專利名稱：一種高模量的瀝青改性劑、其制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高模量的浙青改性劑、其制備方法及其應(yīng)用，屬于節(jié)能環(huán)保型道路浙青技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)浙青路面處于高速建設(shè)期，隨著交通荷載日益增加以及夏季高溫突出，浙青路面出現(xiàn)了大量的車轍、開(kāi)裂等破壞現(xiàn)象。在城市道路的公交車停車站、十字路口與高速公路等地方，車轍現(xiàn)象十分普遍。車轍不僅影響了行車安全性，而且大大降低了路面的使用壽命，造成建設(shè)投資的浪費(fèi)?！がF(xiàn)有研究成果表明，提高中、上面層浙青混凝土的模量能夠大大提高浙青路面的高溫性能與抗裂性能，降低浙青路面的車轍與開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)幾率。因此，眾多科研機(jī)構(gòu)均進(jìn)行了高模量浙青混凝土的試驗(yàn)與高模量浙青改性劑的開(kāi)發(fā)研究。所謂的高模量浙青混凝土是指在45°C的溫度條件、IOHz加載頻率時(shí)其動(dòng)態(tài)模量大于2000MPa。而高模量浙青改性劑是提高浙青混凝土的模量最直接、最有效的方法。法國(guó)產(chǎn)品PR MODULE與德國(guó)產(chǎn)品Duroflex能提高浙青路面的抗車轍性能，但是價(jià)格貴。國(guó)內(nèi)有一些抗車轍劑產(chǎn)品，價(jià)格較為便宜，但是性能不穩(wěn)定。中國(guó)專利CN 102174265 A高模量高強(qiáng)度抗車轍劑添加劑及其制造方法和應(yīng)用，其中添加劑是由可交聯(lián)聚乙烯、無(wú)規(guī)聚丙烯、增粘劑、丁苯橡膠、纖維混合組成。該產(chǎn)品高溫性能優(yōu)異、低溫性能較好，其不足之處是無(wú)規(guī)聚丙烯樹(shù)脂熔點(diǎn)高，與浙青相容性差，難以均勻分散與浙青混合料中，其使得浙青混合料的拌合溫度提高了 20°C以上，每鍋浙青混合料的拌合時(shí)間會(huì)增加10-15s，大大降低了生產(chǎn)效率。中國(guó)專利CN200810132714. 2高模量浙青混凝土添加劑采用的原料包括聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚丙烯、橡膠、浙青、纖維素、助劑組成，原材料眾多，另外浙青需要單獨(dú)的加熱與計(jì)量設(shè)備，工藝十分繁瑣。目前市面上出現(xiàn)的以及以上專利所報(bào)道的抗車轍劑與高模量浙青改性劑均存在施工中浙青混合料拌和溫度高時(shí)間長(zhǎng)等現(xiàn)象，拌合溫度往往比普通浙青混合料高出15_30°C，大大增加了能耗，同時(shí)混合料容易板結(jié)，實(shí)際工程中很難碾壓密實(shí)。把溫拌技術(shù)引入到高模量浙青混凝土中的技術(shù)鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高模量的浙青改性劑、其制備方法及其應(yīng)用。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高模量的浙青改性劑，其原料包括聚合物樹(shù)脂100份、蠟基聚合物40 60份、增容劑5 20份、接枝劑2 8份、紫外光屏蔽劑2 6份、填料10 50份，所述聚合物樹(shù)脂為低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)。為了提高產(chǎn)品的耐溫性能、分散性等性能，所述低密度聚乙烯(LDPE)和線性低密度聚乙烯(LLDPE)的質(zhì)量比為I : (O. I 15)。優(yōu)選，所述低密度聚乙烯(LDPE)的數(shù)均分子量為5-7萬(wàn)，190°C、2. 16Kg負(fù)荷下，熔融指數(shù)為O. 2-10g/10min ;線性低密度聚乙烯(LLDPE)的數(shù)均分子量為6-12萬(wàn)，190°C >2. 16Kg負(fù)荷下，熔融指數(shù)為O. 2_10g/10min。LDPE,LLDPE既可以為新料也可以為再生料。為了提高產(chǎn)品性能，所述的蠟基聚合物為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中一種或兩種以上任意配比的混合物；所述的增容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物原料中醋酸乙烯(VA)的質(zhì)量含量?jī)?yōu)選為14%-26% ;所述的接枝劑為馬來(lái)酸酐，細(xì)度為40-100目；所述的紫外光屏蔽劑為炭黑，細(xì)度為400-1000目；所述的填料為蒙脫土，細(xì)度為200-800目。