专利名称：直投式抗车辙剂及制备方法
技术领域：
本发明属于复合高分子材料领域，涉及一种可以提高浙青混合料路面抗车辙能力的直投式抗车辙添加剂(商标名称浙强)以及其制备方法以及采用该直投式抗车辙剂制备浙青混合料的方法。
背景技术：
随着我国经济水平不断提高，机动车的需求量剧增和类型多样化，促进了浙青道路事业蓬勃发展。相应的对浙青道路使用性能的要求越来越高。在重载车载量增加、气候条件恶化等外在条件下，如何预防和减少浙青路面病害已成为道路施工、养护和研究工作者关心和研究的又一热点。在诸多浙青路面病害中，因车辆反复荷载导致浙青路面产生较大永久性变形而形成的车辙已经成为主要病害之一。车辙的形成不仅影响浙青路面的整洁度，还可导致路面结构强度下降，严重缩短浙青路面寿命。从材料角度出发，已经形成了多种抑制车辙的方法。总体上，这些方法主要可以分成两大类。一类是采用橡胶和塑料作为添加剂，采用胶磨法或高剪切法生产改性浙青，另一类是直接生产SBS和SBR改性浙青(SBS和SBR改性浙青是以基质浙青为原料，加入一定比例的SBS或SBR改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS或SBR均匀地分散于浙青中，形成 SBS或SBR共混材料。SBS全名为热塑性丁苯橡胶(B- 丁二烯链段，S-苯乙烯嵌段)，SBR 全名为丁苯橡胶)。第一种方法需要经历溶胀、分散、研磨和继续发育等过程，制备工序复杂耗时，且橡胶和塑料与浙青相容性差，需要使用大量溶剂，不经济环保；在第二种方法中， SBS和SBR与浙青相容性差，尤其在母粒冷却、运输和存储过程中，改性剂离析现象容易发生，导致性能不稳定，此外生产SBS和SBR改性浙青的过程需要使用大量的硫磺，容易污染环境。总而言之，这两类方法存在改性剂与浙青相容性差，离析现象严重。此外，随着资源紧缺与环境污染问题日益尖锐，这两类方法耗时、废物、污染环境，与我国建设低碳节能型社会的宗旨相违。因此，研究和开发一种由废旧资源再生的无污染、良相容性、强抗车辙性能的抗车辙添加剂及其制备技术的意义重大而深远。
发明内容
为克服现有技术的不足，减少污染，节约资源，本发明提供一种与浙青相容性好、 离析少、废旧资源再生的环保型直投式抗车辙剂。本发明提供的一种直投式抗车辙剂，包括下述组分及其重量份混合而成再生聚烯烃类塑料20 40份再生聚酯类塑料10 20份再生蜡2 10份细粒径无机粉体2 10份硬浙青5 10份。
进一步优选地，所述再生聚烯烃类塑料为工业回收的再生低密度聚乙烯、再生低密度聚氯乙烯、再生聚丙烯中的一种或多种，所述再生低密度聚乙烯和所述再生低密度聚氯乙烯的分子量为I. 5 10万；所述再生聚丙烯的分子量为10 20万。进一步优选地，所述再生聚酯类塑料为再生聚醋酸乙烯酯、再生聚甲基丙烯酸甲酯、再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、再生聚甲基丙烯酸羟乙酯、再生聚丙烯酸甲酯、再生聚丙烯酸乙酯中的一种或多种，所述再生聚醋酸乙烯酯的分子量为I 50万；所述再生聚甲基丙烯酸甲酯分子量为5 100万；所述再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA值(VA值指醋酸乙烯酯占共聚物的质量比例)为5% 40% ;所述再生聚甲基丙烯酸羟乙酯的分子量为 I 5万；所述再生聚丙烯酸甲酯的分子量为I 10万；所述再生聚丙烯酸乙酯的分子量 2 10万。进一步优选地，所述再生蜡为回收聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料高温裂解得到的再生聚乙烯蜡、再生聚丙烯蜡、再生聚氯乙烯蜡中的一种或多种，所述再生聚乙烯蜡、再生聚丙烯蜡、再生聚氯乙烯蜡的分子量均为900 4500。进一步优选地，所述细粒径无机粉体为贝壳、虾壳、蟹壳的纳米粉体，纳米羟基磷灰石粉，微米或纳米活性氧化铝粉体的一种或多种，所述贝壳、虾壳、蟹壳的纳米粉体，所述纳米轻基磷灰石粉和所述纳米活性氧化招粉体的粒径范围为50nm 200nm,所述微米活性氧化招粉体的粒径范围为10 μ m 150 μ m。