专利名称:一种提高sbs改性沥青高低温性能的新型助剂及其使用方法
技术领域：
本发明属于SBS改性沥青的制备技术领域：
，特别涉及一种能提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂。
背景技术：
高等级公路是连接主要城市和重要港口的交通枢纽，承担着大量客货运量。随着国民经济的高速发展，交通量迅速增长，沥青混凝土路面面临严峻考验，车辙、开裂、坑槽等早期破坏时有发生。在这种情况下只有多功能、高性能的沥青路面材料才能满足我国道路建设发展的迫切需要。而聚合物改性沥青是解决这一系列问题的有效途径。
目前国际上聚合物改性剂使用较多的是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体(SBS)、聚乙烯(PE)、丁苯橡胶(SBR)等。SBS兼具有橡胶类和树脂类改性剂的特性，能显著提高沥青的路用性能，延长路面的使用寿命，已成为沥青改性的主要产品，其用量占到沥青聚合物改性剂总量的65％左右。
随着SBS改性沥青的广泛使用，对SBS改性沥青的要求也越来越高，主要体现在要求SBS改性沥青有很好的存贮稳定性、较高的软化点(多数高等级公路工程要求高于60℃以上，部分工程要求软化点高于70℃以上)、较好的低温延度(多数高等级公路工程要求5℃延度大于20cm，部分工程上要求大于40cm)。
但是传统的SBS改性沥青是通过机械的搅拌、剪切等物理方法把高聚物SBS粉碎并分散到沥青中，SBS作为分散相在沥青中仍以不连续的个体状态“浮游”，它与沥青主要是物理意义上的混溶，并没有实现真正的化学交联成网，表现在高低温性能上就不能较好的满足的各种路用性能要求，因此在使用上就存在一定的局限性。为了使SBS改性沥青的高低温性能达到自然和气候条件恶劣地区路面施工的要求，就需要增加SBS的使用量，但这也就大大增加了SBS改性沥青的成本。寻找一种高效、价廉的提高SBS改性沥青高低温性能的方法迫在眉睫。
目前以公开报道的相关技术普遍是对SBS进行化学接枝，从而进一步提高SBS改性沥青的综合性能。如专利CN1365986A，采用含双键的酸酐系列化合物用化学接枝法在SBS上形成部分极性基团，这些极性基团与沥青中的极性基团形成网状结构，达到SBS与沥青相容稳定的作用。此工艺的缺点是工艺复杂，需要专用生产设备，能耗大，增加了制造成本。US5371121公开了一种制备SBS改性沥青的方法，它主要通过加入硫磺来提高沥青的软化点，但方法由于硫磺掺量太低，所用的SBS掺量很高，所以使生产成本大大增加。虽然加大硫磺的掺入量能在降低SBS掺量的同时得到较高的软化点，但低温延度就不能达标。
发明内容本发明的目的是提供一种能提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂。利用该助剂制备的改性沥青，能克服以往用SBS改性沥青时，SBS与沥青相容性差、热稳定性差的缺点，在较大程度上提高沥青的高低温性能，并能降低改性沥青的成本。
本发明的另一个目的是提供一种上述提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂的使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，该助剂为邻苯二甲酸酯铵盐，具有下述通式 其中，R1选自含硫、氯或烯基的醇；优选为正丙硫醇、3-氯-1，2丙二醇、异丁醇、烯丙醇等；R2选自碳原子数目为18以内的伯胺或仲胺；优选为十八伯胺、月桂胺、正癸胺、二异丙胺、乙二胺等。
上述助剂在制备SBS改性沥青时的用量为基础沥青重量的3-10‰；优选用量为基础沥青重量的3-5‰。
上述助剂可由邻苯二甲酸酐与烯醇在对甲苯磺酸的作用下发生单酯化反应，生成邻苯二甲酸单烯烃酯，再与胺类物质发生酰胺化反应生成相应的铵盐，即得。
上述提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂在制备改性沥青时可采用下述使用方法先将基础沥青加热到140-180℃，至完全流动，然后把SBS加入到基础沥青中，SBS用量为基础沥青重量的3.0-5.0％，使用高速剪切设备或胶体磨混合10-60分钟，使SBS以细化结构均匀的分散在沥青中，主要实现物理改性；再加入用量为基础沥青重量3-10‰的上述助剂，然后采用普通的搅拌设备搅拌30-60分钟，以实现化学改性。
上述助剂的使用方法述中，所用的SBS优选为线型或星型苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物(简称线型或星型SBS)，其平均分子量在25万到50万之间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明助剂为具有增容、交联、抗老化等作用的芳香类含氮化合物，在制备改性沥青时只需加入较低的掺量，即可达到良好的改性效果，提高SBS改性沥青的高低温性能，使改性沥青具有很高的软化点(一般高于79℃)、良好的低温延度(5℃的延度大于45cm)；同时使SBS与沥青相容性好、热稳定性也好，从而提高改性沥青的存贮稳定性，可满足自然和气候条件恶劣地区路面施工的的需要；而且本发明助剂的使用方法简单，用于制备改性沥青成本低、能耗小。
具体实施方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。
但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均包括在本发明的范围内。
实施例1本实施例所用的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，是由邻苯二甲酸酐与正丙硫醇和乙二胺反应生成相应的铵盐，其结构式如下
本助剂用于制备改性沥青的使用方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到170℃，然后将12.0g星型SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在5000rpm/min下混合30分钟，再在两分钟内缓慢加入2.0g上述助剂，换用电动搅拌机中在300rpm/min条件下，继续搅拌30分钟，即得到改性沥青产品。
