料顆粒之間的強(qiáng)力碰撞，足以制造礦料表面晶格缺陷，促進(jìn)蝕變反應(yīng)的強(qiáng)度和改性的廣度和深度，強(qiáng)調(diào)的是強(qiáng)力碰撞。
[0025]娃質(zhì)礦料是當(dāng)前米用最多的礦料，它至少有一種選自巖楽巖、娃質(zhì)變質(zhì)巖、砂巖；優(yōu)選其中Si02占主要成分的酸性娃質(zhì)巖石，諸如巖楽巖中的花崗巖、流紋巖，娃質(zhì)變質(zhì)巖中的石英巖，沉積巖中的石英砂巖、硅藻士 ；其次優(yōu)選石英和長(zhǎng)石占主要成分的中性硅質(zhì)巖石，諸如巖楽巖中的閃長(zhǎng)巖、安山巖，娃質(zhì)變質(zhì)巖中的片麻巖，砂巖中的長(zhǎng)石砂巖。相對(duì)來(lái)說(shuō)，基性巖石、堿性巖石的改性效果稍差。從而，就礦料與瀝青的結(jié)合效果而言，逆轉(zhuǎn)了原先的排列順序；原先硅質(zhì)礦料與瀝青的粘附強(qiáng)度是:堿性巖石>基性巖石> 中性巖石>酸性巖石，而改性硅質(zhì)礦料與瀝青的鍵合強(qiáng)度是:堿性巖石<基性巖石<中性巖石<酸性巖石。
[0026]第二個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是改性鈣質(zhì)礦料。本發(fā)明采用蝕變的方法，改變礦料表面的化學(xué)成分，達(dá)到改變礦料表面性質(zhì)的目的。具體地說(shuō)，用磷酸和硅酸鈉混合液作為蝕變劑，在水的存在下，與鈣質(zhì)礦料表面的碳酸鹽礦物反應(yīng)，放出二氧化碳，生成磷硅酸鈣鈉；磷硅酸鈣鈉是一種可以用于修復(fù)人體口腔組織的材料，實(shí)踐已經(jīng)證明其抗壓強(qiáng)度和耐水溶性能優(yōu)于單一的磷酸鈣。加熱和強(qiáng)力攪拌，礦料顆粒之間的強(qiáng)力碰撞，足以制造礦料表面晶格缺陷，促進(jìn)蝕變反應(yīng)的強(qiáng)度和改性的廣度和深度，強(qiáng)調(diào)的是強(qiáng)力碰撞。
[0027]I丐質(zhì)礦料至少有一種選自沉積巖中的石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖；相對(duì)而言，火成巖中的碳酸巖、變質(zhì)巖中的大理巖廢料分布少，但屬于鈣質(zhì)礦料的范疇。方解石、文石容易與磷酸反應(yīng)，粘土礦物、白云石不太容易與磷酸反應(yīng)，因此改性效果是石灰?guī)r大于泥灰?guī)r，泥灰?guī)r大于白云巖。
[0028]第三個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是采用含硫偶聯(lián)劑將改性礦料與瀝青化學(xué)偶聯(lián)在一起。含硫偶聯(lián)劑是指含硫硅烷偶聯(lián)劑和硼硫偶聯(lián)劑兩種偶聯(lián)劑，它們一端的接枝基團(tuán)以離子鍵的形式接枝在改性礦料表面的鈣離子上，另一端的交聯(lián)基團(tuán)以碳硫共價(jià)鍵的形式與瀝青交聯(lián)。也就是含硫硅烷偶聯(lián)劑以硅酸一鈣離子鍵的形式接枝在改性硅質(zhì)礦料和改性鈣質(zhì)礦料表面；硼硫偶聯(lián)劑以硼酸一鈣離子鍵的形式接枝在改性硅質(zhì)礦料和改性鈣質(zhì)礦料表面。這兩種偶聯(lián)劑含硫基團(tuán)的功能是在160°C至230°C溫度下，與瀝青中的不飽和鍵反應(yīng)，生成碳硫共價(jià)鍵，將瀝青與含硫偶聯(lián)劑交聯(lián)在一起，進(jìn)而把瀝青與改性礦料偶聯(lián)在一起。
[0029]含硫偶聯(lián)劑的劑量是:每100公斤浙青加入含硫娃燒偶聯(lián)劑0.08立升至8立升，或者硼硫偶聯(lián)劑0.05公斤至5公斤。這兩種偶聯(lián)劑都容易氧化，長(zhǎng)期存放需要避光放置在惰性氣體下。
[0030]含硫硅烷偶聯(lián)劑接枝在改性硅質(zhì)礦料表面，生成的物質(zhì)依然是硅酸鈉鈣；接枝在改性鈣質(zhì)礦料表面，生成的物質(zhì)依然是磷硅酸鈣鈉；它們以二價(jià)鈣離子為橋梁，兩端都以硅酸鈣離子鍵的形式，將含硫硅烷偶聯(lián)劑接枝在改性硅質(zhì)礦料表面。
[0031]含硫硅烷偶聯(lián)劑至少有一種選自γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物Si69、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物Si750它們的優(yōu)點(diǎn)是市場(chǎng)產(chǎn)量大，容易獲取；缺點(diǎn)以γ-巰丙基三乙氧基硅烷為例，有效成分不到50%。
