改性瀝青、其制備方法及包含該改性瀝青的混合料的制作方法
【專利摘要】提供了一種改性瀝青、其制備方法及包含該改性瀝青的混合料。該改性瀝青包括100重量份的基質(zhì)瀝青、2～10重量份的天然瀝青、5～20重量份的植物瀝青、2～20重量份的熱塑性彈性體、30～50重量份的廢胎膠粉、1～6重量份的廢舊塑料和10～30重量份的芳烴油。該改性瀝青可具有改善的高低溫性能。
【專利說明】改性瀝青、其制備方法及包含該改性瀝青的混合料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路工程的浙青【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種全溫域改性浙青、包含該全溫域改性浙青的混合料和該全溫域改性浙青的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青路面是我國公路路面的主要鋪裝形式，浙青路面采用浙青材料和石料按一定比例拌制而成。普通的浙青材料具有較強的溫度敏感性，高溫時變軟，容易產(chǎn)生路面車轍，影響行車安全；低溫時變脆，容易引起路面開裂，破壞路面結(jié)構(gòu)性能。為此，我國高等級公路浙青路面的上面層材料大部分都采用了不同種類的改性浙青材料或浙青改性劑，例如SBS改性浙青、橡膠浙青、抗車轍劑等等。這些改性浙青材料或浙青改性劑在不同程度上改善了浙青的溫度敏感性，例如，SBS改性浙青和橡膠浙青可以在一定程度上同時提高浙青路面材料的高低溫性能，而抗車轍劑可以在不影響浙青路面材料低溫性能的前提下，大幅度提高浙青路面材料的高溫性能。
[0003]然而，由于我國大部分地區(qū)屬于大陸性氣候，年溫差較大，特別是北方地區(qū)年溫差普遍在50°C以上。部分地區(qū)的浙青路面表面極端低溫可達-30°C以下，極端高溫可達70°C以上?，F(xiàn)有的改性浙青材料只是對浙青材料的溫度敏感性有不同程度的改善，尚不能完全滿足如此巨大溫域范圍內(nèi)浙青材料的服役性能要求。因此，浙青路面的高低溫性能的問題尚不能得到完全解決，我國浙青路面的車轍和開裂病害仍然普遍存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種改性浙青、其制備方法及包含該改性浙青的混合料。
[0005]本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有改善的高低溫性能的改性浙青、其制備方法及包含該改性浙青的混合料。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種改性浙青，該改性浙青包括100重量份的基質(zhì)浙青、2-10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油。
[0007]基質(zhì)浙青可以是通用道路石油浙青。
[0008]天然浙青可以是湖浙青和巖浙青中的至少一種。
[0009]植物浙青可以是下述材料中的至少一種:植物油加工過程中產(chǎn)生的廢棄物；生物化工法煉制的植物浙青；利用淀粉質(zhì)材料或玉米秸桿、麥秸提煉木質(zhì)素、植物蛋白物質(zhì)后剩余的廢棄物，經(jīng)過簡單處理成大分子化合物之后的物質(zhì)。
[0010]熱塑性彈性體可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的至少一種。
[0011]廢舊塑料可以是廢舊低密度聚乙烯和廢舊線性低密度聚乙烯中的至少一種。
[0012]該改性浙青可具有不低于68°C的軟化點和不小于IOOcm的5°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于9cm的-10°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于3.5cm的_20°C延度，或不低于91°C的軟化點和不小于5cm的-30°C延度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備改性浙青的方法，該制備方法包括:將100重量份的基質(zhì)浙青、2~10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油共混。
[0014]所述共混可包括:將基質(zhì)浙青加熱至130~150°C，將天然浙青和植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌30~60分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入剪切罐中，在180~2000C的溫度下，將熱塑性彈性體投入第一混合物中并剪切30~60分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在180~200°C的溫度下，將廢胎膠粉和廢舊塑料投入第二混合物中并反應60~90分鐘，得到第三混合物；以及在160~180°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌不少于20分鐘。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種改性浙青混合料，該改性浙青混合料包括集料和上述的改性浙青。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過下面結(jié)合附圖對實施例的描述，本發(fā)明的以上和/或其它方面和優(yōu)點將變得清楚且更容易理解，在附圖中:
[0017]圖1是浙青或改性浙青的勁度模量-溫度行為特征曲線。
【具體實施方式】