申請(qǐng)人:經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，采用LDPE、LLDPE作為添加劑的主體成分，LLDPE可以大幅度改善高溫性能與彎拉性能，而且易于擠出造粒，LDPE不僅可以提高高溫性能，而且能夠提高與浙青的相容性、低溫性能與疲勞性能；采用聚乙烯蠟或EVA蠟作為蠟基聚合物，不僅能夠降低浙青與浙青混合料的粘度，降低浙青混合料的拌合溫度，同時(shí)不損失浙青混合料的高溫性能，具有顯著的溫拌效果，而且在高模量的浙青添加劑造粒加工過(guò)程中具有潤(rùn)滑作用，·提高了加工速率；采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作為增容劑，不僅能夠提高PE樹(shù)脂與蠟基聚合物的相容性，而且能夠明顯改善高模量的浙青添加劑與浙青的相容性；采用馬來(lái)酸酐作為接枝劑，可以改善PE樹(shù)脂的極性，使其能與蒙脫土形成剝離型插層結(jié)構(gòu)，提高高模量的浙青添加劑對(duì)浙青的高溫作用與低溫作用效果；紫外光屏蔽劑可以降低聚合物樹(shù)脂的熱老化，同時(shí)可以減少浙青的光老化與熱老化，并對(duì)浙青進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)作用；采用蒙脫土作為填料，不僅可以提高高溫性能與抗水損害性能，而且可以作為插層劑，使聚合物形成剝離型結(jié)構(gòu)，蒙脫土還可降低成本，對(duì)浙青混合料具有一定的補(bǔ)強(qiáng)作用。上述各組分同時(shí)使用，相互之間有著意想不到的協(xié)同效應(yīng)，其綜合效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于各組分單獨(dú)使用效果的疊加。上述的高模量的浙青改性劑的制備方法，包括如下步驟A、將接枝劑、紫外光屏蔽劑、填料與50%的聚合物樹(shù)脂120°C _160°C下，混勻、造粒;B、將步驟A所得物料與剩余的聚合物樹(shù)脂、蠟基聚合物、增容劑，IlO0C _150°C下，混勻、造粒，得高模量的浙青改性劑。上述高模量的浙青改性劑的制備方法具體可按如下步驟制備第一步將接枝齊U、紫外光屏蔽劑、填料與50%的聚合物樹(shù)脂進(jìn)行高速混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出、熱風(fēng)干燥、切粒制備出高濃度接枝母料，擠出機(jī)溫度控制為120°C _160°C，機(jī)頭溫度控制為150°C，擠出速度為20-50r/min ;第二步將第一步制備出的高濃度接枝母料與剩余的聚合物樹(shù)脂、蠟基聚合物、增容劑進(jìn)行高速混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出、熱風(fēng)干燥、切粒，擠出機(jī)溫度控制為110°C _150°C，機(jī)頭溫度控制為140°C，擠出速度為30_60r/min，造粒出圓柱體或長(zhǎng)條體，控制顆粒最大徑向尺寸不大于6mm。本發(fā)明所述徑向尺寸指顆粒上任意兩點(diǎn)間距離。上述制備方法為通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的效果較好的方法，申請(qǐng)人認(rèn)為其原因?yàn)楦吣Ａ康恼闱喔男詣┰谠炝＿^(guò)程中采用二步法造粒方式，是因?yàn)閮刹椒ǜ谔岣呔垡蚁┡c蒙脫土的插層效果，其中第一步主要是為了提高混煉效果，使PE聚合物在蒙脫土片層結(jié)構(gòu)中形成有效插層，增加晶面間距，進(jìn)而更好實(shí)現(xiàn)蒙脫土的剝離，提高高模量的浙青添加劑的力學(xué)性能；第二步是避免了蠟基聚合物、增容劑的過(guò)早老化，使其與聚乙烯聚合物形成穩(wěn)定均勻的體系，降低熔融混煉溫度。上述高模量的浙青添加劑，其在浙青混合料中的使用方法為將具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑加入攪拌缸中與集料一起拌合，拌合溫度與拌合時(shí)間均不需增加，拌合溫度還可以降低至150°C左右，然后加入基質(zhì)浙青進(jìn)行攪拌，即可制得具有高抗車轍能力的浙青混合料。