專利名稱：一種瀝青化學(xué)改性添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種瀝青改性添加劑，尤其是一種瀝青化學(xué)改性添加劑。
背景技術(shù)：
瀝青作為一種復(fù)雜的高分子碳?xì)浠衔铮谝欢囟扰c荷載作用下表現(xiàn)為典型的彈-粘-塑性，并且在高溫與紫外線照射下會(huì)產(chǎn)生老化現(xiàn)象。因此加入改性劑的主要目的就是要改善瀝青混合料在高溫下的路用性能，提高其抗車轍、抗疲勞、抗老化及抵抗低溫開裂等方面的性能。瀝青改性效果的關(guān)鍵在于解決改性劑與瀝青的相容性問(wèn)題。所謂相容性，在熱力學(xué)上的含義是指兩種或兩種以上物質(zhì)按任意比例形成均相體系(或物質(zhì))的能力。但實(shí)際生活中能夠完全互溶的物質(zhì)幾乎是不存在的，因此道路工程上所指的相容性是指“聚合物改性劑以微細(xì)的顆粒與基質(zhì)瀝青發(fā)生反應(yīng)或均勻、穩(wěn)定地分散在基質(zhì)瀝青中，而不發(fā)生分層、凝聚或離析等現(xiàn)象”。改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性主要取決于兩者之間的界面作用、基質(zhì)瀝青的組分以及集合物的極性、顆粒大小、分子結(jié)構(gòu)等因素。一般地，聚合物的極性愈強(qiáng)，分子結(jié)構(gòu)與瀝青愈接近，則它與基質(zhì)瀝青的相容性越好，相應(yīng)地改性效果也較好。
目前，國(guó)內(nèi)用于瀝青改性的聚合物品種繁多，歸納起來(lái)，大致可分為三種類型
(1)橡膠改性類如天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)、乙丙橡膠(EPDM)、廢舊的汽車輪胎等；(2)熱塑性彈性體如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；(3)樹脂類包括熱塑性樹脂與熱固性樹脂。前者有聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸-乙烯共聚物(EVA)、聚乙氯烯(PVC)，后者有近年來(lái)國(guó)外(美國(guó))廣泛用作正交異性鋼橋面鋪裝的環(huán)氧樹脂(EP)(注國(guó)內(nèi)首次使用在正交異性鋼橋上的工程案例為南京長(zhǎng)江二橋)。
我國(guó)公路建設(shè)開始大量使用改性瀝青的浪潮已經(jīng)到來(lái)，公路建設(shè)全面采用改性瀝青已是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，但從目前現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)看，大部分的技術(shù)是采用物理的方法實(shí)現(xiàn)聚合物對(duì)瀝青的改性，如加熱攪拌、剪切、膠體磨等，物理改性的方法雖然使瀝青的性能有所提高，但綜合性能依舊沒(méi)有得到根本改善。另外由于SBS價(jià)格昂貴及現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)所需設(shè)備龐大且操作十分麻煩，導(dǎo)致改性瀝青產(chǎn)品的價(jià)格偏高，沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，不利于市場(chǎng)推廣應(yīng)用。因此，迫切需要采用新的化學(xué)改性方法和選用性價(jià)比較好的改性劑來(lái)對(duì)道路瀝青進(jìn)行改性。

發(fā)明內(nèi)容
瀝青中的瀝青質(zhì)、膠質(zhì)等重組分是包含多芳環(huán)、雜環(huán)衍生物以及有芳環(huán)、環(huán)烷烴和雜環(huán)的重復(fù)單元結(jié)構(gòu)的復(fù)雜混合物。芳烴a位上的活潑氫以及烷烴上受熱易斷裂的C-S鍵等，能產(chǎn)生活性點(diǎn)，這是瀝青進(jìn)行反應(yīng)共混改性的化學(xué)基礎(chǔ)。本發(fā)明所公開的瀝青改性化學(xué)反應(yīng)添加劑是通過(guò)對(duì)改性劑功能化處理后，聚烯烴改性劑功能化的基團(tuán)與瀝青中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)接枝交聯(lián)反應(yīng)，聚烯烴改性劑與瀝青通過(guò)分子鏈的價(jià)鍵作用牢固結(jié)合在一起，形成主筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。聚烯烴類改性劑(如聚乙烯)功能基團(tuán)的接枝交聯(lián)反應(yīng)采用自由基物質(zhì)接枝反應(yīng)改變聚合物的結(jié)構(gòu)，再通過(guò)交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)使瀝青與聚合物生成化學(xué)連接，從而改善聚合物與瀝青的相容性。一般聚烯烴改性劑為聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、丙烯酸酯等，用量為3~5％(占改性瀝青總質(zhì)量的百分比，下同)。自由基物質(zhì)為極性物質(zhì)或酯類，如酚醛樹脂、二芳基二硫化物等，用量為0.2～0.5％。交聯(lián)劑一般為環(huán)氧樹脂、硫磺或過(guò)氧化物，用量為0.2～0.5％。