[0032]硼硫偶聯(lián)劑是一種新概念，它是指一端是接枝基團(tuán)硼酸基團(tuán)，具有與改性礦料表面接枝的功能，另一端是交聯(lián)基團(tuán)含硫基團(tuán)，具有與瀝青交聯(lián)的功能，從而是一種其功能可以將改性礦料與瀝青偶聯(lián)在一起的偶聯(lián)劑。
[0033]硼硫偶聯(lián)劑硼酸基團(tuán)與改性硅質(zhì)礦料表面的硅酸鈉鈣反應(yīng)，生成硼硅酸鈉鈣，具有堿土硼硅玻璃遇熱不容易軟化的性質(zhì)，它以二價(jià)鈣離子為橋梁，通過(guò)硼酸鈣離子鍵和硅酸鈣離子鍵，將硼硫偶聯(lián)劑接枝在改性硅質(zhì)礦料表面。
[0034]硼硫偶聯(lián)劑硼酸基團(tuán)與改性鈣質(zhì)礦料表面的磷硅酸鈣鈉反應(yīng)，生成硼磷硅酸鈣鈉，以二價(jià)鈣離子為橋梁，通過(guò)硼酸鈣離子鍵和磷酸鈣離子鍵，將硼硫偶聯(lián)劑接枝在改性鈣質(zhì)礦料表面。
[0035]棚硫偶聯(lián)劑至少有一種選自疏基苯棚酸、C1N5燒硫基苯棚酸；其中C1燒硫基指甲硫基，C2燒硫基指乙硫基，C3燒硫基指丙硫基，C4燒硫基指丁硫基，C5燒硫基指戊硫基。棚硫偶聯(lián)劑與瀝青的親和力優(yōu)于含硫硅烷偶聯(lián)劑，尤其是巰基苯硼酸與瀝青不飽和鍵的反應(yīng)靈敏度高于含硫硅炕偶聯(lián)劑，只是這種化合物目前產(chǎn)量很少，需要積極拓展。
[0036]第四個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是提出雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料的新概念。改性礦料可以與包括改性瀝青在內(nèi)的各類(lèi)瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料。瀝青所含不飽和鍵越多，越有利于與偶聯(lián)劑交聯(lián)。為了強(qiáng)化偶聯(lián)的強(qiáng)度，優(yōu)先選用摻入不飽和聚合物的改性瀝青，增加其中的不飽和鍵含量，不飽和鍵含量越多，偶聯(lián)越牢固，構(gòu)成改性礦料和改性瀝青偶聯(lián)在一起的雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。
[0037]摻入的不飽和聚合物是指每100個(gè)碳原子含有5個(gè)至25個(gè)非共軛雙鍵的聚合物；它們至少有一種選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SBS、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物SIS、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚物SIB、溶聚丁苯橡膠SBR、熱塑性反式天然橡膠、不飽和聚氨酯橡膠、氯丁橡膠。除氯丁橡膠之外，它們都是熱塑性彈性體，可以改善瀝青路面遇熱不軟、遇冷不硬的性能。氯丁橡膠的優(yōu)點(diǎn)是允許在瀝青混合料制備工藝的180°C?230 C尚溫下硫化。
[0038]第五個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)是改性瀝青混合料的一種制備方法。它是在瀝青混合料現(xiàn)有制備工藝的基礎(chǔ)上，在冷礦料與熱礦料之間嵌入一個(gè)改性溫礦料工序，即這一制備方法所述的步驟(a)、 (b)、 (c) ο
[0039]步驟(a)是采用乳化劑和高速攪拌的方法，配制含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液，或者含硫偶聯(lián)劑/磷酸/硅酸鈉乳濁液。含硫偶聯(lián)劑屬于疏水性化合物，必須通過(guò)乳化劑才能與親水性氫氧化鈉或磷酸的水溶液混合在一起，高速攪拌，配制成乳濁液，展布到親水的改性礦料表面。石灰的溶解度不是太高，含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液需要添加較多的水，以便石灰的充分分散。
[0040]含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液和含硫偶聯(lián)劑/磷酸/硅酸鈉乳濁液優(yōu)選采用的乳化劑是聚醚聚硫醚polyether polyth1ether，它是一種專(zhuān)利產(chǎn)品，見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利CN1715308A和美國(guó)專(zhuān)利US20130131284。聚醚聚硫醚的優(yōu)點(diǎn)是含硫，與含硫偶聯(lián)劑相容性良好，硫可以促進(jìn)含硫偶聯(lián)劑與瀝青之間的交聯(lián)，并生成多硫鍵，耐屈撓。聚醚聚硫醚另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是允許與強(qiáng)堿性物質(zhì)配成乳濁液，允許用10%的NaOH水溶液中和，然后在高速攪拌下配制乳濁液。聚醚聚硫醚與含硫偶聯(lián)劑的重量比是0.2: I至1:1。
