一種溫拌型抗水損瀝青路面增強(qiáng)劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種溫拌型抗水損瀝青路面增強(qiáng)劑，包含以質(zhì)量百分含量計的各組分，低分子量聚乙烯30％～60％；聚環(huán)氧乙烷30％～60％；界面增容劑0％～10％；無機(jī)增強(qiáng)劑0％～3％。利用界面增容劑降低瀝青路面增強(qiáng)劑與瀝青及集料之間的界面能，從而使得瀝青膠結(jié)料和集料之間的裹覆能力大大提高，并因此改善瀝青混合料的抗水損害性能；當(dāng)溫度降至瀝青路面增強(qiáng)劑熔點之下時，瀝青路面增強(qiáng)劑中的塑性成分結(jié)晶析出，由于無機(jī)增強(qiáng)劑的成核效應(yīng)，結(jié)晶析出的塑性成分以無機(jī)增強(qiáng)劑為中心輻射生長，并因界面增容劑的增容作用而與瀝青及集料形成良好粘結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大幅提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)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(qiáng)劑及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)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(qiáng)劑 及其具體的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 通常，新建道路的設(shè)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(xiàn)車轍、擁包、坑槽、裂縫、水損害等諸多病害，嚴(yán)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(shù)，由于熱拌浙青混合料的拌 合和壓實溫度通常高達(dá)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，不利于節(jié)能減排、綠色環(huán)保的持續(xù)發(fā)展；并且浙青混 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(huán)境污染，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(wěn)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(jìn)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(wěn)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(wěn)定的 添加劑產(chǎn)品多為進(jìn)口產(chǎn)品，價格昂貴，不利于大范圍的推廣使用。
[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復(fù)合型方 向轉(zhuǎn)變，例如，牛艷輝等研制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(fā)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，目前多功能復(fù)合型浙青路面添加劑的研究還處于起步階段，各產(chǎn)品的具體 使用效果仍在實踐當(dāng)中，尤其是具有溫拌效果且成本低廉的復(fù)合型浙青路面添加劑還十分 稀少，有鑒于上述現(xiàn)有的復(fù)合型浙青路面添加劑存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品 設(shè)計研究多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，旨在提 出一種新型溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)材料，對于節(jié)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(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑及其制備方法 存在的缺陷，而提供一種新型溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑及其制備方法，在提高高溫穩(wěn) 定性的同時，降低浙青混合料的拌合和壓實溫度，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用 價值。
[0008] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，依據(jù)本發(fā)明提出 的一種溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，包含如下各組分，其中各組分以質(zhì)量百分含量計，
[0009] 低分子S聚乙烯 30%?60%; 聚環(huán)氧乙烷 30%?60%; 界面增界劑 0%?10%; :尤機(jī)增強(qiáng)劑 0%?3%u
[0010] 更進(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)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，有利于產(chǎn) 品實現(xiàn)溫拌效果，但是如果分子量過小，會對產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性帶來不利影響。
[0011] 更進(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，所述聚環(huán)氧乙烷的熔點為 1KTC ?140。。。
[0012] 更進(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，所述界面增容劑為乙烯-醋 酸乙烯酯、硬質(zhì)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(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，所述無機(jī)增強(qiáng)劑為納米碳酸 鈣、無機(jī)陶土、納米二氧化硅中的一種或兩種及兩種以上的混合物，其中所述無機(jī)增強(qiáng)劑的 粒度范圍控制在1個ym以內(nèi)為最優(yōu)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(qiáng)劑的制備方法，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(huán)氧乙烷、界面增容劑和增強(qiáng)劑，并在室 溫下混合均勻，得到混合料；
[0016] 步驟2):將混合料投入擠出機(jī)，共混；
[0017]步驟3):混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出后冷卻至室溫，研磨粉碎，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
[0018]更進(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑的制備方法，所述步驟2)的共 混溫度為130?160°C。
[0019]更進(jìn)一步的，前述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑的制備方法，所述擠出機(jī)為雙 螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為80?llOrpm。
[0020] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑及其制備方法至少具有 下列優(yōu)點：
