改性沥青混合料及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种供沥青路面用的改性沥青混合料，它是一种由改性矿料与沥青通过含硫偶联剂偶联在一起的材料。改性矿料是指表面被烧碱和生石灰蝕变的硅质矿料和表面被磷酸蝕变的钙质矿料。含硫偶联剂是指含硫硅烷偶联剂和硼硫偶联剂。硼硫偶联剂是指一端是硼酸基团，具有与改性矿料表面接枝功能，另一端是含硫基团，具有与沥青交联功能的偶联剂。所述沥青优选含不饱和聚合物的改性沥青。本发明还提供改性沥青混合料的一种制备方法，在70℃～95℃强力搅拌下用蝕变剂蝕变矿料，形成表面蝕变并接枝含硫偶联剂的改性温矿料，再在180℃～230℃下与沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料或双重强化改性沥青混合料。
【专利说明】
改性沥青混合料及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种供沥青路面用的改性沥青混合料及其制备方法；具体地说是涉及一种改性矿料与沥青偶联在一起的材料，以及它的制备方法。
【背景技术】
[0002]改性沥青业已广泛用于沥青路面的铺设，其中使用最多的是掺入苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物的改性沥青，称为SBS改性沥青，见中国专利2013101681157 ;使用较多的还有掺入苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物的改性沥青，称为SIS改性沥青，见中国专利2005101120497。2012年美国专利US8, 124，677和2013年美国专利US8, 344，049用掺入不饱和聚合物和五硫化二磷的方法使沥青改性。
[0003]沥青混合料是由沥青和矿料混合在一起的材料，沥青占1%至10%，矿料占90%至99%。就矿料而言，中国专利CN200610016808.4、中国专利CN20071005573用多种通用偶联剂使矿料改性；这两个专利的发明人在2010年[中国公路]30卷6期215?217页阐述了矿料改性的原理:偶联剂事先与沥青混合，然后与矿料表面羟基反应，形成氢键结合性吸附，提高矿料表面亲油憎水的性质。然而，氢键是一种很弱的化学键，近似于物理吸附，偶联的效果有限，它并没有改变矿料表面的化学成分，没有改变矿料表面基本的化学性质，所谓改性矿料不是真正意义上的改性矿料；加之偶联剂的一部分滞留在沥青中，降低了利用效率。此外，尚未发现其它涉及改性矿料的文献利专利。
【发明内容】
[0004]本发明目的是提供一种改性沥青混合料，通过矿料的表面蝕变改性和涂覆偶联剂，将矿料和沥青偶联在一起，提高沥青与矿料之间的结合牢度，延长路面使用寿命，减少对车辆行驶的能量吸收。
[0005]本发明另一个目的是提供上述改性沥青混合料的制备方法。
[0006]本发明的技术方案是一种由改性矿料与沥青通过含硫偶联剂化学偶联在一起的材料；其中改性矿料是指表面被蝕变剂蝕变的改性硅质矿料和改性钙质矿料两种矿料；含硫偶联剂是指含硫娃烧偶联剂和棚硫偶联剂两种偶联剂，它们一端的酸性接枝基团以尚子键的形式接枝在改性矿料表面的钙离子上，另一端的含硫交联基团以碳硫共价键的形式与沥青的不饱和键交联。
[0007]本发明改性沥青混合料的一种制备方法，其特征在于该方法包括下列顺序的步骤:
[0008](a)在洁净水中加入乳化剂、蝕变剂、含硫偶联剂，高速搅拌，配制成含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液，或者含硫偶联剂/磷酸/硅酸钠乳浊液；蝕变剂至少有一种选自烧碱、生石灰、磷酸、硅酸钠；含硫偶联剂至少有一种选自γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅炕、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、双(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烧硫基指甲硫基，C 2烧硫基指乙硫基，依次类推；
[0009](b)将上述两种乳浊液的一种送入装有加热套的强力搅拌机中，计量加入冷矿料；
[0010](C)在70°C?95°C温度下强烈搅拌10分钟至50分钟，形成表面蝕变并接枝含硫偶联剂的改性温矿料；
[0011](d)通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料；
[0012](e)计量级配，送入卧式滚筒干燥机中；
[0013](f)将热风吹入卧式滚筒干燥机，在160°C?200°C的温度下搅拌；