[0041]含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液其次優(yōu)先采用的乳化劑是聚氧乙烯醚類(lèi)化合物，它們至少有一種選自烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、芐基酚聚氧乙烯醚。含硫硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)先選用烷基酚聚氧乙烯醚，硼硫偶聯(lián)劑優(yōu)先選用芐基酚聚氧乙烯醚。上述聚氧乙烯醚類(lèi)乳化劑與含硫偶聯(lián)劑的重量比是0.2:1至1:1。
[0042]含硫偶聯(lián)劑/磷酸/硅酸鈉乳濁液其次優(yōu)選采用的乳化劑是至少有一種選自烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、芐基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，它們與磷酸的相容性更好，水解后增添了額外的蝕變劑磷酸。含硫硅烷偶聯(lián)劑優(yōu)先選用烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，硼硫偶聯(lián)劑優(yōu)先選用芐基酚聚氧乙烯醚磷酸酯。上述聚氧乙烯醚磷酸酯與含硫偶聯(lián)劑的重量比是0.2: I至1:1。
[0043]至于蝕變劑，就蝕變硅質(zhì)礦料而言，燒堿和生石灰中NaOH與CaO的摩爾比是I: 1.5至1: 4.5，盡管NaOH是硅質(zhì)礦料的主力蝕變劑，還是需要鈣多于鈉；首先是石灰不容易充分分散，其次是二價(jià)鈣需要與鈉結(jié)合為硅酸鈉鈣，需要與含硫偶聯(lián)劑結(jié)合為硅酸鈣或硼酸鈣，多余的二價(jià)鈣可以與瀝青中的羧基結(jié)合為羧基鈣。含硫偶聯(lián)劑與CaO的摩爾比是1: 3至1: 9，含硫偶聯(lián)劑與NaOH的摩爾比是1: 2至1: 6;只是就雙(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、雙(γ -三乙氧基硅丙基)-二硫化物之類(lèi)雙料偶聯(lián)劑而言，偶聯(lián)劑的摩爾數(shù)減半，下同。
[0044]就蝕變鈣質(zhì)礦料而言，含硫偶聯(lián)劑與磷酸的摩爾比是1:1至1: 4。硅是四價(jià)，硼和磷都是三價(jià)，它們結(jié)合為硅磷酸鈣或硼磷酸鈣，因此理論上它們之間的摩爾比是I: 1.33，或者1: 1，實(shí)踐中磷酸的蝕變效率不太高，加倍為宜，磷酸劑量的加倍有利于蝕變反應(yīng)的進(jìn)行，多余的磷酸可以作為磷酸酯結(jié)合在瀝青中。磷酸與硅酸鈉的摩爾比是I: 0.05 至 1: 0.5。
[0045]步驟(b)是將上述兩種乳濁液的一種送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，計(jì)量加入冷礦料，以及少量潔凈水。
[0046]步驟(c)是在70°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌10分鐘至50分鐘，形成表面蝕變并接枝含硫偶聯(lián)劑的改性溫礦料。加熱有利于促進(jìn)礦料的蝕變，溫度越高，蝕變?cè)娇?，但礦料蝕變需要水的參與，因此溫度不宜達(dá)到100°C，以不超過(guò)95°C為宜。強(qiáng)力攪拌和礦料顆粒之間的強(qiáng)烈碰撞，有利于制造礦料表面晶格缺陷，強(qiáng)化蝕變反應(yīng)；攪拌機(jī)的尺碼越大，動(dòng)力越強(qiáng)，攪拌時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于蝕變反應(yīng)的強(qiáng)化。蝕變反應(yīng)的強(qiáng)化有利于含硫偶聯(lián)劑接枝在改性礦料表面。
[0047]步驟(d)至步驟(j)與現(xiàn)有技術(shù)的制備方法一致，不需要變更現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和制備工藝，只是在這種180°C?230°C溫度下含硫偶聯(lián)劑與瀝青發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，將改性熱礦料與瀝青偶聯(lián)在一起，這里不再贅述。
