專利名稱：一種瀝青膠結(jié)料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種具有高粘度和高粘韌性的聚合物改性瀝青膠結(jié)料，它適用于用做高等級道路，特別涉及的是降噪排水性路面的鋪筑。
背景技術(shù)：
降噪排水路面是一種開級配、大空隙率的路面結(jié)構(gòu)，它可以降低車輛在道路行駛時所產(chǎn)生的噪音，提高車輛剎車時的摩擦系數(shù)，縮短剎車距離，而且還可以將降雨時的路面積水滲入到下面的不透水層，并且將水通過路肩部位快速排走，從而減輕了積水對路面結(jié)構(gòu)造成的損害，這種路面結(jié)構(gòu)也可降低雨天車輛高速行駛時路面的眩光現(xiàn)象和水膜平滑現(xiàn)象，提高行車安全性。
降噪排水路面在實(shí)際應(yīng)用中有很多優(yōu)點(diǎn)，但是由于結(jié)構(gòu)特殊，路面空隙率達(dá)到15％----20％左右，而一般密級配瀝青混凝土路面的空隙率僅為3％---6％，所以這就對鋪路用瀝青膠結(jié)料的性能提出了更高要求。主要原因①瀝青膠結(jié)料必須具有較高的粘度，以增加膠結(jié)料與集料的粘結(jié)力，防止表面集料在車輪荷載作用下飛散。②大空隙率路面結(jié)構(gòu)增加了瀝青膠結(jié)料與日光和空氣接觸的機(jī)會，為防止由此產(chǎn)生的老化，包裹集料的瀝青薄膜要有足夠的厚度。③由于雨水等往混合料體的浸透，為確保耐水性，瀝青對集料應(yīng)有很好的粘附性。④在重交通道路上應(yīng)用時，混合料應(yīng)具有較高的抗塑性變形能力，要求瀝青膠結(jié)料具有較高軟化點(diǎn)和粘附性。
因此要求鋪筑降噪排水性路面用的瀝青膠結(jié)料應(yīng)符合如下要求，其中聚合物占混合物的重量百分比足夠使所形成的瀝青膠結(jié)料具有如下特征針入度(25℃)40～80(1/10mm)，最好是40～60(1/10mm)；軟化點(diǎn)60～105℃，最好是80～100℃；延度(15℃)，50～150cm，最好50～130cm；60℃粘度10000～200000Pa·s，最好是20000～100000Pa·s；韌度(25℃)大于20N·m，最好大于25N·m；抗拉強(qiáng)度(25℃)大于15N·m，最好大于20N·m。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對一般瀝青膠結(jié)料的性能不能滿足鋪筑降噪排水路面的特殊要求，提供一種原料來源廣泛、制備過程簡單的鋪筑降噪排水性路面用的聚合物改性瀝青膠結(jié)料及其制備方法。
一種鋪筑降噪排水性路面用的瀝青膠結(jié)料，按重量份組成為瀝青100份；熱塑性彈性體3～10份；橡膠類聚合物3～10份；熱塑性樹脂3～10份；硫化劑0.05～0.3份。
上述瀝青是一種通過原油蒸餾、溶劑抽提、氧化、調(diào)和或是它們的組合工藝得到的粘彈性半固態(tài)物質(zhì)，針入度范圍在50～130之間。
上述熱塑性彈性體主要是指乙烯基芳香單體與含有至少兩個未飽和烯烴的脂肪族單體聚合形成的嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SEBS)等，其中SBS由于具有良好的變形自恢復(fù)性及裂縫自愈性而成為首選物質(zhì)。
上述橡膠類聚合物選自共軛二烯均聚物或共軛二烯與可聚合的乙烯基芳香單體形成的共聚物，可使用許多眾所周知的天然橡膠或合成橡膠，如天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)或是丙烯腈-丁二烯共聚物(ABR)等，其中優(yōu)選的是有苯乙烯與丁二烯聚合形成的共聚物-丁苯橡膠。
上述熱塑性樹脂是一種固態(tài)樹脂，其軟化點(diǎn)為50～150℃，其中優(yōu)選的是松香樹脂。
上述硫化劑是硫磺、硫化物及硫磺給予體的一種，其中優(yōu)選的是硫磺。
上述的瀝青膠結(jié)料，按重量份組成優(yōu)選為瀝青AH-70，100份；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物3～10份；丁苯橡膠3～10份；松香樹脂3～10份；硫磺0.05～0.3份。
本發(fā)明的瀝青膠結(jié)料可以用來鋪筑降噪排水路面，降低了城市噪音污染，提高路面摩擦系數(shù)，提高了雨天行車的安全性。本發(fā)明的制備方法，所需原材料來源廣泛、生產(chǎn)工藝簡單。
具體實(shí)施方式SBS加入到瀝青當(dāng)中，在溫度和機(jī)械的作用下，首先是聚苯乙烯(PS段)軟化流動，以利于SBS橡膠在瀝青中的溶解，聚丁二烯(PB段)則充分吸收瀝青中的油分和軟瀝青組分，使體積發(fā)生膨脹，形成海綿狀。冷卻以后，PS再度硬化，形成物理交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青則進(jìn)入其三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，成為一個有機(jī)的高分子彈性體，使瀝青性能得到很大的改善。
SBR加入到瀝青當(dāng)中，SBR膠粒分布于瀝青中形成鑲嵌結(jié)構(gòu)，在膠粒分散過程中，由于分散度大，比表面積大，具有很高的表面能。SBR膠粒表面對瀝青的組分進(jìn)行有選擇的吸附，在膠粒表面形成界面吸附層，有助于膠粒和瀝青兩相之間的結(jié)合，由于眾多膠粒的協(xié)同作用，從而保證了共混物的穩(wěn)定性，使瀝青性能得到較大的提高。
熱塑性樹脂加入到瀝青中，可以提高瀝青的粘度，起到增粘的作用。
加入的硫化劑，使橡膠產(chǎn)生硫化反應(yīng)，形成硫化的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在提高瀝青的彈性和機(jī)械強(qiáng)度的同時，還保持其塑性性能。
把瀝青與聚合物混合在一起制備瀝青膠結(jié)料有很多種方法，適宜的方法有先將聚合物用適當(dāng)?shù)娜軇?如苯)溶解，然后通過攪拌的方式將溶解后的聚合物與加熱至液態(tài)的瀝青混合在一起；也可將瀝青加熱至150～230℃，最好170～220℃，然后在攪拌的條件下，將聚合物逐漸添加到瀝青中，攪拌最好使用膠體磨、高剪切混合乳化機(jī)等高剪切混合設(shè)備完成，這可以保證聚合物在瀝青中分散更均勻。瀝青與聚合物的混合時間依據(jù)選擇的方法和設(shè)備不同，一般在0.5～24小時范圍內(nèi)，使用任何方法都應(yīng)保證聚合物在瀝青中分散均勻。一般來說，添加聚合物期間攪拌在常壓下進(jìn)行。
實(shí)施例中使用的各組分及符合的標(biāo)準(zhǔn)或生產(chǎn)廠家為重交通道路石油瀝青AH-70號 符合GB/T15180-2000標(biāo)準(zhǔn)SBS 中國石化岳陽石化有限公司SBR 淄博高氏科工貿(mào)有限公司松香樹脂 浙江開化縣誠信樹脂廠升華硫天津市大茂化學(xué)試劑廠本發(fā)明中針入度、軟化點(diǎn)、延度、60℃粘度、韌度試驗(yàn)、瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱實(shí)驗(yàn)、瀝青閃點(diǎn)實(shí)驗(yàn)、瀝青動力粘度實(shí)驗(yàn)分別按交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTJ 052-2000“公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程”中規(guī)定的方法T0604-2000，T0606-2000，T0605-1993，T0620-2000、T0624-1993、T0610-1993、T0611-1993、T0620-2000進(jìn)行。
實(shí)施例1按重量份稱取基礎(chǔ)瀝青100份；SBS5份；SBR3份；樹脂8；硫磺0.15份。以瀝青為基礎(chǔ)原料，加熱到180℃后，分別以不同比例緩慢加入SBS、SBR和樹脂三種物質(zhì)，在連續(xù)攪拌的情況下攪拌30分鐘，然后加入硫化劑，再連續(xù)攪拌20分鐘到30分鐘，然后測試產(chǎn)品的各項性能。
實(shí)施例2按重量份稱取基礎(chǔ)瀝青100份；SBS3份；SBR3份；樹脂8；硫磺0.17份。制備過程同實(shí)施例1，然后測試產(chǎn)品的各項性能。
實(shí)施例3按重量份稱取基礎(chǔ)瀝青100份；SBS5份；SBR3份；樹脂10；硫磺0.15份。制備過程同實(shí)施例1，然后測試產(chǎn)品的各項性能。
實(shí)施例4按重量份稱取基礎(chǔ)瀝青100份；SBS10份；SBR6份；樹脂3；硫磺0.05份。制備過程同實(shí)施例1，然后測試產(chǎn)品的各項性能。
實(shí)施例5按重量份稱取基礎(chǔ)瀝青100份；SIS3份；NR10份；樹脂6；硫磺0.3份。制備過程同實(shí)施例1，然后測試產(chǎn)品的各項性能。
基礎(chǔ)原料及改性后所得到降噪排水瀝青產(chǎn)品的分析測試結(jié)果如下表所示
由表可見，改性產(chǎn)品的軟化點(diǎn)、粘度、粘韌性等指標(biāo)同基礎(chǔ)瀝青相比有很大提高，符合鋪筑降噪排水性路面用瀝青膠結(jié)料的性能要求，可用于降噪排水性路面的鋪筑。
權(quán)利要求
1.一種鋪筑降噪排水性路面用的瀝青膠結(jié)料，按重量份組成為瀝青100份；熱塑性彈性體3～10份；橡膠類聚合物3～10份；熱塑性樹脂3～10份；硫化劑0.05～0.3份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，上述瀝青是一種通過原油蒸餾、溶劑抽提、氧化、調(diào)和或是它們的組合工藝得到的粘彈性半固態(tài)物質(zhì)，針入度范圍在50～130之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，上述熱塑性彈性體主要是指乙烯基芳香單體與含有至少兩個未飽和烯烴的脂肪族單體聚合形成的嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物等，優(yōu)選苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，上述橡膠類聚合物選自共軛二烯均聚物或共軛二烯與可聚合的乙烯基芳香單體形成的共聚物，如天然橡膠、丁苯橡膠或是丙烯腈-丁二烯共聚物等，優(yōu)選丁苯橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，上述熱塑性樹脂是一種固態(tài)樹脂，其軟化點(diǎn)為50～150℃，如松香樹脂等，其中優(yōu)選的是松香樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，上述硫化劑是硫磺、硫化物及硫磺給予體的一種，其中優(yōu)選的是硫磺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青膠結(jié)料，按重量份組成優(yōu)選為瀝青AH-70，100份；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物3～10份；丁苯橡膠3～10份；松香樹脂3～10份；硫磺0.05～0.3份。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋪筑降噪排水性路面用的瀝青膠結(jié)料，按重量份組成為瀝青100份；熱塑性彈性體3～10份；橡膠類聚合物3～10份；熱塑性樹脂3～10份；硫化劑0.05～0.3份，優(yōu)選瀝青AH－70、苯乙烯—丁二烯—苯乙烯共聚物、丁苯橡膠、松香樹脂和硫磺。本發(fā)明的瀝青膠結(jié)料可以用來鋪筑降噪排水路面，降低了城市噪音污染，提高路面摩擦系數(shù)，提高了雨天行車的安全性。本發(fā)明的制備方法，所需原材料來源廣泛、生產(chǎn)工藝簡單。
文檔編號E01C7/00GK101077933SQ20061008236
公開日2007年11月28日 申請日期2006年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月22日
發(fā)明者高中軍, 何唯平 申請人:深圳市海川實(shí)業(yè)股份有限公司, 深圳海川工程科技有限公司