[0014](g)通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料；
[0015](h)计量级配，送入强力搅拌机中；同时将加热至180°C?230°C的沥青计量送入该强力搅拌机中；
[0016](i)强烈搅拌，让改性热矿料通过含硫偶联剂与沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料；
[0017](j)贮存或直接运往沥青路面施工现场。
[0018]本发明所用术语定义如下:
[0019]1，矿料是指直径为微米级至60毫米的矿物岩石材料；
[0020]2，冷矿料是指处于环境温度下的矿料；
[0021]3，温矿料是指温度处于60°C至100 °C的矿料；
[0022]4，热矿料是指温度处于160°C至230°C的矿料；
[0023]本发明具有以下五个创新点:
[0024]第一个创新点是改性硅质矿料。本发明采用蝕变的方法，改变矿料表面的化学成分，达到改变矿料表面性质的目的。具体地说，用烧碱和生石灰，即NaOH+CaO，作为蝕变剂，烧碱是主力蝕变剂，生石灰是辅助性蝕变剂，它们在少量水的存在下，与硅质矿料表面的石英、长石等矿物反应，生成硅酸钠钙。加热和强力搅拌，矿料颗粒之间的强力碰撞，足以制造矿料表面晶格缺陷，促进蝕变反应的强度和改性的广度和深度，强调的是强力碰撞。
[0025]娃质矿料是当前米用最多的矿料，它至少有一种选自岩楽岩、娃质变质岩、砂岩；优选其中Si02占主要成分的酸性娃质岩石，诸如岩楽岩中的花岗岩、流纹岩，娃质变质岩中的石英岩，沉积岩中的石英砂岩、硅藻士 ；其次优选石英和长石占主要成分的中性硅质岩石，诸如岩楽岩中的闪长岩、安山岩，娃质变质岩中的片麻岩，砂岩中的长石砂岩。相对来说，基性岩石、碱性岩石的改性效果稍差。从而，就矿料与沥青的结合效果而言，逆转了原先的排列顺序；原先硅质矿料与沥青的粘附强度是:碱性岩石>基性岩石> 中性岩石>酸性岩石，而改性硅质矿料与沥青的键合强度是:碱性岩石<基性岩石<中性岩石<酸性岩石。
[0026]第二个创新点是改性钙质矿料。本发明采用蝕变的方法，改变矿料表面的化学成分，达到改变矿料表面性质的目的。具体地说，用磷酸和硅酸钠混合液作为蝕变剂，在水的存在下，与钙质矿料表面的碳酸盐矿物反应，放出二氧化碳，生成磷硅酸钙钠；磷硅酸钙钠是一种可以用于修复人体口腔组织的材料，实践已经证明其抗压强度和耐水溶性能优于单一的磷酸钙。加热和强力搅拌，矿料颗粒之间的强力碰撞，足以制造矿料表面晶格缺陷，促进蝕变反应的强度和改性的广度和深度，强调的是强力碰撞。
[0027]I丐质矿料至少有一种选自沉积岩中的石灰岩、泥灰岩、白云岩；相对而言，火成岩中的碳酸岩、变质岩中的大理岩废料分布少，但属于钙质矿料的范畴。方解石、文石容易与磷酸反应，粘土矿物、白云石不太容易与磷酸反应，因此改性效果是石灰岩大于泥灰岩，泥灰岩大于白云岩。
[0028]第三个创新点是采用含硫偶联剂将改性矿料与沥青化学偶联在一起。含硫偶联剂是指含硫硅烷偶联剂和硼硫偶联剂两种偶联剂，它们一端的接枝基团以离子键的形式接枝在改性矿料表面的钙离子上，另一端的交联基团以碳硫共价键的形式与沥青交联。也就是含硫硅烷偶联剂以硅酸一钙离子键的形式接枝在改性硅质矿料和改性钙质矿料表面；硼硫偶联剂以硼酸一钙离子键的形式接枝在改性硅质矿料和改性钙质矿料表面。这两种偶联剂含硫基团的功能是在160°C至230°C温度下，与沥青中的不饱和键反应，生成碳硫共价键，将沥青与含硫偶联剂交联在一起，进而把沥青与改性矿料偶联在一起。
[0029]含硫偶联剂的剂量是:每100公斤浙青加入含硫娃烧偶联剂0.08立升至8立升，或者硼硫偶联剂0.05公斤至5公斤。这两种偶联剂都容易氧化，长期存放需要避光放置在惰性气体下。
[0030]含硫硅烷偶联剂接枝在改性硅质矿料表面，生成的物质依然是硅酸钠钙；接枝在改性钙质矿料表面，生成的物质依然是磷硅酸钙钠；它们以二价钙离子为桥梁，两端都以硅酸钙离子键的形式，将含硫硅烷偶联剂接枝在改性硅质矿料表面。
[0031]含硫硅烷偶联剂至少有一种选自γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物Si69、双(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物Si750它们的优点是市场产量大，容易获取；缺点以γ-巯丙基三乙氧基硅烷为例，有效成分不到50%。
[0032]硼硫偶联剂是一种新概念，它是指一端是接枝基团硼酸基团，具有与改性矿料表面接枝的功能，另一端是交联基团含硫基团，具有与沥青交联的功能，从而是一种其功能可以将改性矿料与沥青偶联在一起的偶联剂。