[0018]根據(jù)本發(fā)明的改性浙青包括100重量份的基質(zhì)浙青、2~10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油。
[0019]基質(zhì)浙青可以是通用道路石油浙青，并且/或者可符合中國《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)道路石油浙青技術(shù)要求。例如，基質(zhì)浙青是符合《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)道路石油浙青技術(shù)要求的70號或90號重交浙青。
[0020]天然浙青可以是湖浙青和巖浙青中的至少一種。天然浙青具有良好的高溫性能，在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的高溫性能的改善。如果天然浙青的量少于2重量份，則不利于改性浙青的高溫性能的提高；如果天然浙青的量多于10重量份，則改性浙青變脆，不利于改性浙青的低溫性能的提高。
[0021]在一個示例性實施例中，植物浙青是植物油加工過程中產(chǎn)生的廢棄物。植物油加工過程中產(chǎn)生的廢棄物的主要成分可以是60~80%的脂肪酸和植物醇，其油溶性與基質(zhì)浙青接近，主要用于生產(chǎn)鑄造粘結(jié)劑、橡膠軟化劑、浙青涂料、涂料及重質(zhì)燃料等。在另一示例性實施例中，植物浙青是生物化工法煉制的植物浙青。在又一示例性實施例中，植物浙青是利用淀粉質(zhì)材料或玉米秸桿、麥秸等提煉木質(zhì)素、植物蛋白等物質(zhì)后剩余的廢棄物，經(jīng)過簡單處理成大分子化合物之后的物質(zhì)。植物浙青可以從市場上購得，例如其可以是長春大成實業(yè)集團有限公司上海分公司所售的植物浙青。植物浙青可以是上述材料的混合物。
[0022]植物浙青在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的高低溫性能的改善。如果植物浙青的量少于5重量份或多于20重量份，則改性浙青的高低溫性能會同時受到不利的影響。[0023]熱塑性彈性體可以是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯共聚物(SB)中的至少一種。SBS可以是線形結(jié)構(gòu)的SBS，且苯乙烯/ 丁二烯的比可以是30/70，在230°C和2.16kg條件下，熔融指數(shù)可以是2.0 ~5.0g/10min。
[0024]熱塑性彈性體在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的高低溫性能的改善。如果熱塑性彈性體的量少于2重量份，則起不到改善改性浙青的高低溫性能的作用；如果熱塑性彈性體的量多于20重量份，則會使改性浙青的粘度過高，影響改性浙青混合料的拌制和成型。
[0025]廢胎膠粉可以是由廢舊輪胎制備得到的膠粉，例如，采用常溫研磨法生產(chǎn)的載重汽車輪胎膠粉。廢胎膠粉可以從市場上購得。廢胎膠粉的技術(shù)指標可以符合《公路工程廢胎膠粉橡膠浙青》(JT/T 798-2011)的技術(shù)要求，且其粒徑可為80~120目。
[0026]廢胎膠粉在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的高低溫性能的改善。如果廢胎膠粉的量少于30重量份，則改善改性浙青的高低溫性能的作用顯著降低；如果廢胎膠粉的量多于50重量份，則會使改性浙青的粘度過高，影響改性浙青混合料的拌制和成型。
[0027]廢舊塑料可以是熱塑性廢舊塑料，例如廢舊低密度聚乙烯(LDPE)和廢舊線性低密度聚乙烯(LLDPE)中的至少一種。廢舊低密度聚乙烯(LDPE)的數(shù)均分子量可為5~7萬，1900C >2.16kg負荷下的熔融指數(shù)可為0.2~10g/10min。廢舊線性低密度聚乙烯(LLDPE)的數(shù)均分子量可為6~12萬，1900C >2.16kg負荷下的熔融指數(shù)可為0.2~10g/10min。
[0028]廢舊塑料在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的高溫性能的改善。如果廢舊塑料的量少于I重量份，則不利于改性浙青的高溫性能的提高；如果廢舊塑料的量多于6重量份，則對高溫性能改善的幅度已經(jīng)不明顯，并且會明顯影響改性浙青的低溫性能。
[0029]芳烴油在適當?shù)暮糠秶鷥?nèi)有利于改性浙青的低溫性能的改善。如果芳烴油的量少于10重量份，則對改性浙青的低溫性能改善效果不明顯；如果芳烴油的量多于30重量份，則對低溫性能改善的幅度已經(jīng)不明顯，并且會明顯影響改性浙青的高溫性能。
[0030]根據(jù)本發(fā)明的改性浙青中的天然浙青、植物浙青、熱塑性彈性體、廢胎膠粉、廢舊塑料和芳烴油由于合理的配比而在它們之間產(chǎn)生了良好的協(xié)同作用，顯著改善了材料的高低溫性能，使得根據(jù)本發(fā)明的改性浙青可以應用于例如70°C至_35°C的場合。例如，根據(jù)本發(fā)明的改性浙青可具有不低于68°C的軟化點和不小于IOOcm的5°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于9cm的-10°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于3.5cm的_20°C延度，或不低于91°C的軟化點和不小于5cm的-30°C延度。因此，根據(jù)本發(fā)明的改性浙青可以被稱作全溫域改性浙青。
[0031]在下文中，描述根據(jù)本發(fā)明的改性浙青的制備方法。根據(jù)本發(fā)明的改性浙青的制備方法包括將100重量份的基質(zhì)浙青、2~10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油共混。
