高性能路用瀝青材料的改性研究.pdf

1、通過對影響路用改性瀝青性能及成本因素的分析，提出了乙烯－醋酸乙烯酯共聚物(EVA)反應(yīng)改性瀝青新技術(shù)；選擇了價格低廉的煤及焦炭、高含碳礦物路用瀝青改性劑；制備了二乙烯基苯(DVB)－煤瀝青縮合多環(huán)多核芳烴(COPNA)樹脂和對苯二甲醇(PXG)－煤瀝青COPNA樹脂路用瀝青改性劑；探討了交聯(lián)反應(yīng)的工藝與性能之間的關(guān)系，分析了反應(yīng)機(jī)理。采用上述改性技術(shù)及改性劑制備出了高性能路用改性瀝青。 采用EVA反應(yīng)改性瀝青新技術(shù)，通過催化交聯(lián)

2、反應(yīng)制備的EVA改性瀝青不僅高低溫性能和感溫性顯著改善，而且貯存穩(wěn)定性得到了提高。改性瀝青的軟化點(diǎn)TR&D和當(dāng)量軟化點(diǎn)T800較原瀝青分別提高了23.3℃和22.7℃，當(dāng)量脆點(diǎn)T1.2降低了9.1℃；5℃延度較原瀝青降低了0.4cm；針入度指數(shù)PI增加為正值(+2.2)。 通過顯微圖像分析，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)改性制備的EVA改性瀝青軟化點(diǎn)大幅度提高的機(jī)理是：在催化劑的作用下，交聯(lián)劑使聚合物發(fā)生交聯(lián)，并使瀝青與聚合物生成化學(xué)鏈接，EVA的粒

3、徑明顯變大，同時聚合物相的體積分?jǐn)?shù)變大，使改性瀝青的軟化點(diǎn)提高。 在國內(nèi)首次分別采用成本低廉的DVB和PXG交聯(lián)劑、三氯化鋁催化劑、普通工業(yè)中溫煤瀝青，利用低溫催化交聯(lián)改性技術(shù)，制備新型成本低廉、無公害、工藝簡單、適宜于工業(yè)化推廣、且相容性好、分子量大的高性能瀝青改性劑。 通過對DVB－煤瀝青COPNA樹脂制備工藝及性能的綜合分析，得到制備COPNA樹脂的最佳工藝是：DVB/Pitch=0.20(質(zhì)量比)、反應(yīng)時間3h、

4、反應(yīng)溫度140℃、催化劑用量5％。COPNA樹脂的TR&D達(dá)到最大值144.8℃。 通過對PXG－煤瀝青COPNA樹脂制備工藝及性能的綜合分析，得到制備COPNA樹脂的最佳工藝是：PXG/pitch=0.175(質(zhì)量比)、反應(yīng)溫度130℃、反應(yīng)時間3h、催化劑用量為5％。COPNA樹脂的TR&D達(dá)到最大值148℃。 采用掃描電鏡SEM對COPNA樹脂顯微形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)DVB－煤瀝青COPNA樹脂和PXG－煤瀝青COP

5、NA樹脂隨著反應(yīng)程度的加深，出現(xiàn)不規(guī)則的絲狀物并相互纏繞，這是煤瀝青活性小分子與DVB和PXG反應(yīng)形成的高分子鏈狀物，與煤瀝青的相容性較差，在攪拌時容易誘導(dǎo)成絲狀物相互纏繞。 分別采用DVB－煤瀝青COPNA樹脂和PXG－煤瀝青COPNA樹脂，以物理共混法對普通路用瀝青進(jìn)行改性。瀝青改性后的高低溫性能和感溫性均得到顯著改善。DVB－煤瀝青COPNA樹脂改性路用瀝青的TR&D、T800、粘彈性范圍(T800-T1.2)和PI較原瀝

6、青分別提高了12.8℃、5.7℃、7.1℃和0.717；T1.2、5℃延度較原瀝青分別降低了1.3℃和0.7cm；PXG－煤瀝青COPNA樹脂改性路用瀝青的TR&DT800、(T800-T1.2)和PI較原瀝青分別提高了19.9℃、5.7℃、10.5℃和1.04；T1.2、5℃延度較原瀝青分別降低了4.8℃和1.7cm。 系統(tǒng)研究和評價了煤及焦炭、高含碳礦物改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)，結(jié)果表明，瀝青改性后的高低溫性能和感溫性得到了不同程