[0033]硼硫偶联剂硼酸基团与改性硅质矿料表面的硅酸钠钙反应，生成硼硅酸钠钙，具有碱土硼硅玻璃遇热不容易软化的性质，它以二价钙离子为桥梁，通过硼酸钙离子键和硅酸钙离子键，将硼硫偶联剂接枝在改性硅质矿料表面。
[0034]硼硫偶联剂硼酸基团与改性钙质矿料表面的磷硅酸钙钠反应，生成硼磷硅酸钙钠，以二价钙离子为桥梁，通过硼酸钙离子键和磷酸钙离子键，将硼硫偶联剂接枝在改性钙质矿料表面。
[0035]棚硫偶联剂至少有一种选自疏基苯棚酸、C1N5烧硫基苯棚酸；其中C1烧硫基指甲硫基，C2烧硫基指乙硫基，C3烧硫基指丙硫基，C4烧硫基指丁硫基，C5烧硫基指戊硫基。棚硫偶联剂与沥青的亲和力优于含硫硅烷偶联剂，尤其是巯基苯硼酸与沥青不饱和键的反应灵敏度高于含硫硅炕偶联剂，只是这种化合物目前产量很少，需要积极拓展。
[0036]第四个创新点是提出双重强化改性沥青混合料的新概念。改性矿料可以与包括改性沥青在内的各类沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料。沥青所含不饱和键越多，越有利于与偶联剂交联。为了强化偶联的强度，优先选用掺入不饱和聚合物的改性沥青，增加其中的不饱和键含量，不饱和键含量越多，偶联越牢固，构成改性矿料和改性沥青偶联在一起的双重强化改性沥青混合料。
[0037]掺入的不饱和聚合物是指每100个碳原子含有5个至25个非共轭双键的聚合物；它们至少有一种选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SBS、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物SIS、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物SIB、溶聚丁苯橡胶SBR、热塑性反式天然橡胶、不饱和聚氨酯橡胶、氯丁橡胶。除氯丁橡胶之外，它们都是热塑性弹性体，可以改善沥青路面遇热不软、遇冷不硬的性能。氯丁橡胶的优点是允许在沥青混合料制备工艺的180°C?230 C尚温下硫化。
[0038]第五个创新点是改性沥青混合料的一种制备方法。它是在沥青混合料现有制备工艺的基础上，在冷矿料与热矿料之间嵌入一个改性温矿料工序，即这一制备方法所述的步骤(a)、 (b)、 (c) ο
[0039]步骤(a)是采用乳化剂和高速搅拌的方法，配制含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液，或者含硫偶联剂/磷酸/硅酸钠乳浊液。含硫偶联剂属于疏水性化合物，必须通过乳化剂才能与亲水性氢氧化钠或磷酸的水溶液混合在一起，高速搅拌，配制成乳浊液，展布到亲水的改性矿料表面。石灰的溶解度不是太高，含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液需要添加较多的水，以便石灰的充分分散。
[0040]含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液和含硫偶联剂/磷酸/硅酸钠乳浊液优选采用的乳化剂是聚醚聚硫醚polyether polyth1ether，它是一种专利产品，见中国专利CN1715308A和美国专利US20130131284。聚醚聚硫醚的优点是含硫，与含硫偶联剂相容性良好，硫可以促进含硫偶联剂与沥青之间的交联，并生成多硫键，耐屈挠。聚醚聚硫醚另一个优点是允许与强碱性物质配成乳浊液，允许用10%的NaOH水溶液中和，然后在高速搅拌下配制乳浊液。聚醚聚硫醚与含硫偶联剂的重量比是0.2: I至1:1。
[0041]含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液其次优先采用的乳化剂是聚氧乙烯醚类化合物，它们至少有一种选自烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基酚聚氧乙烯醚、苄基酚聚氧乙烯醚。含硫硅烷偶联剂优先选用烷基酚聚氧乙烯醚，硼硫偶联剂优先选用苄基酚聚氧乙烯醚。上述聚氧乙烯醚类乳化剂与含硫偶联剂的重量比是0.2:1至1:1。
[0042]含硫偶联剂/磷酸/硅酸钠乳浊液其次优选采用的乳化剂是至少有一种选自烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苄基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，它们与磷酸的相容性更好，水解后增添了额外的蝕变剂磷酸。含硫硅烷偶联剂优先选用烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯，硼硫偶联剂优先选用苄基酚聚氧乙烯醚磷酸酯。上述聚氧乙烯醚磷酸酯与含硫偶联剂的重量比是0.2: I至1:1。