[0032]在一個示例性實施例中，將基質(zhì)浙青加熱至130~150°C，將天然浙青和植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌30~60分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入剪切罐(例如,高速剪切罐)中，在180~200°C的溫度下，將熱塑性彈性體投入第一混合物中并剪切30~60分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在180~200°C的溫度下，將廢胎膠粉和廢舊塑料投入第二混合物中并反應60~90分鐘，得到第三混合物；在160~180°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌不少于20分鐘，從而得到根據(jù)本發(fā)明的改性浙青。通過該示例性實施例的制備方法，改性浙青的各組分充分地反應共混，使得各組分之間的協(xié)同作用達到最佳。各組分之間良好的協(xié)同作用使得根據(jù)本發(fā)明的改性浙青具有顯著改善的高低溫性能。
[0033]下面結(jié)合示例、對比例和評價例對根據(jù)本發(fā)明的改性浙青及其制備方法進行更進一步的描述。
[0034]下面的示例和對比例中使用的基質(zhì)浙青是中海石油煉化有限責任公司生產(chǎn)的90號重交浙青。下面的示例中使用的天然湖浙青是特立尼達天然湖浙青(TLA天然湖浙青)。下面的示例中使用的天然巖浙青是布敦天然巖浙青。下面的示例中使用的植物浙青是長春大成實業(yè)集團有限公司上海分公司所售的植物浙青。下面的示例中使用的SBS是岳陽巴陵華興石化有限公司所售的1301型線型SBS。下面的示例中使用的SIS是岳陽巴陵華興石化有限公司所售的SIS。下面的示例中使用SB是德國巴斯夫苯乙烯-丁二烯共聚物684D。下面的示例中使用的廢胎膠粉是北京嘉格偉業(yè)筑路科技有限公司生產(chǎn)的80目廢胎膠粉。下面的示例中使用的作為廢舊塑料的線性低密度聚乙烯(LLDPE)是揚子石化巴斯夫7042，190°C、2.16kg負荷下的熔融指數(shù)為2.0g/10min。下面的示例中使用的作為廢舊塑料的低密度聚乙烯(LDPE)是揚子石化巴斯夫2220H，190°C、2.16kg負荷下的熔融指數(shù)為
2.0g/10min。下面的示例中使用的芳烴油是東營曼特克石油化工有限公司生產(chǎn)的浙青改性專用芳烴油。下面的示例中使用的各組分的份數(shù)均是重量份。
[0035]示例1:改性瀝青
[0036]將100份基質(zhì)浙青加熱至140°C，將2份天然湖浙青和5份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌50分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在180°C的溫度下，將2份SBS投入第一混合物中并剪切58分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在190°C的溫度下，將30份廢胎膠粉和1份LDPE投入第二混合物中并反應60分鐘，得到第三混合物；在175°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將10份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌30分鐘，從而得到示例I的改性浙青。
[0037]示例2:改性瀝青
[0038]將100份基質(zhì)浙青加熱至135 °C，將6份天然湖浙青和8份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌45分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在185°C的溫度下，將10份SB投入第一混合物中并剪切30分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在195°C的溫度下，將40份廢胎膠粉和3份LLDPE投入第二混合物中并反應70分鐘，得到第三混合物；在162°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將9份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌60分鐘，從而得到示例2的改性浙青。
[0039]示例3:改件瀝青
[0040]將100份基質(zhì)浙青加熱至150°C,將5份天然巖浙青和10份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌35分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在192°C的溫度下，將8份SBS投入第一混合物中并剪切35分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在180°C的溫度下，將36份廢胎膠粉和5份LDPE投入第二混合物中并反應78分鐘，得到第三混合物；在165°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將18份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌60分鐘，從而得到示例3的改性浙青。
[0041]示例4:改件瀝青
