一种温拌型抗水损沥青路面增强剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开一种温拌型抗水损沥青路面增强剂，包含以质量百分含量计的各组分，低分子量聚乙烯30％～60％；聚环氧乙烷30％～60％；界面增容剂0％～10％；无机增强剂0％～3％。利用界面增容剂降低沥青路面增强剂与沥青及集料之间的界面能，从而使得沥青胶结料和集料之间的裹覆能力大大提高，并因此改善沥青混合料的抗水损害性能；当温度降至沥青路面增强剂熔点之下时，沥青路面增强剂中的塑性成分结晶析出，由于无机增强剂的成核效应，结晶析出的塑性成分以无机增强剂为中心辐射生长，并因界面增容剂的增容作用而与沥青及集料形成良好粘结的网状结构，从而大幅提高沥青混合料的高温稳定性及高温抗车辙性能。
【专利说明】一种温拌型抗水损沥青路面增强剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种浙青路面用添加剂，尤其涉及一种温拌型抗水损浙青路面增强剂 及其具体的制备方法。
【背景技术】
[0002] 通常，新建道路的设计使用寿命为10?15年，但是随着渠化交通和重载、超载问 题的不断加重，浙青路面的实际使用寿命大为缩减，尤其是在重载交通、长大纵坡等特殊路 段，浙青路面服役3?5年就开始出现车辙、拥包、坑槽、裂缝、水损害等诸多病害，严重影响 人们的行车安全。
[0003]目前，热拌浙青混合料仍然是交通施工时的主流技术，由于热拌浙青混合料的拌 合和压实温度通常高达150°C?190°C,容易使浙青老化，影响浙青混合料的路用性能；同 时高温施工必然带来大量的能源消耗，不利于节能减排、绿色环保的持续发展；并且浙青混 合料在高温施工过程中会释放大量C0、C0 2、S02及N0X等有害气体，不仅造成环境污染，还对 施工人员的身体健康带来极大危害。
[0004] 一般来讲，可以通过在浙青或浙青混合料中添加各类改性剂或添加剂，如：SBS、橡 胶粉、抗车辙剂、温拌剂、抗剥落剂等，来提高浙青路面的高低温稳定性、施工和易性、抗水 损害性能等。但是，目前各类浙青路面添加剂的性能都较为单一，通常一种添加剂仅能针对 一种或两种路面病害进行有效处治，且在解决一种病害的同时，往往对其他路用性能造成 不利影响，例如：高分子量PE类抗车辙剂，在提高浙青路面高温稳定性同时，会降低路面低 温性能和抗水损害性能；SBS改性浙青虽然可同时提高浙青路面的高低温性能，但是却必 须提高混合料的拌合和压实成型温度，造成能耗的大幅增加。另外，目前市场上性能稳定的 添加剂产品多为进口产品，价格昂贵，不利于大范围的推广使用。
[0005] 针对以上问题，研究人员不断尝试着将添加剂的功能由单一型向多功能复合型方 向转变，例如，牛艳辉等研制了一种全效高性能改性剂，可同时改善浙青混合料的高温性 能、低温性能和抗水损害性能；洪锦祥等开发了一种具有温拌效果的高模量浙青改性剂，在 提高浙青路面的抗车辙、抗剪切性能的同时，还可使浙青的粘度大幅降低，从而将浙青混合 料的击实温度降低20?30°C。
[0006] 但是，目前多功能复合型浙青路面添加剂的研究还处于起步阶段，各产品的具体 使用效果仍在实践当中，尤其是具有温拌效果且成本低廉的复合型浙青路面添加剂还十分 稀少，有鉴于上述现有的复合型浙青路面添加剂存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品 设计研究多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，旨在提 出一种新型温拌型抗水损浙青路面增强材料，对于节能减排，延长路面使用寿命，保障人员 生命安全，有着重要的实际意义。
【发明内容】
[0007] 本发明的主要目的在于，克服现有的温拌型抗水损浙青路面增强剂及其制备方法 存在的缺陷，而提供一种新型温拌型抗水损浙青路面增强剂及其制备方法，在提高高温稳 定性的同时，降低浙青混合料的拌合和压实温度，从而更加适于实用，且具有产业上的利用 价值。
[0008] 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出 的一种温拌型抗水损浙青路面增强剂，包含如下各组分，其中各组分以质量百分含量计，
[0009] 低分子S聚乙烯 30%?60%; 聚环氧乙烷 30%?60%; 界面增界剂 0%?10%; :尤机增强剂 0%?3%u