具體反應(yīng)過(guò)程如下CH2＝CH-COOCH2CH3(投入160~180℃熱瀝青中溶脹15~20Min)180℃接枝 本發(fā)明一種瀝青化學(xué)改性添加劑的突出特點(diǎn)1、瀝青化學(xué)反應(yīng)改性則是通過(guò)對(duì)改性劑功能化處理后，改性劑功能化的基團(tuán)與瀝青中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)接枝交聯(lián)反應(yīng)，改性劑與瀝青通過(guò)分子鏈的價(jià)鍵作用牢固結(jié)合在一起，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)于物理改性瀝青。
2、設(shè)備投資較低，能有效地降低生產(chǎn)成本，具有極強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
3、對(duì)基質(zhì)瀝青無(wú)特殊要求，尤其適合國(guó)產(chǎn)高含蠟量瀝青的改性，產(chǎn)品在儲(chǔ)存期不會(huì)發(fā)生分層、離析。
4、采用現(xiàn)場(chǎng)母料添加法，可利用瀝青站現(xiàn)有的攪拌設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)，使用和運(yùn)輸方便，大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度，不污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。
5、瀝青制品粘結(jié)能力很強(qiáng)，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并極大地改善瀝青的水穩(wěn)定性。產(chǎn)品有很好的高低溫性能。
6、良好的抗車轍能力，其優(yōu)良的韌性和力學(xué)強(qiáng)度提高了路面的抗疲勞性、耐磨性，特別是重交通道路具有良好的應(yīng)變能力，減少路面的永久變形，延長(zhǎng)道路的養(yǎng)護(hù)壽命，節(jié)省大量維修費(fèi)用。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1將4％改性劑先與0.3％自由基物質(zhì)接枝，同時(shí)加入0.5％交聯(lián)劑，并在180～220℃時(shí)將環(huán)氧化聚合物混入瀝青，反應(yīng)1～5h，產(chǎn)物經(jīng)177℃貯存96h后，表面未結(jié)皮、未凝膠化，說(shuō)明體系是穩(wěn)定的。其性能指標(biāo)符合《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTJ036-1998要求，見(jiàn)表1表1改性瀝青物理性能檢測(cè)報(bào)告


權(quán)利要求
1.一種瀝青化學(xué)改性添加劑，其特征在于通過(guò)對(duì)聚烯烴改性劑功能化處理后，聚烯烴改性劑功能化的基團(tuán)與瀝青中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)接枝交聯(lián)反應(yīng)，改性劑與瀝青通過(guò)分子鏈的價(jià)鍵作用牢固結(jié)合在一起，形成主筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的聚烯烴類改性劑，其特征在于聚烯烴類改性劑功能基團(tuán)的接枝交聯(lián)反應(yīng)采用自由基物質(zhì)接枝反應(yīng)改變聚合物的結(jié)構(gòu)，再通過(guò)交聯(lián)劑交聯(lián)反應(yīng)使瀝青與聚合物生成化學(xué)連接，從而改善聚合物與瀝青的相容性。
3.根據(jù)權(quán)力要求1或2所述的聚烯烴改性劑，其特征在于聚烯烴改性劑可以選用為聚乙烯或聚丙烯或聚丁烯或丙烯酸酯等，用量為3～5％(占改性瀝青總質(zhì)量的百分比)。
4.根據(jù)權(quán)力要求2所述的自由基，其特征在于自由基物質(zhì)為極性物質(zhì)或酯類，如酚醛樹脂、二芳基二硫化物等，用量為0.2～0.5％(占改性瀝青總質(zhì)量的百分比)。
5.根據(jù)權(quán)力要求2所述的交聯(lián)劑，其特征在于本發(fā)明所用交聯(lián)劑可以用環(huán)氧樹脂或硫磺或過(guò)氧化物，用量為0.2～0.5％(占改性瀝青總質(zhì)量的百分比)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種瀝青化學(xué)改性添加劑，其特征在于通過(guò)對(duì)聚烯烴改性劑功能化處理后，聚烯烴改性劑功能化的基團(tuán)與瀝青中的活性基團(tuán)發(fā)生化學(xué)接枝交聯(lián)反應(yīng)，改性劑與瀝青通過(guò)分子鏈的價(jià)鍵作用牢固結(jié)合在一起，形成主筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，改性后的瀝青具有優(yōu)良的韌性和力學(xué)強(qiáng)度，提高了瀝青路面的抗疲勞性、耐磨性和抗車轍能力，特別是用于重交通道路具有良好的應(yīng)變能力，減少路面的永久變形，節(jié)省了大量養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。
文檔編號(hào)C08L95/00GK1757663SQ20041005174
公開日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月9日
發(fā)明者魯紅春, 周君, 何唯平 申請(qǐng)人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司