【具體實(shí)施方式】
[0048]通過(guò)下面給出的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地了解本發(fā)明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0049]實(shí)施例1
[0050]取2%烷基酚聚氧乙烯醚水溶液10立升，加入燒堿0.3公斤、生石灰I公斤、硅烷偶聯(lián)劑Si690.5.立升，高速攪拌，制成硅烷偶聯(lián)劑Si69/燒堿/石灰乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸安山巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?950C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝硅烷偶聯(lián)劑Si69的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的瀝青20公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑Si69與瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪中等等級(jí)瀝青路面。
[0051]實(shí)施例2
[0052]取2%烷基酚聚氧乙烯醚水溶液35立升，加入燒堿I公斤、生石灰5公斤、硅烷偶聯(lián)劑Si751.5立升，高速攪拌，制成硅烷偶聯(lián)劑Si75/燒堿/石灰乳濁液。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸流紋巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝硅烷偶聯(lián)劑Si75的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的SIS改性瀝青40公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與SIS改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪高等級(jí)瀝青路面。
[0053]實(shí)施例3
[0054]取2 %聚醚聚硫醚水溶液80立升，加入燒堿2.4公斤、生石灰12公斤、γ -巰丙基三甲氧基硅烷3立升，高速攪拌，制γ -巰丙基三甲氧基硅炕/燒堿/石灰乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸花崗巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝硅烷偶聯(lián)劑Si69的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的SBS改性瀝青80公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與SBS改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪超等級(jí)瀝青路面。
[0055]實(shí)施例4
[0056]取3 %烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯水溶液20立升、85 %濃磷酸3立升、硅酸鈉0.5公斤、γ-巰丙基三乙氧基硅烷1.4立升，高速攪拌，制成γ-巰丙基三乙氧基硅烷/磷酸/硅酸鈉乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸石灰?guī)r冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝硅烷偶聯(lián)劑Si75的改性鈣質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的摻入不飽和聚氨酯橡膠的改性瀝青40公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)硅烷偶聯(lián)劑Si75與聚氨酯改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪高等級(jí)瀝青路面。
[0057]實(shí)施例5