[0010] 更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，所述低分子量聚乙烯的重均 分子量为1000?5000,熔点为80°C?120°C ;选择分子量小、熔点较低的聚乙烯，有利于产 品实现温拌效果，但是如果分子量过小，会对产品的高温稳定性带来不利影响。
[0011] 更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，所述聚环氧乙烷的熔点为 1KTC ?140。。。
[0012] 更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，所述界面增容剂为乙烯-醋 酸乙烯酯、硬质浙青颗粒、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝高密度聚乙烯中的一 种或两种及两种以上的混合物。
[0013]更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，所述无机增强剂为纳米碳酸 钙、无机陶土、纳米二氧化硅中的一种或两种及两种以上的混合物，其中所述无机增强剂的 粒度范围控制在1个ym以内为最优选择，如果粒度过大，会造成熔体流动性变差，影响最 终使用性能。
[0014]一种温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，该方法包括如下步骤，
[0015] 步骤1):按比例称取低分子量聚乙烯、聚环氧乙烷、界面增容剂和增强剂，并在室 温下混合均匀，得到混合料；
[0016] 步骤2):将混合料投入挤出机，共混；
[0017]步骤3):混合物经挤出机挤出后冷却至室温，研磨粉碎，得到目标产物。
[0018]更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，所述步骤2)的共 混温度为130?160°C。
[0019]更进一步的，前述的温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，所述挤出机为双 螺杆挤出机，螺杆转速为80?llOrpm。
[0020] 借由上述技术方案，本发明温拌型抗水损浙青路面增强剂及其制备方法至少具有 下列优点：
[0021] 本发明通过反应挤出共混将各配方材料进行热反应融合，利用低熔点的聚环氧乙 烷和低分子量聚乙烯降低最终浙青路面增强剂的熔点，进而降低浙青的粘度，从而使浙青 混合料可以在较低的拌合、压实温度下达到与热拌热铺条件下相同的压实度，可在较热拌 浙青混合料低20°c?30°C的中温拌合压实条件成型温拌浙青混合料；同时，利用界面增容 剂降低浙青路面增强剂与浙青及集料之间的界面能，从而使得浙青胶结料和集料之间的裹 覆能力大大提高，并因此改善浙青混合料的抗水损害性能；胶结料与集料间粘附力的提高 也有利于浙青混合料的压实，从而对混合料的中温压实起到一定的协同作用；当温度降至 浙青路面增强剂熔点之下时，浙青路面增强剂中的塑性成分结晶析出，由于无机增强剂的 成核效应，结晶析出的塑性成分以无机增强剂为中心辐射生长，并因界面增容剂的增容作 用而与浙青及集料形成良好粘结的网状结构，从而大幅提高浙青混合料的高温稳定性及高 温抗车辙性能。
[0022] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
【具体实施方式】
[0023] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据 本发明提出的温拌型抗水损浙青路面增强剂及其制备方法及其【具体实施方式】、特征及其功 效，详细说明如后，其中使用的各材料均为市售材料。
[0024] 实施例1
[0025] 本发明的温拌型抗水损浙青路面增强剂，由以下质量份的各组分组成：
[0026] 低分子量聚乙烯 45kg聚环氧乙烷 42kg 界面增容剂 10kg 无机增强剂 3kg
[0027] 其中，低分子量聚乙烯的重均分子量为2500,烙点为99°C，聚环氧乙烧的烙点为 131°C，界面增容剂为乙烯-醋酸乙烯酯，其中醋酸乙烯的含量为18 %，无机增强剂为纳米 碳酸钙。
[0028] 制备步骤如下：
[0029] 将以上原材料在室温下按比例混合均匀，投入双螺杆挤出机，控制共混温度在 130°C，螺杆转速85rpm，混合物经挤出机挤出后冷却至室温，研磨粉碎，即得到本发明的温 拌型抗水损浙青路面增强剂。
[0030] 实施例2
[0031] 本发明的温拌型抗水损浙青路面增强剂，由以下质量份的各组分组成：
