[发明专利]一种耐酸碱的弹性体改性沥青及其制备方法

说明书

本发明涉及煤沥青领域，具体涉及一种耐酸碱的弹性体改性沥青及其制备方法；包括以下质量份数的原料环氧煤沥青80～100份、改性橡胶弹性体8～15份、改性全硫化丁腈橡胶3～5份、双酚A环氧树脂5～10份、无机纳米材料5～10份、玻璃纤维3～5份、石榴石5～10份、环烷油10～15份、软化剂3～5份、偶联剂1～2份；本发明通过添加具有醚键和硫桥的改性橡胶弹性体使得改性沥青具有了很好的耐酸碱性能，同时加入石榴石增强耐酸碱性，制得的沥青还具有很好的结构稳定性、粘结性和耐高温性能。

技术领域

本发明涉及煤沥青领域，具体涉及一种耐酸碱的弹性体改性沥青及其制备方法。

背景技术

随着石油沥青产量的不足，逐渐发展出煤沥青、木沥青等替代沥青，其中，煤沥青产量高，性能优，可作为石油沥青的补充或替代物。为满足实际使用需求，环氧改性、加氢改性、硫化改性、橡胶改性等煤沥青改性，可以进一步增强煤沥青的防水性能、高温抗变形性能、低温脆性，抗老化等性能。

目前，采用环氧预聚体对煤沥青进行改性制成环氧煤沥青具有较为成熟的技术，所制得的环氧煤沥青在稳定性、抗应变能力、使用寿命等方面均优于石油沥青。然而，随着改性沥青应用的推广，改性沥青产品应用环境的增多和复杂化，环境中存在一些含有酸液或者碱液的水，普通改性沥青不能满足使用需求，会造成沥青产品中分子链断裂，产品力学性能下降、阻水效果失效等问题。为应对沥青产品复杂的使用环境，需要发展一种耐酸碱腐蚀、力学性能优良的沥青产品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐酸碱的弹性体改性沥青及其制备方法，通过添加具有醚键和硫桥的改性橡胶弹性体使得改性沥青具有了很好的耐酸碱性能，同时加入石榴石增强耐酸碱性，制得的沥青还具有很好的结构稳定性、粘结性和耐高温性能。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐酸碱的弹性体改性沥青，包括以下质量份数的原料：

所述耐酸碱的弹性体改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：取质量份数的改性全硫化丁腈橡胶、双酚A环氧树脂和环烷油加入到反应釜中，设置温度为250℃，搅拌速度为400r/min，氮气氛围下，加热2h，得到熔融态环氧树脂混合物；

步骤二：取质量份数的环氧煤沥青、改性橡胶弹性体和软化剂加入到熔融反应釜中，设置温度为180～240℃，待物料完全融化，使用高速剪切机，以3000～5000r/min的速度，剪切2～4h，得到环氧煤沥青混合物；

步骤三：将步骤一中得到的熔融态环氧树脂混合物转移至步骤二中得到的环氧煤沥青混合物中，继续以3000～5000r/min的速度，剪切30min～1h，再加入质量份数的无机纳米材料、玻璃纤维、偶联剂和石榴石，温度为180～240℃，以300～500r/min的速度搅拌1～2h，得到耐酸碱的弹性体改性沥青。

所述改性橡胶弹性体为氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯在硫磺、氧化锌及N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的作用下发生硫化反应，硫化反应在开炼机中进行，反应温度为160～180℃，反应压力为40Mpa，反应时间为6h，生成具有醚键和硫桥的改性橡胶弹性体；其中氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、硫磺、氧化锌和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺破碎成粉末，过60目筛，质量比为氯丁橡胶：氯磺化聚乙烯：硫磺：氧化锌：N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺＝50：50：2：1：0.5；在氧化锌和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的作用下，氯丁橡胶上的氯发生硫化反应，形成醚键，与氯磺化聚乙烯分子醚键交联，氯磺化聚乙烯分子链上的亚磺酰氯基先通过游离基发生裂解，形成脱氢橡胶，硫磺和N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺与脱氢橡胶发生化学反应，生成交联的硫键。

所述改性全硫化丁腈橡胶为全硫化丁腈橡胶与聚对苯二甲酸丁二醇酯熔融共聚成的共聚物，即改性全硫化丁腈橡胶；其中全硫化丁腈橡胶和聚对苯二甲酸丁二醇酯的质量比例为1：1，熔融温度为180～250℃。