一種道路瀝青改性劑及其製備方法
2023-06-26 00:42:46
專利名稱：一種道路瀝青改性劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於道路工程技術領域，具體涉及一種道路浙青改性劑及其製備方法。
背景技術：
油頁巖，也稱油頁母巖，是一種灰分高於50%的腐泥型固體可燃礦產。油頁巖中的無機礦物質主要包括石英、高嶺土、粘土、雲母、碳酸鹽巖以及硫鐵礦等，其含量通常約佔50% 80%。油頁巖中含有兩種有機物質一是浙青，它可溶於有機溶劑，其相對含量很少，其含量一般不超過油頁巖總質量的1% 10%;另一種則是不溶於有機溶劑的高分子聚合物，被稱為油母。油母巖質較均勻的分布在黏土質和泥土質的礦物基質內。油頁巖是一種重要的替代能源資源，經過低溫乾餾可以得到碳氫比類似天然石油的頁巖油。我國油頁巖資源豐富，擁有巨大的開發潛力。目前我國油頁巖開發存在的困境是1)低品位油頁巖利用程度低；2)油頁巖熱解後的頁巖灰無法多元化、複合化利用。考慮到我國在煤炭開採過程中產生的油頁巖排棄佔用了大量耕地，嚴重影響了礦區周圍的生態環境。如何合理、高效地、可持續發展地利用油頁巖，不僅關係到資源能否被合理利用，同時對礦區環境保護也具有重要意義。因此，油頁巖的多元化、複合化利用成為油頁巖技術產業化應用中亟需解決的課題之一。為了降低造價，長期以來我國的高速公路建設一直強調強基薄面，以水泥、石灰為結合料的半剛性基層佔主導地位。隨著社會經濟和技術的發展，半剛性基層暴露了愈來愈多的問題。我國近年修建的高速公路出現了大量以車轍、反射裂縫為代表的早期損壞的現象，這種現象主要發生在重載交通、山區及丘陵地區的上坡路段。增大浙青下面層的厚度，以及逐步使用高模量改性浙青為結合料的浙青穩定基層取代半剛性基層是解決高速公路早期損壞的方法之一。由於受到以往公路建設技術觀念和使用技術規範的限定，採用油頁巖製備石油浙青改性劑的相關報導基本沒有。利用油頁巖開展改性浙青混凝土添加劑的研製是適應市場發展的需要。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於針對上述現有技術中的不足，提供一種粉末狀道路浙青改性劑，該改性劑使用時添加劑量準確，分散性能優良，拌合均勻，施工方便，採用該改性劑可提高普通道路石油浙青的高溫性能，降低了改性浙青成本，簡化了改性浙青工藝。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是一種道路浙青改性劑，其特徵在於，由以下重量百分比成分組成油頁巖20% 75%，聚合物10% 50%，軟化劑10% 50% ；所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或幾種；所述軟化劑為餾程為230°C 320°C的芳烴溶劑油，或者為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。上述的一種道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖40% 60%，聚合物20% 30%，軟化劑20% 30%。
上述的一種道 路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖50%，聚合物25%,軟化劑25%。本發明還提供了一種上述道路浙青改性劑的製備方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。上述的方法，所述共混擠出的溫度為100°C 200°C。本發明與現有技術相比具有以下優點I、本發明的道路浙青改性劑呈粉末狀，使用時添加劑量準確，分散性能優良，拌合均勻，施工方便。2、本發明的道路浙青改性劑可提高普通道路石油浙青的高溫性能，其製備方法簡單，降低了改性浙青成本，簡化了改性浙青工藝。3、本發明為油頁巖複合化和多元化應用提供了途徑，大大降低了對環境的汙染。下面通過實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
具體實施例方式實施例I本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖50%，聚合物25%，軟化劑25% ;所述聚合物為聚乙烯；所述軟化劑為50號道路石油浙青。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為150°C的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例2本實施例與實施例I相同，其中不同之處在於所述聚合物為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或聚氯乙烯，或者為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的至少兩種；所述軟化劑為餾程為230°C 320°C的芳烴溶劑油，或者為60號道路石油浙青、70號道路石油浙青、80號道路石油浙青、90號道路石油浙青或100號道路石油浙青，或者為50 100號道路石油浙青中的至少兩種。實施例3本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖75%，聚合物10%，軟化劑15% ;所述聚合物為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；所述軟化劑為餾程為230°C 283°C的芳烴溶劑油(芳烴S200)。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為
步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為100°c的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例4本實施例與實施例3相同 ，其中不同之處在於所述聚合物為聚乙烯或聚氯乙烯，或者為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的至少兩種；所述軟化劑為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。實施例5本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖20%，聚合物30%，軟化劑50% ;所述聚合物為聚氯乙烯；所述軟化劑為芳烴S200。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為200°C的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例6本實施例與實施例5相同，其中不同之處在於所述聚合物為聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，或者為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的至少兩種；所述軟化劑為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。