專利名稱：一種用于排水性瀝青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于道路復(fù)合材料及環(huán)境保護(hù)交叉領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑及其制備方法，尤其適用于小規(guī)?；蚍秶潘哉闱嗦访嫘扪a(bǔ)工程。
背景技術(shù)：
排水性浙青路面是 一種多種功能性的浙青混合料路面，因其具有抑制濺水起霧、降低噪音、減輕眩光、防止水漂以及增加路面與輪胎間的附著力等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被諸多國(guó)家使用。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化速度的加快，排水性浙青路面的相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展和成熟，鋪筑數(shù)量和質(zhì)量不斷增長(zhǎng)。隨著時(shí)間推移，排水性浙青路面會(huì)逐步出現(xiàn)不同程度的病害，需要采用相關(guān)的修補(bǔ)技術(shù)和材料來(lái)維護(hù)和延長(zhǎng)路面的壽命。然而，目前對(duì)排水性浙青路面的修補(bǔ)措施主要采用常規(guī)的道路修補(bǔ)技術(shù)和材料。由于排水性浙青路面結(jié)構(gòu)和功能的特殊性，常規(guī)的道路修補(bǔ)技術(shù)和材料無(wú)法滿足其要求。采用常規(guī)的熱拌密級(jí)配浙青混合料和浙青瑪蹄脂混合料修補(bǔ)排水性浙青路面，既影響美觀、平整度和修補(bǔ)區(qū)域與整體的銜接性，還易導(dǎo)致路面整體強(qiáng)度下降，結(jié)構(gòu)性破壞加劇。為提高浙青路面的抗水損害能力，通常會(huì)向浙青中加入抗剝落劑等外摻劑。浙青抗剝落劑是一類浙青改性添加劑的總稱，是向浙青或浙青混合料中加人的表面活性劑或石灰、水泥等填料，以提高集料與浙青的粘附性、增強(qiáng)浙青混合料抗水損害能力。浙青抗剝落劑從化學(xué)性能分有胺類和非胺類兩種，從其粘附機(jī)理來(lái)看，胺類屬于物理吸附，非胺類屬于化學(xué)吸附。對(duì)于胺類抗剝落劑，由于胺類性質(zhì)受熱易分解，穩(wěn)定性相對(duì)差，胺類的浙青抗剝落劑長(zhǎng)期耐老化性能不好，根據(jù)規(guī)范試驗(yàn)，將胺類浙青抗剝落劑進(jìn)行163°C，5小時(shí)的老化后，粘附性可以達(dá)到5級(jí)為合格，在163°C老化10小時(shí)后，粘附性達(dá)不到5級(jí)，其中部分為4級(jí)(不合格)，繼續(xù)163°C老化20小時(shí)，直至48小時(shí)后，浙青抗剝落劑全部失效，浙青與石料的粘附性與沒(méi)有添加浙青抗剝劑時(shí)一樣。對(duì)于非胺類抗剝落劑，并非所有的非胺類的抗剝落劑效果都非常好，同時(shí)抗剝落劑在某種程度上還與巖石的種類有一定的配伍性，所以選擇抗剝落劑也要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，導(dǎo)致成本較高。因此，排水性浙青路面需要針對(duì)性的修補(bǔ)材料。目前國(guó)內(nèi)外已有極少量針對(duì)排水性浙青路面的修補(bǔ)材料或技術(shù)，在大規(guī)模排水浙青路面修復(fù)工程中具有一定的使用效益，但生產(chǎn)與應(yīng)用成本較高。如申請(qǐng)?zhí)?200610083568.X，專利名稱:提高粘度的排水路面浙青改性劑及其制備方法，該發(fā)明專利公開(kāi)的浙青改性劑含1)100份重量的星形苯乙烯-丁二烯-苯乙烯混合嵌段共聚物基料；2)10 60重量份的增粘樹(shù)脂；3)5 50重量份的至少一種樹(shù)脂；4)5 70份重量的至少一種工藝油。然而，該專利中提供的改性劑占浙青混合料的8%，用量過(guò)大，即其主要適用于大規(guī)模的路面鋪設(shè)工程，需要的原料用量相應(yīng)增大，導(dǎo)致成本過(guò)高，如果用于小規(guī)?；蛐》秶潘哉闱嗦访娴男扪a(bǔ)，則會(huì)使資源浪費(fèi)，不經(jīng)濟(jì)，性價(jià)比低。此外，對(duì)于小規(guī)?；蚍秶膮^(qū)域修補(bǔ)，因其需求材料的量不大，應(yīng)用現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)或材料不經(jīng)濟(jì)不便利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，所述改性劑制備成本低，實(shí)施與操作簡(jiǎn)單方便、專一性強(qiáng)(針對(duì)小規(guī)?