进一步优选地，所述硬浙青的环球法软化点为95°C 120°C。本专利同时还公开了一种直投式抗车辙剂的制备方法，制备步骤如下(一 )在150°C 170°C条件下，以2r/min 5r/min搅拌加热所述硬浙青5min 15min ；( 二)待步骤(一)完成后，向热的硬浙青中加入所述再生聚烯烃类塑料、所述再生聚酯类塑料、所述再生蜡和所述细粒径无机粉体，以5r/min lOr/min的转速搅拌 2min 5min,然后在13CTC 140°C条件下加热2h 6h ;(三)将步骤(二)的混合物在150°C 170°C条件下，以20r/min 40r/min的转速，揽拌20min 60min ；(四)完成步骤(三)后，通过单螺杆或双螺杆挤出机成型、剪切造粒，得到直投式抗车辙剂。本专利同时还公开了一种采用上述直投式抗车辙剂制备浙青混合料的方法，包括如下步骤(一 )将矿料加热至165°C 200°C，同时将浙青加热至145°C 185°C ;所述矿料的级配比例由配合比设计确定；( 二)将矿料加入到拌和缸中，然后投入所述直投式抗车辙剂拌合，所述直投式抗车辙剂为所述矿料及所述浙青的合计重量的O. 5%。 6%。，然后再加入浙青拌合，制备得到浙青混合料。进一步优选地,所述浙青为SBS改性浙青或SBR改性浙青或基质浙青。相比于现有技术而言，本发明具有以下优点(I)、本发明制备抗车辙剂所采用的废旧再生聚烯烃类塑料、再生聚酯类塑料和再生蜡，是废旧资源再利用，经济、环保。再生聚烯烃类塑料的塑性强，常温模量高，可大大提高浙青混合料的抗车辙性能。(2)、本发明使用的再生聚酯类塑料不仅与再生聚烯烃类塑料相容性好，还与浙青相容性佳。因此，再生聚酯类塑料极大地加强了再生聚酯类塑料与浙青的相容性，减少离析现象的发生。此外，再生聚酯类塑料还兼具塑性和韧性，可协助提高浙青混合料的抗车辙能力，同时改善浙青混合料的低温性能。(3)、本发明使用细粒径无机粉体，不仅能够与塑料相容性好，还能有效的从物理角度间断塑料大分子，抑制并降低大分子间内聚力，提高塑料和回收塑料高温裂解所得的蜡类大分子在浙青中的分散均匀性。此外细粒径无机粉体还大大改善了直投式抗车辙剂制备工程中的加工性能。(4)、本发明使用的再生蜡，可有效改善抗车辙剂制备过程中的流动能力和加工性倉泛。(5)、本发明使用硬浙青，不仅可以提高浙青混合料的高温稳定性，为高低温不同环境下调节浙青性能提供足够空间。￠)、本发明制备抗车辙剂方法简单高效，最突出的特点在于再生聚烯烃类塑料、 再生聚酯类塑料、再生蜡和细粒径无机粒子与硬浙青混合后，通过单螺杆或双螺杆挤出机成型，使用该直投式抗车辙剂时无需类似SBS等改性剂的高速剪切和橡胶研磨机研磨过程，只需充分搅拌共混即可达到改性效果。(7)本发明制备的直投式抗车辙剂粒子，可以在施工现场直接投放于热集料中，与之干拌，可以间歇施工。降低或减少了改性浙青在冷却、运输和存储过程中产生离析现象的几率，突破了连续生产和施工的带来限制和约束。
图I是本发明的浙青混合料使用在路面上被车辆碾压后的微观电子显微镜图像 (X1000)。图2是本发明的抗车辙剂的外观形貌图。
具体实施例下面将结合具体实施实例对本发明进行一步说明。实施例I按重量称取再生低密度聚乙烯40份；再生聚丙烯酸甲酯15份；再生聚乙烯蜡2 份；粒径范围在IOOnm 150nm之间的纳米贝壳粉I份；硬浙青10份。首先在150°C温度下，以5r/min搅拌加热硬浙青15min ；然后向热的硬浙青中加入再生低密度聚乙烯、再生聚丙烯酸甲酯、再生聚乙烯蜡和纳米贝壳粉，以5r/min的转速搅拌5min ;完成该步骤后,将混合物在140°C条件下加热5 小时；接着在160°C条件下，以30r/min的转速,搅拌混合物50min ；最后通过单螺杆挤出机成型、剪切和造粒，制备得到直投式抗车辙剂。实施例2按重量称取再生低密度聚氯乙烯30份；再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物15份；再生聚乙烯腊3份；粒径范围在50nm 150nm之间的纳米轻基磷灰石粉I份；硬浙青8份；抗剥落剂O. 02份。