上述的高模量的浙青改性劑的應(yīng)用，用于高速公路中面層時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 25%-0. 45% ;用于上面層時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 3%-0. 5% ;用于城市公交車專用道、交通路口、爬坡路段時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 35%-0. 6%。 本發(fā)明高模量的浙青改性劑，不僅解決了現(xiàn)有抗車轍劑、高模量的浙青添加劑存在吃料難、熔融難、塑化差、拌合溫度過(guò)高等問(wèn)題，同時(shí)提高了浙青軟化點(diǎn)、降低了浙青的粘度，提高了浙青路面的抗車轍性能、低溫性能、抗剪切性能、性能穩(wěn)定性，且制備簡(jiǎn)單，成本低廉。
具體實(shí)施例方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。以下實(shí)施例中，具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑的密度按照GB1033-70中的試驗(yàn)方法進(jìn)行，融熔指數(shù)測(cè)試按照GB/T 3682-2000中的試驗(yàn)方法進(jìn)行，其中190°C表示測(cè)量溫度，2. 16Kg表示標(biāo)稱負(fù)荷，維卡軟化溫度按照GB1633中的試驗(yàn)方法進(jìn)行；高模量的浙青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度、抗壓回彈模量(靜態(tài)模量)、動(dòng)態(tài)模量、凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比的測(cè)試方法參照《公路工程浙青及浙青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011進(jìn)行。實(shí)施例I :一種具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑，它由100份聚合物樹(shù)脂、40份蠟基聚合物、20份增容劑、2份接枝劑、2份紫外光屏蔽劑、10份填料組成。聚合物樹(shù)脂由LDPE、LLDPE組成，LDPE、LLDPE的質(zhì)量比例為I : I ;LDPE為齊魯石化2100TN00，190°C熔融指數(shù)為O. 3g/10min ;所述的LLDPE為揚(yáng)子巴斯夫7042，190°C熔融指數(shù)為2. 0g/10min ;蠟基聚合物為聚乙烯蠟，型號(hào)為PEW-0300，來(lái)自南京天詩(shī)實(shí)驗(yàn)微粉有限公司；增容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，來(lái)自揚(yáng)子巴斯夫V4110J，VA含量為14% ；接枝劑為馬來(lái)酸酐，來(lái)自江陰順飛精細(xì)化工有限公司，細(xì)度為40目；紫外光屏蔽劑為炭黑，來(lái)自安陽(yáng)市同盛碳黑有限公司黑有限公司，目數(shù)為400目；填料為蒙脫土，來(lái)自浙江豐虹新材料股份有限公司，目數(shù)為300目。上述的具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑的制備方法如下第一步將50%的聚合物樹(shù)脂與接枝劑、紫外光屏蔽劑、填料進(jìn)行高速混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出、熱風(fēng)干燥、切粒制備出母料，擠出機(jī)料筒溫度控制為120°C，機(jī)頭溫度控制為160°C，擠出速度為20r/min。第二步將第一步制備出的母料與剩余的聚合物樹(shù)月旨、蠟基聚合物、增容劑進(jìn)行高速混合后加入雙螺桿擠出機(jī)中擠出、熱風(fēng)干燥、切粒，擠出機(jī)料筒溫度控制為110°C，機(jī)頭溫度控制為140°C，擠出速度為30r/min，造粒出圓柱體或長(zhǎng)條體，控制顆粒最大徑向尺寸為5. 8mm。制備出的具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑的技術(shù)指標(biāo)如表I所示，其對(duì)浙青的性能作用效果如表2所示，表I具有溫拌功能的高模量的浙青添加劑技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種高模量的浙青改性劑，其特征在于其原料包括聚合物樹(shù)脂100份、蠟基聚合物40 60份、增容劑5 20份、接枝劑2 8份、紫外光屏蔽劑2 6份、填料10 50份，所述聚合物樹(shù)脂為低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯的質(zhì)量比為I : (O. I 15)。