[0058]取I %芐基酚聚氧乙烯醚水溶液10立升，加入燒堿0.3公斤、生石灰I公斤、巰基苯硼酸0.3公斤，高速攪拌，制成巰基苯硼酸/燒堿/石灰乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸片麻巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝巰基苯硼酸的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的瀝青20公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料。IC存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪中等等級(jí)瀝青路面。
[0059]實(shí)施例6
[0060]取I %芐基酚聚氧乙烯醚水溶液35立升，加入燒堿I公斤、生石灰5公斤、巰基苯硼酸I公斤，高速攪拌，制成巰基苯硼酸/燒堿/石灰乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸石英巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°c?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝巰基苯硼酸的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的SBR改性瀝青40公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與SBR改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪高等級(jí)瀝青路面。
[0061]實(shí)施例7
[0062]取I %聚醚聚硫醚水溶液80立升，加入燒堿2.4公斤、生石灰12公斤、巰基苯硼酸
2.4公斤，高速攪拌，制成巰基苯硼酸/燒堿/石灰乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸花崗巖冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝巰基苯硼酸的改性硅質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的SBS改性瀝青80公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與SBS改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪超等級(jí)瀝青路面。
[0063]實(shí)施例8
[0064]取3%芐基酚聚氧乙烯醚磷酸酯水溶液10立升、85%濃磷酸2.5立升、硅酸鈉0.5公斤、巰基苯硼酸I公斤，高速攪拌，制成巰基苯硼酸/磷酸/硅酸鈉乳濁液.。將上述乳濁液送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，加入I噸石灰?guī)r冷礦料，以及少量潔凈水。在85°C?95°C的溫度下強(qiáng)烈攪拌30分鐘，形成表面蝕變并接枝巰基苯硼酸的改性鈣質(zhì)溫礦料。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料。計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中。將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在200°C的溫度下攪拌.。通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料。計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；在這同時(shí)，將加熱至200°C的摻入不飽和聚氨酯橡膠的改性瀝青40公斤送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中。強(qiáng)烈攪拌2分鐘，讓改性熱礦料通過(guò)巰基苯硼酸與聚氨酯改性瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成雙重強(qiáng)化改性瀝青混合料。貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)，攤鋪高等級(jí)瀝青路面。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種改性瀝青混合料，其特征在于它是一種由改性礦料與瀝青通過(guò)含硫偶聯(lián)劑化學(xué)偶聯(lián)在一起的材料；其中改性礦料是指表面被蝕變劑蝕變的改性硅質(zhì)礦料和改性鈣質(zhì)礦料兩種礦料；含硫偶聯(lián)劑是指含硫娃燒偶聯(lián)劑和棚硫偶聯(lián)劑兩種偶聯(lián)劑，它們一端的酸性接枝基團(tuán)以離子鍵的形式接枝在改性礦料表面的鈣離子上，另一端的含硫交聯(lián)基團(tuán)以碳硫共價(jià)鍵的形式與瀝青的不飽和鍵交聯(lián)。