；蚍秶闱嗦访娴男扪a(bǔ)工程)、經(jīng)濟(jì)且實(shí)施簡(jiǎn)單方便的排水性浙青路面的修補(bǔ)材料和技術(shù)。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性齊U，所述改性劑由如下組分及其重量份組成:橡膠粉10 20份，聚酯物30 500份，增粘劑0.1 I份,巖浙青50 80份。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述橡膠粉由廢舊橡膠加工而成，所述橡膠粉粒徑為60 100目。所述橡膠粉，是一種粘塑性材料，能夠有效提高排水浙青混合料的模量，使浙青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度提高1000次/0.1mm左右；并能一定程度改善排水浙青混合料的低溫性能,將低溫抗裂強(qiáng)度和最大破壞應(yīng)變分別提高2Mpa和500 μ ε左右，且由廢舊橡膠加工而成，經(jīng)濟(jì)環(huán)保、節(jié)省資源，實(shí)現(xiàn)廢舊資源的回收利用。 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述聚酯物為聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯中的一種或多種。所述聚酯物，是一種多結(jié)構(gòu)單元的聚合物，不僅具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，并且能夠促進(jìn)橡膠粉與巖浙青均勻分散。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述增粘劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中的一種或多種。所述增粘劑，是一種有機(jī)大分子材料，不僅能夠有效提高浙青與集料粘附性的，還能夠改善排水浙青路面的低溫柔韌性。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述巖浙青中的浙青含量為25 50%。通過(guò)使用巖浙青，可使得改性后的浙青具有如下優(yōu)點(diǎn):1)、提高抗車轍能力和抗剪切變形能力；2)、經(jīng)巖浙青改性后的浙青粘度增大，抗氧化性增強(qiáng)，粘附性及抗剝離性得到明顯提高，可顯著提高浙青路面的抗水損壞能力；3)、無(wú)需加熱運(yùn)輸,改性工藝簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法，所述方法包括如下步驟:Α、將10 20重量份的巖浙青加入至反應(yīng)爸,預(yù)熱反應(yīng)爸至130 160°C,攪拌30 50min ；B、反應(yīng)釜升溫至170 190°C，加入10 20重量份的橡膠粉，攪拌60 120min ；C、逐步降溫至140 160°C，依次加入30 500重量份的聚酯物和0.1 I重量份的增粘劑，攪拌20 40min，得到包含有橡膠粉、聚酯物、增粘劑和巖浙青的混合物；D、攪拌完成后，將混合物注入擠出機(jī)，剪切水冷造粒，最終得到的粒子即是所述用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)。本發(fā)明的有益效果在于:在現(xiàn)有技術(shù)中，由于排水性浙青路面的特殊性，傳統(tǒng)的道路修補(bǔ)技術(shù)和材料無(wú)法用于排水性浙青路面的修補(bǔ)，而針對(duì)排水性浙青路面的改性，則主要適用于大規(guī)?；虼蠓秶穆访嫘迯?fù)，即改性劑在浙青混料中所占比例較高，導(dǎo)致材料需求多，生產(chǎn)及應(yīng)用成本較聞。本專利中，發(fā)明人創(chuàng)造性的提出一種專一性強(qiáng)，針對(duì)小規(guī)模、小范圍浙青路面修補(bǔ)工程的用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑及其制備方法，所提供的熱補(bǔ)料(即修補(bǔ)材料)改性劑，對(duì)浙青混料性能改善顯著，在浙青混料中所占比例小(僅占浙青混料總量的0.2%)，用量少，經(jīng)濟(jì)，制備與使用簡(jiǎn)單方便且環(huán)保低碳，構(gòu)思巧妙具備突出的創(chuàng)造性。