[0042]將100份基質(zhì)浙青加熱至130°C,將8份天然湖浙青和15份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌60分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在190°C的溫度下，將8份SIS投入第一混合物中并剪切37分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在197°C的溫度下，將50份廢胎膠粉和2份LLDPE投入第二混合物中并反應65分鐘，得到第三混合物；在170°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將25份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌70分鐘，從而得到示例4的改性浙青。
[0043]示例5:改件瀝青
[0044]將100份基質(zhì)浙青加熱至148 °C,將10份天然巖浙青和18份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌30分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在187°C的溫度下，將15份SIS投入第一混合物中并剪切60分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在200°C的溫度下，將42份廢胎膠粉和4份LDPE投入第二混合物中并反應82分鐘，得到第三混合物；在160°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將15份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌50分鐘，從而得到示例5的改性浙青。
[0045]示例6:改件瀝青
[0046]將100份基質(zhì)浙青加熱至142 °C，將10份天然巖浙青和20份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌32分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在196°C的溫度下，將12份SBS投入第一混合物中并剪切42分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在185°C的溫度下，將32份廢胎膠`粉和2份LLDPE投入第二混合物中并反應67分鐘，得到第三混合物；在172°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將25份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌40分鐘，從而得到示例6的改性浙青。
[0047]示例7:改件瀝青
[0048]將100份基質(zhì)浙青加熱至145 °C，將4份天然湖浙青和14份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌35分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在195°C的溫度下，將18份SIS投入第一混合物中并剪切47分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在187°C的溫度下，將32份廢胎膠粉和6份LDPE投入第二混合物中并反應85分鐘，得到第三混合物；在168°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將15份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌20分鐘，從而得到示例7的改性浙青。
[0049]示例8:改件瀝青
[0050]將100份基質(zhì)浙青加熱至135°C,將4份天然湖浙青和12份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌45分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在200°C的溫度下，將17份SBS投入第一混合物中并剪切50分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在182°C的溫度下，將35份廢胎膠粉和6份LLDPE投入第二混合物中并反應62分鐘，得到第三混合物；在170°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將30份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌30分鐘，從而得到示例8的改性浙青。
[0051]示例9:改件瀝青
[0052]將100份基質(zhì)浙青加熱至142 °C，將4份天然湖浙青和11份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌42分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在182°C的溫度下，將20份SB投入第一混合物中并剪切55分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在192°C的溫度下，將36份廢胎膠粉和1份LLDPE投入第二混合物中并反應90分鐘，得到第三混合物；在175°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將20份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌50分鐘，從而得到示例9的改性浙青。
[0053]示例10:改件瀝青