[0043]至于蝕变剂，就蝕变硅质矿料而言，烧碱和生石灰中NaOH与CaO的摩尔比是I: 1.5至1: 4.5，尽管NaOH是硅质矿料的主力蝕变剂，还是需要钙多于钠；首先是石灰不容易充分分散，其次是二价钙需要与钠结合为硅酸钠钙，需要与含硫偶联剂结合为硅酸钙或硼酸钙，多余的二价钙可以与沥青中的羧基结合为羧基钙。含硫偶联剂与CaO的摩尔比是1: 3至1: 9，含硫偶联剂与NaOH的摩尔比是1: 2至1: 6;只是就双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、双(γ -三乙氧基硅丙基)-二硫化物之类双料偶联剂而言，偶联剂的摩尔数减半，下同。
[0044]就蝕变钙质矿料而言，含硫偶联剂与磷酸的摩尔比是1:1至1: 4。硅是四价，硼和磷都是三价，它们结合为硅磷酸钙或硼磷酸钙，因此理论上它们之间的摩尔比是I: 1.33，或者1: 1，实践中磷酸的蝕变效率不太高，加倍为宜，磷酸剂量的加倍有利于蝕变反应的进行，多余的磷酸可以作为磷酸酯结合在沥青中。磷酸与硅酸钠的摩尔比是I: 0.05 至 1: 0.5。
[0045]步骤(b)是将上述两种乳浊液的一种送入装有加热套的强力搅拌机中，计量加入冷矿料，以及少量洁净水。
[0046]步骤(c)是在70°C?95°C的温度下强烈搅拌10分钟至50分钟，形成表面蝕变并接枝含硫偶联剂的改性温矿料。加热有利于促进矿料的蝕变，温度越高，蝕变越快，但矿料蝕变需要水的参与，因此温度不宜达到100°C，以不超过95°C为宜。强力搅拌和矿料颗粒之间的强烈碰撞，有利于制造矿料表面晶格缺陷，强化蝕变反应；搅拌机的尺码越大，动力越强，搅拌时间越长，越有利于蝕变反应的强化。蝕变反应的强化有利于含硫偶联剂接枝在改性矿料表面。
[0047]步骤(d)至步骤(j)与现有技术的制备方法一致，不需要变更现有技术的设备和制备工艺，只是在这种180°C?230°C温度下含硫偶联剂与沥青发生交联反应，将改性热矿料与沥青偶联在一起，这里不再赘述。
【具体实施方式】
[0048]通过下面给出的具体实施例可以进一步清楚地了解本发明，但它们不是对本发明的限定。
[0049]实施例1
[0050]取2%烷基酚聚氧乙烯醚水溶液10立升，加入烧碱0.3公斤、生石灰I公斤、硅烷偶联剂Si690.5.立升，高速搅拌，制成硅烷偶联剂Si69/烧碱/石灰乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨安山岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?950C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝硅烷偶联剂Si69的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的沥青20公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过硅烷偶联剂Si69与沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺中等等级沥青路面。
[0051]实施例2
[0052]取2%烷基酚聚氧乙烯醚水溶液35立升，加入烧碱I公斤、生石灰5公斤、硅烷偶联剂Si751.5立升，高速搅拌，制成硅烷偶联剂Si75/烧碱/石灰乳浊液。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨流纹岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝硅烷偶联剂Si75的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的SIS改性沥青40公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与SIS改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺高等级沥青路面。
[0053]实施例3
[0054]取2 %聚醚聚硫醚水溶液80立升，加入烧碱2.4公斤、生石灰12公斤、γ -巯丙基三甲氧基硅烷3立升，高速搅拌，制γ -巯丙基三甲氧基硅炕/烧碱/石灰乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨花岗岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝硅烷偶联剂Si69的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的SBS改性沥青80公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与SBS改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺超等级沥青路面。