2.按照權(quán)利要求1的改性瀝青混合料，其特征在于所述改性硅質(zhì)礦料是指表面被燒堿和生石灰蝕變的娃質(zhì)礦料；娃質(zhì)礦料至少有一種選自巖楽巖、娃質(zhì)變質(zhì)巖、砂巖、娃藻土。3.按照權(quán)利要求1和改性瀝青混合料，其特征在于所述改性鈣質(zhì)礦料是指表面被磷酸和娃酸鈉混合液蝕變的1丐質(zhì)礦料，1丐質(zhì)礦料至少有一種選自石灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、碳酸巖N大理巖。4.按照權(quán)利要求1的改性瀝青混合料，其特征在于所述含硫硅烷偶聯(lián)劑至少有一種選自γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、雙(Τ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物。5.按照權(quán)利要求1的改性瀝青混合料，其特征在于所述硼硫偶聯(lián)劑是指一端是硼酸基團(tuán)，具有與改性礦料表面接枝的功能，另一端是含硫基團(tuán)，具有與瀝青交聯(lián)的功能，從而是一種其功能可以將改性礦料與浙青偶聯(lián)在一起的偶聯(lián)劑；棚硫偶聯(lián)劑至少有一種選自硫基苯棚酸、Cl?5燒硫基苯棚酸；其中Cl燒硫基指甲硫基，C2燒硫基指乙硫基，依次類(lèi)推。6.按照權(quán)利要求1的改性瀝青混合料，其特征在于所述瀝青是指包括改性瀝青在內(nèi)的各類(lèi)瀝青，每100公斤瀝青加入含硫偶聯(lián)劑0.05公斤至5公斤。7.按照權(quán)利要求1的改性瀝青混合料，其特征在于所述瀝青是指摻入不飽和聚合物的改性瀝青；摻入的不飽和聚合物是指每100個(gè)碳原子含有5個(gè)至25個(gè)非共軛雙鍵的聚合物；它們至少有一種選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-丁二烯共聚物、溶聚丁苯橡膠、熱塑性反式天然橡膠、不飽和聚氨酯橡膠、氯丁橡膠。8.改性瀝青混合料的一種制備方法，其特征在于該方法包括下列順序的步驟: (a)在潔凈水中加入乳化劑、蝕變劑、含硫偶聯(lián)劑，高速攪拌，配制成含硫偶聯(lián)劑/燒堿/石灰乳濁液，或者含硫偶聯(lián)劑/磷酸/硅酸鈉乳濁液；蝕變劑至少有一種選自燒堿、生石灰、磷酸、硅酸鈉；含硫偶聯(lián)劑至少有一種選自γ-巰丙基三甲氧基硅烷、γ-巰丙基三乙氧基硅烷、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、雙(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物、巰基苯棚酸、5燒硫基苯棚酸；其中C1燒硫基指甲硫基，c2燒硫基指乙硫基，依次類(lèi)推； (b)將上述兩種乳濁液的一種送入裝有加熱套的強(qiáng)力攪拌機(jī)中，計(jì)量加入冷礦料； (c)在70°C?95°C溫度下強(qiáng)烈攪拌10分鐘至50分鐘，形成表面蝕變并接枝含硫偶聯(lián)劑的改性溫礦料； (d)通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性溫礦料； (e)計(jì)量級(jí)配，送入臥式滾筒干燥機(jī)中； (f)將熱風(fēng)吹入臥式滾筒干燥機(jī)，在160°C?200°C的溫度下攪拌； (g)通過(guò)篩分機(jī)分選為多個(gè)級(jí)別的改性熱礦料； (h)計(jì)量級(jí)配，送入強(qiáng)力攪拌機(jī)中；同時(shí)將加熱至180°C?230°C的瀝青計(jì)量送入該強(qiáng)力攪拌機(jī)中；(i)強(qiáng)烈攪拌，讓改性熱礦料通過(guò)含硫偶聯(lián)劑與瀝青偶聯(lián)在一起，構(gòu)成改性瀝青混合料； (j)貯存或直接運(yùn)往瀝青路面施工現(xiàn)場(chǎng)。9.按照權(quán)利要求8的制備方法其特征在于所述乳化劑至少有一種選自聚醚聚硫醚polyether polyth1ether、燒基酸聚氧乙稀醚、苯乙基酸聚氧乙稀醚、節(jié)基酸聚氧乙稀醚、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、芐基酚聚氧乙烯醚磷酸酯。
【文檔編號(hào)】C04B14/04GK105884261SQ201410686723
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年11月13日
【發(fā)明人】張義綱
【申請(qǐng)人】張義綱