一種溫拌型抗水損瀝青路面增強劑及其製備方法
2024-02-09 06:56:15 1
一種溫拌型抗水損瀝青路面增強劑及其製備方法
【專利摘要】本發明公開一種溫拌型抗水損瀝青路面增強劑，包含以質量百分含量計的各組分，低分子量聚乙烯30％～60％；聚環氧乙烷30％～60％；界面增容劑0％～10％；無機增強劑0％～3％。利用界面增容劑降低瀝青路面增強劑與瀝青及集料之間的界面能，從而使得瀝青膠結料和集料之間的裹覆能力大大提高，並因此改善瀝青混合料的抗水損害性能；當溫度降至瀝青路面增強劑熔點之下時，瀝青路面增強劑中的塑性成分結晶析出，由於無機增強劑的成核效應，結晶析出的塑性成分以無機增強劑為中心輻射生長，並因界面增容劑的增容作用而與瀝青及集料形成良好粘結的網狀結構，從而大幅提高瀝青混合料的高溫穩定性及高溫抗車轍性能。
【專利說明】一種溫拌型抗水損瀝青路面增強劑及其製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種浙青路面用添加劑，尤其涉及一種溫拌型抗水損浙青路面增強劑 及其具體的製備方法。
【背景技術】
[0002] 通常，新建道路的設計使用壽命為10?15年，但是隨著渠化交通和重載、超載問 題的不斷加重，浙青路面的實際使用壽命大為縮減，尤其是在重載交通、長大縱坡等特殊路 段，浙青路面服役3?5年就開始出現車轍、擁包、坑槽、裂縫、水損害等諸多病害，嚴重影響 人們的行車安全。
[0003]目前，熱拌浙青混合料仍然是交通施工時的主流技術，由於熱拌浙青混合料的拌 合和壓實溫度通常高達150°C?190°C,容易使浙青老化，影響浙青混合料的路用性能；同 時高溫施工必然帶來大量的能源消耗，不利於節能減排、綠色環保的持續發展；並且浙青混 合料在高溫施工過程中會釋放大量C0、C0 2、S02及N0X等有害氣體，不僅造成環境汙染，還對 施工人員的身體健康帶來極大危害。
[0004] 一般來講，可以通過在浙青或浙青混合料中添加各類改性劑或添加劑，如：SBS、橡 膠粉、抗車轍劑、溫拌劑、抗剝落劑等，來提高浙青路面的高低溫穩定性、施工和易性、抗水 損害性能等。但是，目前各類浙青路面添加劑的性能都較為單一，通常一種添加劑僅能針對 一種或兩種路面病害進行有效處治，且在解決一種病害的同時，往往對其他路用性能造成 不利影響，例如：高分子量PE類抗車轍劑，在提高浙青路面高溫穩定性同時，會降低路面低 溫性能和抗水損害性能；SBS改性浙青雖然可同時提高浙青路面的高低溫性能，但是卻必 須提高混合料的拌合和壓實成型溫度，造成能耗的大幅增加。另外，目前市場上性能穩定的 添加劑產品多為進口產品，價格昂貴，不利於大範圍的推廣使用。
[0005] 針對以上問題，研究人員不斷嘗試著將添加劑的功能由單一型向多功能複合型方 向轉變，例如，牛豔輝等研製了一種全效高性能改性劑，可同時改善浙青混合料的高溫性 能、低溫性能和抗水損害性能；洪錦祥等開發了一種具有溫拌效果的高模量浙青改性劑，在 提高浙青路面的抗車轍、抗剪切性能的同時，還可使浙青的粘度大幅降低，從而將浙青混合 料的擊實溫度降低20?30°C。
[0006] 但是，目前多功能複合型浙青路面添加劑的研究還處於起步階段，各產品的具體 使用效果仍在實踐當中，尤其是具有溫拌效果且成本低廉的複合型浙青路面添加劑還十分 稀少，有鑑於上述現有的複合型浙青路面添加劑存在的缺陷，本發明人基於從事此類產品 設計研究多年豐富的實務經驗及專業知識，並配合學理的運用，積極加以研究創新，旨在提 出一種新型溫拌型抗水損浙青路面增強材料，對於節能減排，延長路面使用壽命，保障人員 生命安全，有著重要的實際意義。
【發明內容】
[0007] 本發明的主要目的在於，克服現有的溫拌型抗水損浙青路面增強劑及其製備方法 存在的缺陷，而提供一種新型溫拌型抗水損浙青路面增強劑及其製備方法，在提高高溫穩 定性的同時，降低浙青混合料的拌合和壓實溫度，從而更加適於實用，且具有產業上的利用 價值。
[0008] 本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的，依據本發明提出 的一種溫拌型抗水損浙青路面增強劑，包含如下各組分，其中各組分以質量百分含量計，
[0009] 低分子S聚乙烯 30%?60%; 聚環氧乙烷 30%?60%; 界面增界劑 0%?10%; :尤機增強劑 0%?3%u
[0010] 更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，所述低分子量聚乙烯的重均 分子量為1000?5000,熔點為80°C?120°C ;選擇分子量小、熔點較低的聚乙烯，有利於產 品實現溫拌效果，但是如果分子量過小，會對產品的高溫穩定性帶來不利影響。