[0054]將100份基質(zhì)浙青加熱至134°C,將2份天然湖浙青和6份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌47分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在198°C的溫度下，將8份SBS投入第一混合物中并剪切56分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在187°C的溫度下，將30份廢胎膠粉和2份LDPE投入第二混合物中并反應80分鐘，得到第三混合物；在178°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將22份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌60分鐘，從而得到示例10的改性浙青。
[0055]示例11:改件瀝青
[0056]將100份基質(zhì)浙青加熱至146 °C,將10份天然巖浙青和15份植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌55分鐘，得到第一混合物；將第一混合物送入高速剪切罐中，在186°C的溫度下，將20份SB投入第一混合物中并剪切52分鐘，得到第二混合物；將第二混合物送入浙青反應罐中，在195°C的溫度下，將48份廢胎膠粉和4份LLDPE投入第二混合物中并反應72分鐘，得到第三混合物；在180°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將30份芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌40分鐘，從而得到示例11的改性浙青。
[0057]示例12至示例22:改性瀝青混合料
[0058]根據(jù)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004),配制符合AC-13級配中值的集料，在拌和鍋中將集料加熱 升溫至160°C~200°C，分別加入根據(jù)示例I至示例11的改性浙青，攪拌60s~120s后,得到改性浙青混合料。
[0059]對比例1:90號重交瀝青(作為基質(zhì)瀝青)
[0060]對比例2:SBS改件瀝青
[0061 ] SBS改性浙青是北京市政路橋建材集團大興浙青廠生產(chǎn)的PG82-28型SBS改性浙青。
[0062]對比例3:橡膠瀝青
[0063]橡膠浙青由北京嘉格偉業(yè)筑路科技有限公司生產(chǎn)。
[0064]對比例4:抗車轍劑
[0065]抗車轍劑由上海群康浙青科技有限公司生產(chǎn)。
[0066]對比例5:90號重奪瀝青混合料
[0067]根據(jù)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004),配制符合AC-13級配中值的集料，在拌和鍋中將集料加熱升溫至160°C~200°C，加入對比例I的90號重交浙青，攪拌60s~120s后，得到90號重交浙青混合料。
[0068]對比例6:SBS改件瀝青混合料
[0069]根據(jù)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004),配制符合AC-13級配中值的集料，在拌和鍋中將集料加熱升溫至160°C~200°C，加入對比例2的SBS改性浙青，攪拌60s~120s后，得到SBS改性浙青混合料。
[0070]對比例7:橡膠瀝青混合料[0071]根據(jù)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)，配制符合AC-13級配中值的集料，在拌和鍋中將集料加熱升溫至160°C~200°C，加入對比例3的橡膠浙青，攪拌60s~120s后，得到橡膠浙青混合料。
[0072]對比例8:抗車轍劑混合料
[0073]根據(jù)《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004),配制符合AC-13級配中值的集料，在拌和鍋中將集料加熱升溫至160°C~200°C，加入對比例4的抗車轍劑，攪拌60s~120s后，得到抗車轍劑混合料。
[0074]對比例9:寬溫域乳化瀝青
[0075]采用CN101284920B中公開的寬溫域乳化浙青作為對比例9的改性浙青。該改性浙青同時具備高溫穩(wěn)定性(軟化點大于70°C)和低溫性能(5°C延度大于150cm)。
[0076]對比例10:寬溫域改性瀝青
[0077]采用CN101974235A中公開的寬溫域改性浙青作為對比例10的改性浙青。該改性浙青同時具備高溫穩(wěn)定性(軟化點大于70°C)和低溫性能(5°C延度大于150cm)。
[0078]對比例11:寬溫域改性瀝青
[0079]采用CN102766338A中公開的寬溫域改性浙青作為對比例11的改性浙青。該改性浙青的軟化點為78°C至102°C，5°C延度為27cm-52cm。
[0080]對比例9至對比例11的改性浙青具有比基質(zhì)浙青更寬的服役溫度區(qū)間。然而，對比例9至對比例11的改性浙青的低溫性能測試指標均為5°C延度，而實際應用中浙青路面的表面極端溫度遠低于5°C，所以5°C延度完全不能評價材料的低溫性能。并且，浙青材料是典型的具有粘彈塑行為特征的高分子聚合物材料，如果試驗溫度低于其玻璃化溫度，材料的力學行為將會發(fā)生突變，材料在5°C延度試驗中表現(xiàn)出來的良好低溫性能完全不能證明材料在更低溫度下(如_30°C)具有良好的服役性能。
[0081]浙青或改性浙青是典型的具有粘彈塑行為特征的高分子聚合物材料，它的勁度模量隨著溫度變化可以分為四個階段:玻璃體(線性彈性體)、玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)、橡膠體(非線性彈性體)和粘性液體，如圖1中所示。