[0055]实施例4
[0056]取3 %烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯水溶液20立升、85 %浓磷酸3立升、硅酸钠0.5公斤、γ-巯丙基三乙氧基硅烷1.4立升，高速搅拌，制成γ-巯丙基三乙氧基硅烷/磷酸/硅酸钠乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨石灰岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝硅烷偶联剂Si75的改性钙质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的掺入不饱和聚氨酯橡胶的改性沥青40公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过硅烷偶联剂Si75与聚氨酯改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺高等级沥青路面。
[0057]实施例5
[0058]取I %苄基酚聚氧乙烯醚水溶液10立升，加入烧碱0.3公斤、生石灰I公斤、巯基苯硼酸0.3公斤，高速搅拌，制成巯基苯硼酸/烧碱/石灰乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨片麻岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝巯基苯硼酸的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的沥青20公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料。IC存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺中等等级沥青路面。
[0059]实施例6
[0060]取I %苄基酚聚氧乙烯醚水溶液35立升，加入烧碱I公斤、生石灰5公斤、巯基苯硼酸I公斤，高速搅拌，制成巯基苯硼酸/烧碱/石灰乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨石英岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°c?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝巯基苯硼酸的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的SBR改性沥青40公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与SBR改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺高等级沥青路面。
[0061]实施例7
[0062]取I %聚醚聚硫醚水溶液80立升，加入烧碱2.4公斤、生石灰12公斤、巯基苯硼酸
2.4公斤，高速搅拌，制成巯基苯硼酸/烧碱/石灰乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨花岗岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝巯基苯硼酸的改性硅质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的SBS改性沥青80公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与SBS改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺超等级沥青路面。
[0063]实施例8
[0064]取3%苄基酚聚氧乙烯醚磷酸酯水溶液10立升、85%浓磷酸2.5立升、硅酸钠0.5公斤、巯基苯硼酸I公斤，高速搅拌，制成巯基苯硼酸/磷酸/硅酸钠乳浊液.。将上述乳浊液送入装有加热套的强力搅拌机中，加入I吨石灰岩冷矿料，以及少量洁净水。在85°C?95°C的温度下强烈搅拌30分钟，形成表面蝕变并接枝巯基苯硼酸的改性钙质温矿料。通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料。计量级配，送入卧式滚筒干燥机中。将热风吹入卧式滚筒干燥机，在200°C的温度下搅拌.。通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料。计量级配，送入强力搅拌机中；在这同时，将加热至200°C的掺入不饱和聚氨酯橡胶的改性沥青40公斤送入该强力搅拌机中。强烈搅拌2分钟，让改性热矿料通过巯基苯硼酸与聚氨酯改性沥青偶联在一起，构成双重强化改性沥青混合料。贮存或直接运往沥青路面施工现场，摊铺高等级沥青路面。