[0011] 更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，所述聚環氧乙烷的熔點為 1KTC ?140。。。
[0012] 更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，所述界面增容劑為乙烯-醋 酸乙烯酯、硬質浙青顆粒、馬來酸酐接枝低密度聚乙烯、馬來酸酐接枝高密度聚乙烯中的一 種或兩種及兩種以上的混合物。
[0013]更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，所述無機增強劑為納米碳酸 鈣、無機陶土、納米二氧化矽中的一種或兩種及兩種以上的混合物，其中所述無機增強劑的 粒度範圍控制在1個ym以內為最優選擇，如果粒度過大，會造成熔體流動性變差，影響最 終使用性能。
[0014]一種溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，該方法包括如下步驟，
[0015] 步驟1):按比例稱取低分子量聚乙烯、聚環氧乙烷、界面增容劑和增強劑，並在室 溫下混合均勻，得到混合料；
[0016] 步驟2):將混合料投入擠出機，共混；
[0017]步驟3):混合物經擠出機擠出後冷卻至室溫，研磨粉碎，得到目標產物。
[0018]更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，所述步驟2)的共 混溫度為130?160°C。
[0019]更進一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，所述擠出機為雙 螺杆擠出機，螺杆轉速為80?llOrpm。
[0020] 藉由上述技術方案，本發明溫拌型抗水損浙青路面增強劑及其製備方法至少具有 下列優點：
[0021] 本發明通過反應擠出共混將各配方材料進行熱反應融合，利用低熔點的聚環氧乙 烷和低分子量聚乙烯降低最終浙青路面增強劑的熔點，進而降低浙青的粘度，從而使浙青 混合料可以在較低的拌合、壓實溫度下達到與熱拌熱鋪條件下相同的壓實度，可在較熱拌 浙青混合料低20°c?30°C的中溫拌合壓實條件成型溫拌浙青混合料；同時，利用界面增容 劑降低浙青路面增強劑與浙青及集料之間的界面能，從而使得浙青膠結料和集料之間的裹 覆能力大大提高，並因此改善浙青混合料的抗水損害性能；膠結料與集料間粘附力的提高 也有利於浙青混合料的壓實，從而對混合料的中溫壓實起到一定的協同作用；當溫度降至 浙青路面增強劑熔點之下時，浙青路面增強劑中的塑性成分結晶析出，由於無機增強劑的 成核效應，結晶析出的塑性成分以無機增強劑為中心輻射生長，並因界面增容劑的增容作 用而與浙青及集料形成良好粘結的網狀結構，從而大幅提高浙青混合料的高溫穩定性及高 溫抗車轍性能。
[0022] 上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段， 並可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例詳細說明如後。
【具體實施方式】
[0023] 為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，對依據 本發明提出的溫拌型抗水損浙青路面增強劑及其製備方法及其【具體實施方式】、特徵及其功 效，詳細說明如後，其中使用的各材料均為市售材料。
[0024] 實施例1
[0025] 本發明的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，由以下質量份的各組分組成：
[0026] 低分子量聚乙烯 45kg聚環氧乙烷 42kg 界面增容劑 10kg 無機增強劑 3kg
[0027] 其中，低分子量聚乙烯的重均分子量為2500,烙點為99°C，聚環氧乙燒的烙點為 131°C，界面增容劑為乙烯-醋酸乙烯酯，其中醋酸乙烯的含量為18 %，無機增強劑為納米 碳酸鈣。
[0028] 製備步驟如下：
[0029] 將以上原材料在室溫下按比例混合均勻，投入雙螺杆擠出機，控制共混溫度在 130°C，螺杆轉速85rpm，混合物經擠出機擠出後冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發明的溫 拌型抗水損浙青路面增強劑。
[0030] 實施例2
[0031] 本發明的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，由以下質量份的各組分組成：
[0032] 低分子量聚乙烯 45kg聚環氧乙烷 43kg 界面増諮劑 丨0kg +尤機增強劑 2kg