[0021] 本發(fā)明通過反應(yīng)擠出共混將各配方材料進(jìn)行熱反應(yīng)融合，利用低熔點的聚環(huán)氧乙 烷和低分子量聚乙烯降低最終浙青路面增強(qiáng)劑的熔點，進(jìn)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(dá)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(qiáng)劑與浙青及集料之間的界面能，從而使得浙青膠結(jié)料和集料之間的裹 覆能力大大提高，并因此改善浙青混合料的抗水損害性能；膠結(jié)料與集料間粘附力的提高 也有利于浙青混合料的壓實，從而對混合料的中溫壓實起到一定的協(xié)同作用；當(dāng)溫度降至 浙青路面增強(qiáng)劑熔點之下時，浙青路面增強(qiáng)劑中的塑性成分結(jié)晶析出，由于無機(jī)增強(qiáng)劑的 成核效應(yīng)，結(jié)晶析出的塑性成分以無機(jī)增強(qiáng)劑為中心輻射生長，并因界面增容劑的增容作 用而與浙青及集料形成良好粘結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而大幅提高浙青混合料的高溫穩(wěn)定性及高 溫抗車轍性能。
[0022] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)說明如后。

【具體實施方式】
[0023] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù) 本發(fā)明提出的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑及其制備方法及其【具體實施方式】、特征及其功 效，詳細(xì)說明如后，其中使用的各材料均為市售材料。
[0024] 實施例1
[0025] 本發(fā)明的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，由以下質(zhì)量份的各組分組成：
[0026] 低分子量聚乙烯 45kg聚環(huán)氧乙烷 42kg 界面增容劑 10kg 無機(jī)增強(qiáng)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(huán)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(jī)增強(qiáng)劑為納米 碳酸鈣。
[0028] 制備步驟如下：
[0029] 將以上原材料在室溫下按比例混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)，控制共混溫度在 130°C，螺桿轉(zhuǎn)速85rpm，混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出后冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發(fā)明的溫 拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑。
[0030] 實施例2
[0031] 本發(fā)明的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，由以下質(zhì)量份的各組分組成：
[0032] 低分子量聚乙烯 45kg聚環(huán)氧乙烷 43kg 界面増咨劑 丨0kg +尤機(jī)增強(qiáng)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(huán)氧乙燒 的熔點為113°C，界面增容劑為硬質(zhì)浙青顆粒和乙烯-醋酸乙烯酯的混合物，其中硬質(zhì)浙青 顆粒和乙烯-醋酸乙烯酯的質(zhì)量比為3 :2,無機(jī)增強(qiáng)劑為納米碳酸鈣和無機(jī)陶土按照質(zhì)量 比1:1的混合物。
[0034] 制備步驟如下：
[0035] 將以上原材料在常溫下按比例混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)，控制共混溫度在 155°C，螺桿轉(zhuǎn)速90rpm，混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出后冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發(fā)明的溫 拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑。
[0036] 實施例3
[0037] 本發(fā)明的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，由以下質(zhì)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(jī)増強(qiáng)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(huán)氧乙燒的烙點為 131°C，界面增容劑為硬質(zhì)浙青顆粒，無機(jī)增強(qiáng)劑為納米碳酸鈣。
[0041] 制備步驟如下：
[0042] 將以上原材料在室溫下按比例混合均勻，投入雙螺桿擠出機(jī)，控制共混溫度為 145°C，螺桿轉(zhuǎn)速lOOrpm，混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出后冷卻至室溫，研磨粉碎，即得到本發(fā)明的溫 拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑。
[0043] 驗證例1
[0044] 分別取實施例1、2、3制備得到的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，按7%摻量添加 入雙龍70#基質(zhì)浙青，在145°C條件下攪拌均勻，分別取樣，測試添加有增強(qiáng)劑的浙青材料 分別在60°C、135°C、155°C、175°C時的粘度，試驗結(jié)果列于表1。
[0045]表1

【權(quán)利要求】
1. 溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：包含如下各組分，其中各組分以質(zhì)量 百分含量計， 低分子量聚乙烯 30%?60%; 聚環(huán)氧乙烷 30%?60%; 界面增容劑 0%?〗0%; 無機(jī)增強(qiáng)劑 0%?3%--
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：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(jù)權(quán)利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：所述聚環(huán)氧乙 烷的熔點為IKTC?140°C。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：所述界面增容 劑為乙烯-醋酸乙烯酯、硬質(zhì)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(jù)權(quán)利要求1所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：所述無機(jī)增強(qiáng) 劑為納米碳酸鈣、無機(jī)陶土、納米二氧化硅中的一種或兩種及兩種以上的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑，其特征在于：所述無機(jī)增強(qiáng) 劑的粒度< Iu m。
7. -種溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于：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(huán)氧乙烷、界面增容劑和增強(qiáng)劑，并在室溫下 混合均勻，得到混合料； 步驟2):將混合料投入擠出機(jī)，共混； 步驟3):混合物經(jīng)擠出機(jī)擠出后冷卻至室溫，研磨粉碎，得到目標(biāo)產(chǎn)物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于：所 述步驟2)的共混溫度為130?160°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的溫拌型抗水損浙青路面增強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于：所 述擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)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(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)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(xué)研究院股份有限公司