3.如權(quán)利要求I所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述低密度聚乙烯的數(shù)均分子量為5-7萬(wàn)，190°C、2. 16Kg負(fù)荷下，熔融指數(shù)為O. 2-10g/10min ;線性低密度聚乙烯的數(shù)均分子量為6-12萬(wàn)，1900C >2. 16Kg負(fù)荷下，熔融指數(shù)為O. 2_10g/10min。
4.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述的蠟基聚合物為聚乙烯蠟或氧化聚乙烯蠟中一種或兩種以上任意配比的混合物。
5.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述的增容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物。
6.如權(quán)利要求5所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物原料中醋酸乙烯的質(zhì)量含量為14%-26%。
7.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑,其特征在于所述的接枝劑為馬來(lái)酸酐，細(xì)度為40-100目。
8.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑，其特征在于所述的紫外光屏蔽劑為炭黑，細(xì)度為400-1000目。
9.如權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑,其特征在于所述的填料為蒙脫土，細(xì)度為200-800目。
10.權(quán)利要求I至9任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟 A、將接枝劑、紫外光屏蔽劑、填料與50%的聚合物樹(shù)脂120°C_160°C下，混勻、造粒； B、將步驟A所得物料與剩余的聚合物樹(shù)脂、蠟基聚合物、增容劑，110°C_150°C下，混勻、造粒，得高模量的浙青改性劑。
11.權(quán)利要求I至9任意一項(xiàng)所述的高模量的浙青改性劑的應(yīng)用，其特征在于用于高速公路中面層時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 25%-0. 45% ;用于上面層時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 3%-0. 5% ;用于城市公交車專用道、交通路口、爬坡路段時(shí)，其摻量為浙青混合料總質(zhì)量的O. 35%-0. 6%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種高模量的瀝青改性劑、其制備方法及其應(yīng)用。上述高模量的瀝青改性劑，其原料包括聚合物樹(shù)脂100份、蠟基聚合物40～60份、增容劑5～20份、接枝劑2～8份、紫外光屏蔽劑2～6份、填料10～50份，所述聚合物樹(shù)脂為低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份數(shù)為質(zhì)量份數(shù)。本發(fā)明高模量的瀝青改性劑，不僅解決了現(xiàn)有抗車轍劑、高模量的瀝青添加劑存在吃料難、熔融難、塑化差、拌合溫度過(guò)高等問(wèn)題，同時(shí)提高了瀝青軟化點(diǎn)、降低了瀝青的粘度，提高了瀝青路面的抗車轍性能、低溫性能、抗剪切性能、性能穩(wěn)定性，且制備簡(jiǎn)單，成本低廉。
文檔編號(hào)C08L23/30GK102942793SQ20121047600
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者洪錦祥, 黃沖, 劉至飛, 徐靜, 陳香, 鄧成 申請(qǐng)人:江蘇博特新材料有限公司, 江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 江蘇省建筑科學(xué)研究院有限公司, 姜堰市博特新材料有限公司