【主权项】
1.一种改性沥青混合料，其特征在于它是一种由改性矿料与沥青通过含硫偶联剂化学偶联在一起的材料；其中改性矿料是指表面被蝕变剂蝕变的改性硅质矿料和改性钙质矿料两种矿料；含硫偶联剂是指含硫娃烧偶联剂和棚硫偶联剂两种偶联剂，它们一端的酸性接枝基团以离子键的形式接枝在改性矿料表面的钙离子上，另一端的含硫交联基团以碳硫共价键的形式与沥青的不饱和键交联。2.按照权利要求1的改性沥青混合料，其特征在于所述改性硅质矿料是指表面被烧碱和生石灰蝕变的娃质矿料；娃质矿料至少有一种选自岩楽岩、娃质变质岩、砂岩、娃藻土。3.按照权利要求1和改性沥青混合料，其特征在于所述改性钙质矿料是指表面被磷酸和娃酸钠混合液蝕变的1丐质矿料，1丐质矿料至少有一种选自石灰岩、泥灰岩、白云岩、碳酸岩N大理岩。4.按照权利要求1的改性沥青混合料，其特征在于所述含硫硅烷偶联剂至少有一种选自γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、双(Τ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、双(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物。5.按照权利要求1的改性沥青混合料，其特征在于所述硼硫偶联剂是指一端是硼酸基团，具有与改性矿料表面接枝的功能，另一端是含硫基团，具有与沥青交联的功能，从而是一种其功能可以将改性矿料与浙青偶联在一起的偶联剂；棚硫偶联剂至少有一种选自硫基苯棚酸、Cl?5烧硫基苯棚酸；其中Cl烧硫基指甲硫基，C2烧硫基指乙硫基，依次类推。6.按照权利要求1的改性沥青混合料，其特征在于所述沥青是指包括改性沥青在内的各类沥青，每100公斤沥青加入含硫偶联剂0.05公斤至5公斤。7.按照权利要求1的改性沥青混合料，其特征在于所述沥青是指掺入不饱和聚合物的改性沥青；掺入的不饱和聚合物是指每100个碳原子含有5个至25个非共轭双键的聚合物；它们至少有一种选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-丁二烯共聚物、溶聚丁苯橡胶、热塑性反式天然橡胶、不饱和聚氨酯橡胶、氯丁橡胶。8.改性沥青混合料的一种制备方法，其特征在于该方法包括下列顺序的步骤: (a)在洁净水中加入乳化剂、蝕变剂、含硫偶联剂，高速搅拌，配制成含硫偶联剂/烧碱/石灰乳浊液，或者含硫偶联剂/磷酸/硅酸钠乳浊液；蝕变剂至少有一种选自烧碱、生石灰、磷酸、硅酸钠；含硫偶联剂至少有一种选自γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、双(γ-三乙氧基硅丙基)-四硫化物、双(γ-三乙氧基硅丙基)-二硫化物、巯基苯棚酸、5烧硫基苯棚酸；其中C1烧硫基指甲硫基，c2烧硫基指乙硫基，依次类推； (b)将上述两种乳浊液的一种送入装有加热套的强力搅拌机中，计量加入冷矿料； (c)在70°C?95°C温度下强烈搅拌10分钟至50分钟，形成表面蝕变并接枝含硫偶联剂的改性温矿料； (d)通过筛分机分选为多个级别的改性温矿料； (e)计量级配，送入卧式滚筒干燥机中； (f)将热风吹入卧式滚筒干燥机，在160°C?200°C的温度下搅拌； (g)通过筛分机分选为多个级别的改性热矿料； (h)计量级配，送入强力搅拌机中；同时将加热至180°C?230°C的沥青计量送入该强力搅拌机中；(i)强烈搅拌，让改性热矿料通过含硫偶联剂与沥青偶联在一起，构成改性沥青混合料； (j)贮存或直接运往沥青路面施工现场。9.按照权利要求8的制备方法其特征在于所述乳化剂至少有一种选自聚醚聚硫醚polyether polyth1ether、烧基酸聚氧乙稀醚、苯乙基酸聚氧乙稀醚、节基酸聚氧乙稀醚、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苯乙基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、苄基酚聚氧乙烯醚磷酸酯。
【文档编号】C04B14/04GK105884261SQ201410686723
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年11月13日
【发明人】张义纲
【申请人】张义纲