一種熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料及製備方法
2023-10-07 21:33:14
專利名稱：一種熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料及製備方法
發明所屬領域本發明是關於一種聚乙烯改性瀝青材料及其製備方法。
現有技術背景國產普通道路瀝青大多蠟含量高，溫度敏感性大，低溫易脆裂、高溫易流動，造成瀝青路面出現車轍、擁包、龜裂、剝離、坑洞等早期破壞，難以適應我國高速發展的道路建設的需求。國內外大量研究發現，用聚合物改性瀝青是提高瀝青路用技術性能的有效途徑之一。
目前用於改性瀝青的聚合物主要包括熱塑性彈性體、樹脂類、橡膠類等，其中有關苯乙烯-丁二烯嵌段聚合物(SBS)(USP 4,145,322、USP 5371121)、聚乙烯(PE)(USP 5,494,966、)、丁苯橡膠(SBR)(USP 3,634,293)等改性瀝青的研究較多，在這些改性劑中，廢舊聚乙烯是一種既能良好改善瀝青性能，又價格低廉有利環保的外摻劑，因此倍受矚目。但是廢舊聚乙烯與瀝青在分子量、極性、密度、溶度參數等存在較大差異，因而在熱貯存時會發生相分離，降低改性瀝青的使用性和工作性。
為避免離析的發生，Novophalt(USP 4,314,921)採用現場配製使用的方法，該方法需要專用設備。中國專利00108269.9公開了一種組合物，包括羧酸化的聚乙烯、聚丁二烯、端胺基丁二烯-丙烯腈共聚物、硫等多種物質，可穩定低劑量的高密度、低密度聚乙烯改性瀝青，不能穩定廢舊聚乙烯改性瀝青，製作工藝複雜，生產成本高，產業化困難。
發明的目的本發明的目的在於提供一種適於高溫地區應用的改性瀝青材料及其製備方法，該材料具有抗車轍、抗水損害等特點，是一種優質、價廉的環保型路用材料。
發明的內容本發明是一種熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料，含有石油瀝青、聚乙烯改性劑以及含磷化合物。聚乙烯改性劑可以是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、廢舊聚乙烯等中的一種，用量為瀝青量的1％～15％。含磷化合物作為助劑，可以是多聚磷酸、磷酸、亞磷酸、改性多磷酸和磷酸酯類化合物中的一種或多種混合物，含磷量為瀝青量的0.2％～1.2％。
製備方法包括以下步驟一、在135℃～180℃熔融基質瀝青中加入0.2％～1.2％含磷化合物，充分攪拌，時間10～60分鐘。
二、在165℃～195℃熔融基質瀝青加入1％～15％聚乙烯，通過剪切機或膠體磨等設備將聚乙烯分散到瀝青中，時間20～60分鐘。
本發明是這樣實現的，在熱熔的國產普通交通瀝青中加入適量助劑，在瀝青各組分組成發生變化的同時，改善了基質瀝青的瀝青結構，增大了基質瀝青的粘度，此時加入聚乙烯改性劑，經剪切作用，改性劑能夠均勻分散於瀝青中，在沒有攪拌的情況下於163℃貯存48小時後未發現改性劑聚集現象，上、下層軟化點差小於2.5℃。附
圖1、附圖2分別是不加助劑、加入助劑時廢舊聚乙烯改性瀝青螢光顯微鏡照片(放大倍數400倍)，可見加入助劑後改性劑粒度減小、分散均勻，界面模糊，這些對於增強改性瀝青的使用性能及貯存穩定性無疑具有良好的促進作用。
發明的優點本發明是在基質瀝青中預先加入助劑，改善瀝青的膠體結構，提高瀝青的密度和粘度，有利於改性劑的分散，並有效地阻止改性劑的再聚集。與以往的改性方法相比，本發明具有如下顯著優點(1)有效地提高了聚乙烯改性瀝青的熱貯存穩定性，顯著改善了國產普通交通瀝青的技術性能，符合我國交通部規定的道路用瀝青材料性能指標(即《公路改性瀝青路面施工技術規範》JTJ036-1998)。(2)由於採用國產普通交通瀝青和廢舊聚乙烯為原料，大大降低了改性瀝青的生產成本，同時在環境保護方面也可產生較大的社會效益。
實施例1～7將500克瀝青加熱至流動，加入適量助劑，在180℃下反應30分鐘，再加入適量聚乙烯，於170～180℃高速剪切30分鐘，得到改性瀝青，按交通部《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)中相關試驗規程測試其性能，結果列於下表。
權利要求
1.一種熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料，含有石油瀝青和改性劑聚乙烯，其特徵在於包含有含磷量為瀝青量0.2％～1.2％的含磷化合物。
2.根據權利要求1所述的熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料，其特徵在於所述的聚乙烯改性劑可以是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、廢舊聚乙烯等中的一種或多種，用量為瀝青量的1％～15％。
3.根據權利要求1所述的熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料，其特徵在於含磷化合物可以是多聚磷酸、磷酸、亞磷酸、改性多磷酸和磷酸酯類化合物中的一種或多種混合物。
4.一種用於熱貯存穩定的聚乙烯改性瀝青材料的製備方法，其特徵在於該方法包含以下步驟(1)、在135℃～200℃熔融基質瀝青中加入0.2％～1.2％含磷化合物，充分攪拌，時間10～90分鐘。(2)、在165℃～195℃熔融基質瀝青加入1％～15％聚乙烯，通過剪切機或膠體磨等設備將聚乙烯分散到瀝青中，時間20～80分鐘。
5.根據權力要求4所述的製備方法，其特徵在於步驟(1)的攪拌時間為30～60分鐘。
6.根據權力要求4所述的製備方法，其特徵在於步驟(1)的瀝青溫度為150℃～190℃。
7.根據權力要求4所述的製備方法，其特徵在於步驟(1)中所述含磷化合物含磷量為瀝青量的0.3％～1.0％。
8.根據權力要求4所述的製備方法，其特徵在於步驟(2)中所述聚乙烯添加時為瀝青量的1％～10％。
全文摘要
一種聚乙烯改性瀝青材料及其製備方法。本發明提供了一種熱儲存穩定的聚乙烯改性瀝青材料及其製備方法。通過加入含磷化合物作為助劑，使聚乙烯改性瀝青在熱儲存條件下不發生離析，改性瀝青的技術性能符合我國交通部規定的道路用瀝青材料性能指標(即《公路改性瀝青路面施工技術規範》JTJ036－1998)要求。其製備方法是先在瀝青中加入助劑，攪拌均勻後加入聚乙烯改性劑，通過剪切攪拌設備將改性劑分散至瀝青中，即得到熱儲存穩定的聚乙烯改性瀝青。
文檔編號C08K3/00GK1673281SQ200410029599
公開日2005年9月28日 申請日期2004年3月26日 優先權日2004年3月26日
發明者杜月宗, 宋曉燕, 趙可 申請人:天津市市政工程研究院