[0082]在溫度較低時，浙青或改性浙青為剛性固體，在外力作用下只會發(fā)生非常小的形變，此狀態(tài)即為玻璃態(tài)，在此區(qū)間的材料行為接近于線性彈性體，但變形量很小。隨著溫度的上升，浙青或改性浙青開始進入玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)。在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，材料的模量迅速下降，并開始出現(xiàn)粘彈性行為特征。材料從玻璃體到橡膠體轉(zhuǎn)變的溫度稱為玻璃化溫度(Tg)。隨著溫度的繼續(xù)上升，材料模量進入了橡膠平臺區(qū)間。相對玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，橡膠平臺區(qū)間的模量隨溫度的變化很緩慢。當溫度達到材料的熔點時，材料轉(zhuǎn)化為粘稠液體。
[0083]根據(jù)上述分析可知，由于浙青材料的服役環(huán)境在我國北方很多地區(qū)都低于-10°C，因此，采用5°C延度評價浙青材料的低溫性能以及采用-10°C小梁彎曲試驗評價浙青混合料的低溫性能并不適用于評價改性浙青及浙青混合料的低溫性能。這是因為，對于浙青或改性浙青這類粘彈塑性材料，當溫度低于其玻璃化溫度時，其模量急劇增大，變形能力急劇下降，因此，完全不能用5°C延度試驗和-10°C小梁彎曲試驗來預測更低溫度下的改性浙青及浙青混合料的低溫性能。
[0084]為了鑒定根據(jù)示例I至示例11的改性浙青及根據(jù)示例12至示例22的改性浙青混合料的更低溫度下的性能和高溫性能，在下面的評價例I中測定了根據(jù)示例I至示例11的改性浙青的針入度、軟化點、15°C延度、5°C延度、-10°C延度、-20°C延度和_30°C延度，并
在下面的評價例2中測定了根據(jù)示例12至示例22的改性浙青混合料的動穩(wěn)定度、-10°C最
大彎拉應變、_20°C最大彎拉應變和_30°C最大彎拉應變。
[0085]評價例1:針入度、軟化點和延度的評價
[0086]評價對比例I的基質(zhì)浙青、對比例2和對比例3的改性浙青以及根據(jù)示例I至示例
11的改性浙青(全溫域改性浙青)的針入度、軟化點、15°c延度、5°C延度、-10°c延度、-200C
延度和_30°C延度，試驗方法和結(jié)果在下面的表1中示出。對比例4的抗車轍劑是一種浙青
改性劑，生產(chǎn)時直接與集料拌合，因此未在評價例I中評價對比例4的抗車轍劑的性能。
[0087]表1
[0088]
【權(quán)利要求】
1.一種改性浙青，其特征在于所述改性浙青包括100重量份的基質(zhì)浙青、2~10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于基質(zhì)浙青是通用道路石油浙青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于天然浙青是湖浙青和巖浙青中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于植物浙青是下述材料中的至少一種:植物油加工過程中產(chǎn)生的廢棄物；生物化工法煉制的植物浙青；利用淀粉質(zhì)材料或玉米秸桿、麥秸提煉木質(zhì)素、植物蛋白物質(zhì)后剩余的廢棄物，經(jīng)過簡單處理成大分子化合物之后的物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于熱塑性彈性體是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于廢舊塑料是廢舊低密度聚乙烯和廢舊線性低密度聚乙烯中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性浙青，其特征在于所述改性浙青具有不低于68°C的軟化點和不小于IOOcm的5°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于9cm的_10°C延度，或不低于68°C的軟化點和不小于3.5cm的_20°C延度，或不低于91°C的軟化點和不小于5cm的-30°C延度。
8.一種制備改性浙青的方法，其特征在于所述方法包括: 將100重量份的基質(zhì)浙青、2~10重量份的天然浙青、5~20重量份的植物浙青、2~20重量份的熱塑性彈性體、30~50重量份的廢胎膠粉、I~6重量份的廢舊塑料和10~30重量份的芳烴油共混。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述共混包括: 將基質(zhì)浙青加熱至130~150°C,將天然浙青和植物浙青投入基質(zhì)浙青中并攪拌30~60分鐘，得到第一混合物； 將第一混合物送入剪切罐中，在180~200°C的溫度下，將熱塑性彈性體投入第一混合物中并剪切30~60分鐘，得到第二混合物； 將第二混合物送入浙青反應罐中，在180~200°C的溫度下，將廢胎膠粉和廢舊塑料投入第二混合物中并反應60~90分鐘，得到第三混合物；以及 在160~180°C的溫度下，在攪拌第三混合物的同時將芳烴油加入第三混合物中，加完芳烴油之后繼續(xù)攪拌不少于20分鐘。
10.一種改性浙青混合料，其特征在于包括集料和根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項所述的改性浙青。
【文檔編號】C08L53/02GK103483836SQ201310438983
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】李峰, 李廷剛, 楊志峰 申請人:交通運輸部公路科學研究所, 中路高科(北京)公路技術(shù)有限公司, 北京嘉格偉業(yè)筑路科技有限公司