[0032] 低分子量聚乙烯 45kg聚环氧乙烷 43kg 界面増咨剂 丨0kg +尤机增强剂 2kg
[0033]其中，低分子量聚乙烯的重均分子量为3000,烙点为85. 6?106. 5°C，聚环氧乙烧 的熔点为113°C，界面增容剂为硬质浙青颗粒和乙烯-醋酸乙烯酯的混合物，其中硬质浙青 颗粒和乙烯-醋酸乙烯酯的质量比为3 :2,无机增强剂为纳米碳酸钙和无机陶土按照质量 比1:1的混合物。
[0034] 制备步骤如下：
[0035] 将以上原材料在常温下按比例混合均匀，投入双螺杆挤出机，控制共混温度在 155°C，螺杆转速90rpm，混合物经挤出机挤出后冷却至室温，研磨粉碎，即得到本发明的温 拌型抗水损浙青路面增强剂。
[0036] 实施例3
[0037] 本发明的温拌型抗水损浙青路面增强剂，由以下质量份的各组分组成：
[0038] 低分f+mi乙錄 57kg 聚坏氧乙編 34kg
[0039] 界面增W剂 8kg 无机増强剂 ikg
[0040] 其中低分子量聚乙烯的重均分子量为2500,烙点为100°C，聚环氧乙烧的烙点为 131°C，界面增容剂为硬质浙青颗粒，无机增强剂为纳米碳酸钙。
[0041] 制备步骤如下：
[0042] 将以上原材料在室温下按比例混合均匀，投入双螺杆挤出机，控制共混温度为 145°C，螺杆转速lOOrpm，混合物经挤出机挤出后冷却至室温，研磨粉碎，即得到本发明的温 拌型抗水损浙青路面增强剂。
[0043] 验证例1
[0044] 分别取实施例1、2、3制备得到的温拌型抗水损浙青路面增强剂，按7%掺量添加 入双龙70#基质浙青，在145°C条件下搅拌均匀，分别取样，测试添加有增强剂的浙青材料 分别在60°C、135°C、155°C、175°C时的粘度，试验结果列于表1。
[0045]表1
【权利要求】
1. 温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：包含如下各组分，其中各组分以质量 百分含量计， 低分子量聚乙烯 30%?60%; 聚环氧乙烷 30%?60%; 界面增容剂 0%?〗0%; 无机增强剂 0%?3%--
2. 根据权利要求1所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：所述低分子量 聚乙烯的重均分子量为1000?5000,熔点为80°C?120°C。
3. 根据权利要求1所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：所述聚环氧乙 烷的熔点为IKTC?140°C。
4. 根据权利要求1所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：所述界面增容 剂为乙烯-醋酸乙烯酯、硬质浙青颗粒、马来酸酐接枝低密度聚乙烯、马来酸酐接枝高密度 聚乙烯中的一种或两种及两种以上的混合物。
5. 根据权利要求1所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：所述无机增强 剂为纳米碳酸钙、无机陶土、纳米二氧化硅中的一种或两种及两种以上的混合物。
6. 根据权利要求5所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂，其特征在于：所述无机增强 剂的粒度< Iu m。
7. -种温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步 骤， 步骤1):按比例称取低分子量聚乙烯、聚环氧乙烷、界面增容剂和增强剂，并在室温下 混合均匀，得到混合料； 步骤2):将混合料投入挤出机，共混； 步骤3):混合物经挤出机挤出后冷却至室温，研磨粉碎，得到目标产物。
8. 根据权利要求7所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，其特征在于：所 述步骤2)的共混温度为130?160°C。
9. 根据权利要求7所述的温拌型抗水损浙青路面增强剂的制备方法，其特征在于：所 述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆转速为80?llOrpm。
【文档编号】C08L23/06GK104327524SQ201410688004
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】牛晓伟, 刘伟, 吴春颖, 王文峰, 王仁辉 申请人:江苏省交通科学研究院股份有限公司