實施例7本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖40%，聚合物50%，軟化劑10% ;所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯按等質量比混合；所述軟化劑為50號道路石油浙青、70號道路石油浙青和100號道路石油浙青按1:2:1的質量比混合。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為170°C的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例8本實施例與實施例7相同，其中不同之處在於所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或兩種；所述軟化劑為餾程為230°C 320°C的芳烴溶劑油，或者為50 100號道路石油浙青中的一種、兩種或四種以上，或者為60 100號道路石油浙青中的三種，或者為60 90號道路石油浙青中的兩種與50號道路石油浙青的混合物，或者為60號道路石油浙青、80號道路石油浙青或90號道路石油浙青與50號道路石油浙青和100號道路石油浙青的混合物。實施例9本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖40%，聚合物30%，軟化劑30% ;所述聚合物為聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物按1:2的質量比混合；所述軟化劑為餾程為230°C 283°C的芳烴溶劑油(芳烴S200)。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為120°C的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例10本實施例與實施例9相同，其中不同之處在於所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或三種，或者為聚乙烯和聚氯乙烯，或者為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯；所述軟化劑為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。實施例11本實施例的道路浙青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖60%，聚合物20%，軟化劑20%;所述聚合物為聚乙烯和聚氯乙烯按等質量比混合；所述軟化劑為芳烴S200。本實施例的道路浙青改性劑的製備方法為步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用；步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中，在溫度為160°C的條件下進行共混擠出；步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。實施例12本實施例與實施例11相同，其中不同之處在於所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或三種，或者為聚乙烯和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，或者為乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯；所述軟化劑為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。對本發明的道路浙青改性劑的添加量進行研究，選擇集料料為AC-16浙青混凝土，級配曲線為AC-16《公路浙青路面施工技術規範》(JTG F40-2004)規定的中值，浙青混合料油石比為4. 3%，分別稱取浙青重量的0%，3%，5%，10%的道路浙青改性劑，將礦料和70號浙青分別加熱至170°C，分別將道路浙青改性劑投入礦料中，攪拌35秒，再將70號浙青加入，攪拌40秒，得到不同改性劑含量下的改性浙青混合料，利用車轍儀對混合料分別開展車轍實驗，結果見表I。表I車轍試驗結果
權利要求
1.一種道路浙青改性劑，其特徵在於，由以下重量百分比成分組成油頁巖20% 75%，聚合物10% 50%，軟化劑10% 50% ;所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或幾種；所述軟化劑為餾程為230°C 320°C的芳烴溶劑油，或者為50 100號道路石油浙青中的一種或幾種。
2.根據權利要求I所述的一種道路浙青改性劑，其特徵在於，由以下重量百分比成分組成油頁巖40% 60%，聚合物20% 30%，軟化劑20% 30%。
3.根據權利要求2所述的一種道路浙青改性劑，其特徵在於，由以下重量百分比成分組成油頁巖50%，聚合物25%，軟化劑25%。
4.一種製備如權利要求I、2或3所述道路浙青改性劑的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟 步驟一、將油頁巖粉碎後過200目篩，取篩下粉末備用； 步驟二、將聚合物、軟化劑和步驟一中所述篩下粉末按重量百分比置於雙螺旋杆擠出機中進行共混擠出； 步驟三、將步驟二中經共混後的產物冷卻後造粒，然後在常溫下對造粒後的顆粒進行粉碎，過200目篩，取篩下物，得到道路浙青改性劑。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述共混擠出的溫度為100°C 200°C。
全文摘要
本發明公開了一種道路瀝青改性劑，由以下重量百分比成分組成油頁巖20%～75%，聚合物10%～50%，軟化劑10%～50%；所述聚合物為聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物和聚氯乙烯中的一種或幾種；所述軟化劑為餾程為230℃～320℃的芳烴溶劑油，或者為50～100號道路石油瀝青中的一種或幾種。另外，本發明還提供了該道路瀝青改性劑的製備方法。本發明的道路瀝青改性劑呈粉末狀，使用時添加劑量準確，分散性能優良，拌合均勻，施工方便；本發明的道路瀝青改性劑可提高普通道路石油瀝青的高溫性能，其製備方法簡單，降低了改性瀝青成本，簡化了改性瀝青工藝。
文檔編號C08L23/06GK102634218SQ20121014287
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月10日 優先權日2012年5月10日
發明者代革聯, 唐亦川, 李曉軍, 王曉華, 王貴榮 申請人:西安科技大學