实施例2本实施例所用的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，是由邻苯二甲酸酐与异丁醇和正癸胺反应生成相应的铵盐，其结构式如下 本助剂用于制备改性沥青的使用方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到170℃，然后将12.0g星型SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在5000rpm/min下混合30分钟，再在两分钟内缓慢加入1.2g上述助剂，换用电动搅拌机中在300rpm/min条件下，继续搅拌30分钟，即得到改性沥青产品。
实施例3本实施例所用的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，是由邻苯二甲酸酐与烯丙醇和二异丙胺反应生成相应的铵盐，其结构式如下 本助剂用于制备改性沥青的使用方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到180℃，然后将20.0g星型SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在5000rpm/min下混合10分钟，再在两分钟内缓慢加入2.0g上述助剂，换用电动搅拌机中在300rpm/min条件下，继续搅拌60分钟，即得到改性沥青产品。
实施例4本实施例所用的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，是由邻苯二甲酸酐与3-氯-1，2丙二醇和乙二胺反应生成相应的铵盐，其结构式如下 本助剂用于制备改性沥青的使用方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到140℃，然后将20.0g星型411SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在6000rpm/min下混合60分钟，再在两分钟内缓慢加入1.2g上述助剂，换用电动搅拌机中在250rpm/min条件下，继续搅拌40分钟，即得到改性沥青产品。
实施例5本实施例所用的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，是由邻苯二甲酸酐与烯丙醇和18伯胺反应生成相应的铵盐，其结构式如下 本助剂用于制备改性沥青的使用方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到160℃，然后将18.0g线型SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在4000rpm/min下混合45分钟，再在两分钟内缓慢加入4.0g上述助剂，换用电动搅拌机中在400rpm/min条件下，继续搅拌50分钟，即得到改性沥青产品。
实施例6本实施例为不加改性助剂，只加入星型SBS制备的改性沥青，其各组分用量及制备方法如下将400g埃索70#沥青放在一个1升的反应容器中，将沥青加热到160℃，然后将20.0g星型SBS加入到沥青中，采用高速剪切乳化机在4000rpm/min下混合45分钟，换用电动搅拌机中在400rpm/min条件下，继续搅拌50分钟，即得到改性沥青产品。
上述实施例1-6所得的改性沥青产品，其针入度、软化点、5℃延度等性能指标见下表
在上述实施例1-5中，本发明助剂的用量仅需为基础沥青重量的3-10‰即可达到良好的改性效果。分别按GB/T4509，GB/T4507，GB/T4508对改性后沥青的针入度、软化点和延度等性能指标进行测定，结果显示与未使用助剂的实施例6所制得的改性沥青产品相比，加入本发明助剂后，改性沥青的针入度略有提高，5℃延度和软化点均得到较大程度的提高，达到聚合物技术规范JTGF40-2004的相关要求。
权利要求
1.一种提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，该助剂为邻苯二甲酸酯铵盐，具有下述通式 其中，R1选自含硫、氯或烯基的醇；R2选自碳原子数目为18以内的伯胺或仲胺。
2.根据权利要求
1所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，其特征在于所述的R1为正丙硫醇、3-氯-1，2丙二醇、异丁醇、烯丙醇。
3.根据权利要求
1所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，其特征在于所述的R2为十八伯胺、月桂胺、正癸胺、二异丙胺、乙二胺。
4.根据权利要求
1所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，其特征在于所述的助剂在制备SBS改性沥青时的用量为基础沥青重量的3-10‰。
5.根据权利要求
1所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，其特征在于所述的助剂在制备SBS改性沥青时的用量为基础沥青重量的3-5‰。
6.一种权利要求
1所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂的使用方法，其特征在于先将基础沥青加热到140-180℃，至完全流动，然后把SBS加入到基础沥青中，SBS用量为基础沥青重量的3.0-5.0％，使用高速剪切设备混合10-60分钟，使SBS以细化结构均匀的分散在沥青中；再加入用量为基础沥青重量3-10‰的上述助剂，然后采用普通的搅拌设备搅拌30-60分钟，即得。
7.根据权利要求
6所述的提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂的使用方法，其特征在于所述的SBS为线型或星型苯乙烯丁二烯三嵌段共聚物，其平均分子量在25万到50万之间。
专利摘要
本发明公开了一种提高SBS改性沥青高低温性能的新型助剂，该助剂为邻苯二甲酸酯铵盐，具有下述通式
文档编号C08L95/00GK1995110SQ200610022696
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月29日
发明者赵仕林, 万芳, 廖洋, 徐青萍 申请人:四川师范大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan