專利名稱：小本體聚丙烯改性瀝青用作路面材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于小本體聚丙烯改性瀝青用作路面材料的制備技術(shù)。
利用高聚物對(duì)瀝青進(jìn)行改性的研究，在國外已有幾十年的歷史，并有多項(xiàng)專利及工業(yè)化報(bào)道，其應(yīng)用量也在不斷增加.例如在美國，道路改性瀝青的應(yīng)用量從五年前的不足1％上升到目前的10％(我國仍不足1％)，日本早在1993年使用的改性瀝青以達(dá)21.2萬噸，占全年度各類瀝青使用量的3.5％，在澳大利亞及西歐各國，改性瀝青也得到較廣泛的應(yīng)用。但國外的改性技術(shù)往往使修路成本增加很多，而且必須使用專用調(diào)配，攪拌設(shè)備，因此很難推廣使用。國內(nèi)對(duì)瀝青改性的研究也有十幾年的歷史，所用高分子材料一般為橡膠和塑料兩大類。利用橡膠類如SBS等雖可改善瀝青的低溫性能和韌性，但必須增加與瀝青的調(diào)配和混合裝置。利用塑料類對(duì)瀝青進(jìn)行改性，從目前國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r來看，一般只能做到提高瀝青的部分性能如軟化點(diǎn)等，但隨之而來的是延度的下降及針入度的降低，如何在保持瀝青的延度和針入度基本不變的情況下，同時(shí)提高瀝青的耐高溫性能及低溫韌性，這正是目前亟待解決的技術(shù)關(guān)鍵。
本發(fā)明是采用小本體聚丙烯、引發(fā)劑、丙烯酸酯系列化合物按質(zhì)量比100∶0.5～1.5∶2.5～7.5混合均勻后，加入到已升溫200～230℃的雙螺桿擠出機(jī)中，物料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間可以為30～50分鐘，在進(jìn)行可控降解的同時(shí)接枝有反應(yīng)性的基團(tuán)，擠出造粒得到熔融流動(dòng)速率為18～25g/10min的改性聚丙烯。本發(fā)明中所用小本體聚丙烯的數(shù)均分子量為10～15萬，熔融流動(dòng)速率為5～15，物料形狀可為顆?；蚍蹱睿詈脼榉蹱?。所用引發(fā)劑為一般常見的自由基聚合引發(fā)劑，過氧化物如過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯，偶氮化合物如偶氮二異丁腈等。所用接枝劑為丙烯酸系列化合物包括丙烯酸、丙烯酸酯類如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，取代丙烯酸酯類如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等。所用瀝青可為石油瀝青、焦油瀝青。
改性聚丙烯與140#瀝青(石油瀝青、焦油瀝青)按質(zhì)量比100∶1～5，加熱溫度為140～160℃，混合時(shí)間為40～120分鐘就得到了改性瀝青。所得改性瀝青的性能達(dá)到國家重交通道路所用瀝青的指標(biāo)，達(dá)到了實(shí)用水平。本發(fā)明的特點(diǎn)是1.首先對(duì)小本體聚丙烯進(jìn)行化學(xué)改性，使其可控降解的同時(shí)接枝有反應(yīng)性的基團(tuán)，改善了聚合物與瀝青的相容性，有效地起到改性作用。
2.所改性的聚丙烯可直接與瀝青進(jìn)行混合，簡化了工藝，無需使用專用的混合設(shè)備。
3.聚丙烯改性的瀝青在保持延度不變的情況下，有效地提高了瀝青的耐高溫及耐低溫性能，使所鋪路面在在冬季裂紋明顯減少，而在夏季未出現(xiàn)流淌現(xiàn)象。
實(shí)施例1將小本體聚丙烯、過氧化二異丙苯(DCP)和丙烯酸按100∶1∶2.5的比例混合均勻，然后加入到已升溫到220℃的雙螺桿擠出機(jī)中，物料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間為30分鐘，擠出造粒得到改性聚丙烯。粘均分子量1.11×105，結(jié)晶度24.6％，熔融溫度159.8℃。
實(shí)施例2方法同實(shí)施例1，物料停留時(shí)間為40分鐘。所得改性聚丙烯的性能為，粘均分子量1.11×105，結(jié)晶度8.5％，熔融溫度158.5℃。
實(shí)施例3方法同實(shí)施例1，小本體聚丙烯、DCP和丙烯酸的質(zhì)量比為100∶2∶2.5，所得改性聚丙烯的性能的熔融溫度為143.8℃。
實(shí)施例4方法同實(shí)施例1，小本體聚丙烯、DCP和丙烯酸的質(zhì)量比為100∶1∶5.0，所得改性聚丙烯的熔融溫度為158.5℃。
實(shí)施例5方法同實(shí)施例1，丙烯酸改變?yōu)楸┧峒柞?，所得改性聚丙烯的熔融溫度?57.1℃。
實(shí)施例6方法同實(shí)施例1，丙烯酸改變?yōu)榧谆┧峒柞?，所得改性聚丙烯的熔融溫度?56.3℃。
實(shí)施例7方法同實(shí)施例1，DCP改變?yōu)檫^氧化苯甲酰，所得改性聚丙烯的熔融溫度為155.6℃。
實(shí)施例8方法同實(shí)施例1，DCP改變?yōu)榕嫉惗【Γ酶男跃郾┑娜廴跍囟葹?54.5℃。
實(shí)施例9實(shí)施例1所得改性聚丙烯3份，140#瀝青100份放在燒杯內(nèi)加熱混合，混合時(shí)間為60分鐘。所得改性瀝青的性能為，延度(25℃，cm)＞100，針入度(25℃)64，軟化點(diǎn)(℃)47.5。
實(shí)施例10方法同實(shí)施例9，改性聚丙烯為4份，所得改性瀝青的性能為，延度(25℃，cm)56，針入度(25℃)65，軟化點(diǎn)(℃)51.5。
實(shí)施例11實(shí)施例4所得改性聚丙烯3份，140#瀝青100份放在燒杯內(nèi)加熱混合，混合時(shí)間為60分鐘。所得改性瀝青的性能為，延度(25℃，cm)82，針入度(25℃)84，軟化點(diǎn)(℃)46。
上述結(jié)果表明，采取本發(fā)明的技術(shù)路線后，所得改性瀝青的性能達(dá)到國家重交通道路所用瀝青的指標(biāo)，從而使所得改性瀝青的性能達(dá)到實(shí)用水平。
權(quán)利要求
1.一種小本體聚丙烯化學(xué)改性瀝青用作路面材料的制備方法，其特征在于小本體聚丙烯、引發(fā)劑和丙烯酸系列化合物質(zhì)量比按100∶0.5～1.5∶2.5～7.5混合均勻后，加入到已升溫200～230℃的雙螺桿擠出機(jī)中，物料在擠出機(jī)中的停留時(shí)間可以為30～50分鐘，在進(jìn)行可控降解的同時(shí)接枝有反應(yīng)性的基團(tuán)，擠出造粒后得到熔融流動(dòng)速率為18～25g/10min的改性聚丙烯；改性聚丙烯與140#瀝青按質(zhì)量比為100∶1～5，加熱溫度為140～160℃混合40～120分鐘就得到了改性瀝青。
2.如權(quán)利要求1所述的路面材料的制備方法，其特征在于小本體聚丙烯的數(shù)均分子量為10～15萬，熔融流動(dòng)速率為5～15，物料形狀可為顆?；蚍蹱?，引發(fā)劑為過氧化物如過氧化苯甲酰、過氧化二異丙苯，偶氮化合物如偶氮二異丁腈，丙烯酸系列化合物為丙烯酸，丙烯酸酯類如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，取代丙烯酸酯類如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等；140#瀝青為石油瀝青或焦油瀝青。
全文摘要
本發(fā)明是利用小本體聚丙烯改性瀝青用作為路面材料的制備技術(shù)。本發(fā)明是采用化學(xué)改性的技術(shù),改善了聚合物與瀝青的相容性。所得改性聚丙烯可直接與瀝青在加熱下混合,不僅簡化了混合工藝,而且使改性瀝青的性能符合國家重交通道路所用瀝青的標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到了實(shí)用水平。
文檔編號(hào)C08L23/00GK1264717SQ0010456
公開日2000年8月30日 申請(qǐng)日期2000年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月23日
發(fā)明者高歌, 王靜媛, 楊松茹, 馬榮堂 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)