首先在160°C温度下，以4r/min搅拌加热硬浙青IOmin ；然后向热的硬浙青中加入再生低密度聚氯乙烯、再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、 再生聚乙烯腊和纳米轻基磷灰石粉，以8r/min的转速搅拌5min ;完成该步骤后,将混合物在135 °C条件下加热4. 5h ；然后在混合物中加入抗剥落剂，以3r/min的转速搅拌4min ;接着在170°C条件下, 以25r/min的转速,搅拌混合物40min ;本实施例根据浙青混合料配合比设计方法计算需要加入抗剥落剂，抗剥落剂为胺类化合物或磷羟基有机物的表面活性剂；主要用于增加浙青与石料的粘附性，添加量为混合物质量的2% 6%。最后通过双螺杆挤出机成型、剪切和造粒，制备得到直投式抗车辙剂。实施例3按重量称取再生聚丙烯20份；再生聚丙烯酸乙酯10份；再生聚氯乙烯蜡4份；粒径范围在50nm 150nm之间的纳米奸壳粉2份；硬浙青9份；抗剥落剂O. 03份。首先在170°C温度下，以3r/min搅拌加热硬浙青8min ；然后向热的硬浙青中加入再生聚丙烯；再生聚丙烯酸乙酯；再生聚氯乙烯蜡；纳米虫下壳粉，以6r/min的转速搅拌5min ;完成该步骤后,将混合物在130°C条件下加热4h ；然后在混合物中加入抗剥落剂，以4r/min的转速搅拌5min ;接着在160°C条件下, 以20r/min的转速,搅拌混合物30min ;本实施例根据浙青混合料配合比设计方法计算需要加入抗剥落剂，抗剥落剂为胺类化合物或磷羟基有机物的表面活性剂；主要用于增加浙青与石料的粘附性，添加量为混合物质量的2% 6%。最后通过单螺杆挤出机挤出、剪切和造粒，制得直投式抗车辙剂。实施例4按重量称取再生聚丙烯以及再生低密度聚氯乙烯总计35份；再生聚甲基丙烯酸甲酯12份；再生聚丙烯蜡5份；粒径范围在50 150nm之间的纳米蟹壳粉4份；硬浙青10 份；抗剥落剂O. 02份。首先在160°C温度下，以4r/min搅拌加热硬浙青12min ；然后向热的硬浙青中加入再生聚丙烯以及再生低密度聚氯乙烯；再生聚甲基丙烯酸甲酯；再生聚丙烯蜡；纳米蟹壳粉，以8r/min的转速搅拌5min ;完成该步骤后，将混合物在130°C条件下加热4h ；然后在混合物中加入抗剥落剂，以4r/min的转速搅拌5min ;接着在155°C条件下, 以28r/min的转速,搅拌混合物40min ;本实施例根据浙青混合料配合比设计方法计算需要加入抗剥落剂，抗剥落剂为胺类化合物或磷羟基有机物的表面活性剂；主要用于增加浙青与石料的粘附性，添加量为混合物质量的2% 6%。最后通过单螺杆挤出机挤出、剪切和造粒，制得直投式抗车辙剂。实施例5按重量称取再生聚乙烯以及再生低密度聚氯乙烯总计40份；再生聚甲基丙烯酸羟乙酯18份；再生聚丙烯蜡以及再生聚乙烯蜡合计9份；粒径范围在10 150 μ m之间的微米活性氧化铝6份；硬浙青8份。
首先在165°C温度下，以5r/min搅拌加热硬浙青15min ；然后向热的硬浙青中加入再生聚乙烯以及再生低密度聚氯乙烯；再生聚甲基丙烯酸羟乙酯；再生聚丙烯蜡以及再生聚乙烯蜡；微米活性氧化铝，以lOr/min的转速搅拌 5min ;完成该步骤后，将混合物在138 °C条件下加热5h ；接着在165°C温度下，以35r/min的转速,搅拌混合物50min ；最后通过单螺杆挤出机挤出、剪切和造粒，制得直投式抗车辙剂。实施例6将实施例1-5制得的直投式抗车辙剂用于制备SBS改性浙青混合料，具体步骤为(一)首先将矿料加热至180°C 200°C，同时将SBS改性浙青加热至175°C 1800C ;矿料的级配比例及与SBS改性浙青配比，由国家规范确定的浙青混合料配合比设计方法确定；在实务中，根据国家规范《公路浙青路面施工技术规范》(JTG F40)设计得到矿料的级配比例及与SBS改性浙青配比。(二)将矿料加入到拌和缸中，然后投入所述直投式抗车辙剂拌合30秒，然后再加入浙青拌合45秒,制备得到浙青混合料。其中，SBS改性浙青混合料的各组份和重量份见表I表I浙青混合料组成
权利要求
1.一种直投式抗车辙剂，其特征在于包括下述组分及其重量份混合而成再生聚烯烃类塑料20 40份再生聚酯类塑料10 20份再生蜡2 10份细粒径无机粉体2 10份硬浙青:5 10份。