[0033]其中，低分子量聚乙烯的重均分子量為3000,烙點為85. 6?106. 5°C，聚環氧乙燒 的熔點為113°C，界面增容劑為硬質浙青顆粒和乙烯-醋酸乙烯酯的混合物，其中硬質浙青 顆粒和乙烯-醋酸乙烯酯的質量比為3 :2,無機增強劑為納米碳酸鈣和無機陶土按照質量 比1:1的混合物。
[0034] 製備步驟如下：
[0035] 將以上原材料在常溫下按比例混合均勻，投入雙螺杆擠出機，控制共混溫度在 155°C，螺杆轉速90rpm，混合物經擠出機擠出後冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發明的溫 拌型抗水損浙青路面增強劑。
[0036] 實施例3
[0037] 本發明的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，由以下質量份的各組分組成：
[0038] 低分f+mi乙錄 57kg 聚壞氧乙編 34kg
[0039] 界面增W劑 8kg 無機増強劑 ikg
[0040] 其中低分子量聚乙烯的重均分子量為2500,烙點為100°C，聚環氧乙燒的烙點為 131°C，界面增容劑為硬質浙青顆粒，無機增強劑為納米碳酸鈣。
[0041] 製備步驟如下：
[0042] 將以上原材料在室溫下按比例混合均勻，投入雙螺杆擠出機，控制共混溫度為 145°C，螺杆轉速lOOrpm，混合物經擠出機擠出後冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發明的溫 拌型抗水損浙青路面增強劑。
[0043] 驗證例1
[0044] 分別取實施例1、2、3製備得到的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，按7%摻量添加 入雙龍70#基質浙青，在145°C條件下攪拌均勻，分別取樣，測試添加有增強劑的浙青材料 分別在60°C、135°C、155°C、175°C時的粘度，試驗結果列於表1。
[0045]表1
【權利要求】
1. 溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：包含如下各組分，其中各組分以質量 百分含量計， 低分子量聚乙烯 30%?60%; 聚環氧乙烷 30%?60%; 界面增容劑 0%?〗0%; 無機增強劑 0%?3%--
2. 根據權利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：所述低分子量 聚乙烯的重均分子量為1000?5000,熔點為80°C?120°C。
3. 根據權利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：所述聚環氧乙 烷的熔點為IKTC?140°C。
4. 根據權利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：所述界面增容 劑為乙烯-醋酸乙烯酯、硬質浙青顆粒、馬來酸酐接枝低密度聚乙烯、馬來酸酐接枝高密度 聚乙烯中的一種或兩種及兩種以上的混合物。
5. 根據權利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：所述無機增強 劑為納米碳酸鈣、無機陶土、納米二氧化矽中的一種或兩種及兩種以上的混合物。
6. 根據權利要求5所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑，其特徵在於：所述無機增強 劑的粒度< Iu m。
7. -種溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，其特徵在於：該方法包括如下步 驟， 步驟1):按比例稱取低分子量聚乙烯、聚環氧乙烷、界面增容劑和增強劑，並在室溫下 混合均勻，得到混合料； 步驟2):將混合料投入擠出機，共混； 步驟3):混合物經擠出機擠出後冷卻至室溫，研磨粉碎，得到目標產物。
8. 根據權利要求7所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，其特徵在於：所 述步驟2)的共混溫度為130?160°C。
9. 根據權利要求7所述的溫拌型抗水損浙青路面增強劑的製備方法，其特徵在於：所 述擠出機為雙螺杆擠出機，螺杆轉速為80?llOrpm。
【文檔編號】C08L23/06GK104327524SQ201410688004
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月25日 優先權日:2014年11月25日
【發明者】牛曉偉, 劉偉, 吳春穎, 王文峰, 王仁輝 申請人:江蘇省交通科學研究院股份有限公司