2.根据权利要求I所述直投式抗车辙剂，其特征在于所述再生聚烯烃类塑料为工业回收的再生低密度聚乙烯、再生低密度聚氯乙烯、再生聚丙烯中的一种或多种，所述再生低密度聚乙烯和所述再生低密度聚氯乙烯的分子量为I. 5 10万；所述再生聚丙烯的分子量为10 20万。
3.根据权利要求I所述直投式抗车辙剂，其特征在于所述再生聚酯类塑料为再生聚醋酸乙烯酯、再生聚甲基丙烯酸甲酯、再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、再生聚甲基丙烯酸羟乙酯、再生聚丙烯酸甲酯、再生聚丙烯酸乙酯中的一种或多种，所述再生聚醋酸乙烯酯的分子量为I 50万；所述再生聚甲基丙烯酸甲酯分子量为5 100万；所述再生乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的VA值为5 40%;所述再生聚甲基丙烯酸羟乙酯的分子量为I 5万；所述再生聚丙烯酸甲酯的分子量为I 10万；所述再生聚丙烯酸乙酯的分子量2 10万。
4.根据权利要求I所述直投式抗车辙剂，其特征在于所述再生蜡为回收聚乙烯塑料、 聚丙烯塑料、聚氯乙烯塑料高温裂解得到的再生聚乙烯蜡、再生聚丙烯蜡、再生聚氯乙烯蜡中的一种或多种，所述再生聚乙烯蜡、再生聚丙烯蜡、再生聚氯乙烯蜡的分子量均为900 4500。
5.根据权利要求I所述直投式抗车辙剂，其特征在于所述细粒径无机粉体为贝壳、虾壳、蟹壳的纳米粉体，纳米羟基磷灰石粉，微米或纳米活性氧化铝粉体的一种或多种，所述贝壳、虾壳、蟹壳的纳米粉体，所述纳米羟基磷灰石粉和所述纳米活性氧化铝粉体的粒径范围为50 200nm，所述微米活性氧化铝粉体的粒径范围为10 150 μ m。
6.根据权利要求I所述直投式抗车辙剂，其特征在于所述硬浙青的环球法软化点为 95 120°C。
7.—种如权利要求I至6任一权利要求所述的直投式抗车辙剂的制备方法，制备步骤如下(一)在150V 170 V条件下，以2r/min 5r/min搅拌加热所述硬浙青5min 15min ；(二)待步骤(一)完成后，向热的硬浙青中加入所述再生聚烯烃类塑料、所述再生聚酯类塑料、所述再生腊和所述细粒径无机粉体，以5r/min 10r/min的转速搅拌2min 5min,然后在130°C 140°C条件下加热2h 6h ;(三)将步骤(二)的混合物在150°C 170°C条件下，以20r/min 40r/min的转速， 揽拌 20min 60min ；(四)完成步骤(三)后，通过单螺杆或双螺杆挤出机成型、剪切造粒，得到直投式抗车辙剂。
8.一种采用如权利要求I至6任一权利要求所述的直投式抗车辙剂制备浙青混合料的方法，其特征在于包括如下步骤(一)将矿料加热至165°C 200°C，同时将浙青加热至145°C 185°C；(二)将矿料加入到拌和缸中，然后投入所述直投式抗车辙剂拌合，所述直投式抗车辙剂为所述矿料及所述浙青的合计重量的O. 5%。 6%。，然后再加入浙青拌合，制备得到浙青混合料。
9.根据权利要求8所述的制备浙青混合料的方法，其特征在于所述浙青为SBS改性浙青或SBR改性浙青或基质浙青。
全文摘要
本发明公开了一种直投式抗车辙剂，包括下述组分及其重量份混合而成再生聚烯烃类塑料20～40份；再生聚酯类塑料10～20份；再生蜡2～10份；细粒径无机粉体2～10份；硬沥青5～10份。本发明同时还公开了一种直投式抗车辙剂的制备方法以及采用直投式抗车辙剂制备沥青混合料的方法，本发明制备的直投式抗车辙剂粒子，可以在施工现场直接投放于热集料中，与之干拌，可以间歇施工，降低或减少了改性沥青在冷却、运输和存储过程中产生离析现象的几率，突破了连续生产和施工的带来限制和约束。
文档编号C08L23/06GK102585522SQ201110428789
公开日2012年7月18日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者刘钢, 夏庆宇, 张毅, 徐韵淳, 李交, 赫振华, 连萍, 邓国民, 闫国杰, 马利志 申请人:上海浦东路桥建设股份有限公司