具體而言，改性劑所使用的橡膠粉，是一種粘塑性材料，能夠有效提高排水浙青混合料的模量，并能一定程度改善排水浙青混合料的低溫性能；所使用的聚酯物，是一種多結(jié)構(gòu)單元的聚合物，不僅具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，并且能夠促進(jìn)橡膠粉與巖浙青均勻分散；所使用的增粘齊U，是一種有機(jī)大分子材料，不僅能夠有效提高浙青與集料粘附性的，還能夠改善排水浙青路面的低溫柔韌性；所用的原材料經(jīng)濟(jì)環(huán)保，橡膠粉、巖浙青均屬于低成本原料，容易獲取。此外，橡膠粉是以廢棄輪胎為代表的固體廢棄物的再生材料，因此，低碳環(huán)保；制備改性劑的方法、工藝及設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于任何具有一定生產(chǎn)與施工能力的企業(yè)與單位生產(chǎn)與應(yīng)用；制備改性劑的應(yīng)用簡(jiǎn)單，既可與浙青預(yù)拌和，也可以直接投放入熱集料中使用。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，由如下組分及其重量份組成:橡膠粉10 20份，聚酯物30 500份，增粘劑0.1 I份，巖浙青50 80份。所述橡膠粉由廢舊橡膠加工而成，所述橡膠粉粒徑為60 100目。所述聚酯物為聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯中的一種或多種。分子量的分布為5000 200000。所述增粘劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(即SBS，以下均用SBS代替)、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(即SEBS，以下均用SEBS代替)中的一種或多種。所述巖浙青中的浙青含量為25 50%。同時(shí)，本發(fā)明還提供一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法，所述方法包括如下步驟:Ajf 10 20重量份的巖浙青加入至反應(yīng)釜，預(yù)熱反應(yīng)釜至130 160°C，攪拌5 IOmin ；

B、反應(yīng)釜升溫至170 190°C，加入10 20重量份的橡膠粉，攪拌60 120min ；C、逐步降溫至140 160°C，依次加入30 500重量份的聚酯物和0.1 I重量份的增粘劑，攪拌20 40min，得到包含有橡膠粉、聚酯物、增粘劑和巖浙青的混合物；D、攪拌完成后，將混合物注入擠出機(jī)，剪切水冷造粒，最終得到的粒子即是所述用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。所述擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)。下面將結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一步說(shuō)明。實(shí)施例1
將浙青含量為30%的巖浙青50重量份加入至反應(yīng)釜，預(yù)熱至150°C，快速攪拌40min ;然后將反應(yīng)釜升溫至180°C，裝入粒徑尺寸為60目的橡膠粉20重量份，快速攪拌SOmin ;之后待反應(yīng)釜自然降溫至140°C，然后依次加入增粘劑SBS0.1重量份與聚酯物聚甲基丙烯酸甲酯30重量份，并快速攪拌30min ;最后攪拌完成后，將混合物注入雙螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例2將浙青含量為40%的巖浙青75重量份加入至反應(yīng)爸，預(yù)熱至160°C,快速攪拌50min ;然后將反應(yīng)釜升溫至180°C，裝入粒徑尺寸為80目的橡膠粉10重量份，快速攪拌70min ;之后待反應(yīng)釜自然降溫至150°C，然后依次加入增粘劑SBSl重量份與聚酯物聚甲基丙烯酸乙酯100重量份，并快速攪拌40min ;最后攪拌完成后，將混合物注入單螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例3將浙青含量為40%的巖浙青80重量份加入至反應(yīng)爸，預(yù)熱至160°C,快速攪拌50min ;然后將反應(yīng)釜升溫至175°C，裝尺寸為100目的橡膠粉13重量份，快速攪拌60min ；之后待反應(yīng)釜自然降溫至140°C，然后依次加入增粘劑SEBS0.4重量份與聚酯物聚氨酯400重量份，并快速攪拌20min ;最后攪拌完成后，將混合物注入雙螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例4將浙青含量為25%的巖浙青70重量份加入至反應(yīng)爸，預(yù)熱至140°C,快速攪拌30min ;然后將反應(yīng)釜升溫至190°C，裝尺寸為60目的橡膠粉13重量份，快速攪拌IlOmin ；之后待反應(yīng)釜自然降溫至140°C，然后依次`加入增粘劑SEBS0.2重量份與聚酯物聚乙烯_醋酸乙烯酯30重量份，并快速攪拌40min ;最后攪拌完成后，將混合物注入單螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例5將浙青含量為47.6%的巖浙青65重量份加入至反應(yīng)爸,預(yù)熱至150°C,快速攪拌50min ;然后將反應(yīng)釜升溫至180°C，裝尺寸為60目的橡膠粉15重量份，快速攪拌IOOmin ；之后待反應(yīng)釜自然降溫至160°C，然后依次加入增粘劑SBS0.5重量份與聚酯物聚乙烯-醋酸乙烯酯280重量份，并快速攪拌30min ;最后攪拌完成后，將混合物注入單螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例6將浙青含量為50%的巖浙青80重量份加入至反應(yīng)爸，預(yù)熱至130°C,快速攪拌50min ;然后將反應(yīng)釜升溫至170°C，裝尺寸為90目的橡膠粉15重量份，快速攪拌IOOmin ；之后待反應(yīng)釜自然降溫至160°C，然后依次加入增粘劑SBSl重量份與聚酯物聚乙烯-醋酸乙烯酯和聚氨酯共500重量份，并快速攪拌30min ;最后攪拌完成后，將混合物注入單螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例7將浙青含量為30%的巖浙青60重量份加入至反應(yīng)釜，預(yù)熱至130°C，快速攪拌50min ;然后將反應(yīng)釜升溫至170°C，裝尺寸為60目的橡膠粉10重量份，快速攪拌IOOmin ；之后待反應(yīng)釜自然降溫至160°C，然后依次加入增粘劑環(huán)氧浙青母粒和SEBS共0.8重量份與聚酯物聚乙烯-醋酸乙烯酯和聚甲基丙烯酸甲酯共200重量份，并快速攪拌30min ;最后攪拌完成后，將混合物注入單螺桿擠出機(jī)，剪切水冷造粒。制備得到的粒子既是一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。實(shí)施例8本實(shí)施例將對(duì)比使用及未使用本發(fā)明改性劑重交通改性浙青對(duì)排水路面混合料性能的作用效果。1、一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備分別選用實(shí)施例1 7所制備的改性劑，2、浙青混合料的制備
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按照規(guī)范JTGF40-2004熱拌浙青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。在180°C拌合，于150°C輪碾成型，進(jìn)行排水浙青混合料馬歇爾最佳油石比設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，確定最佳用油量為4.8%。使用的浙青為重載交通改性浙青，一組浙青混合料使用本發(fā)明的改性劑，改性劑占混合料總量的0.2%，而另一組浙青混合料未使用本發(fā)明的改性劑。3、性能測(cè)試(I)馬歇爾動(dòng)穩(wěn)定度馬歇爾動(dòng)穩(wěn)定度是表征浙青混合料抵抗車轍的性能指標(biāo)，使用與未使用本發(fā)明改性劑的排水浙青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度見(jiàn)表I。表I使用本發(fā)明所提供的改性劑后排水浙青路面動(dòng)穩(wěn)定度
權(quán)利要求
1.一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，其特征在于，所述改性劑由如下組分及其重量份組成:橡膠粉10 20份，聚酯物30 500份，增粘劑0.1 I份，巖浙青50 80份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，其特征在于， 所述橡膠粉由廢舊橡膠加工而成，所述橡膠粉粒徑為60 100目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，其特征在于， 所述聚酯物為聚乙烯-醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，其特征在于， 所述增粘劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，其特征在于， 所述巖浙青中的浙青含量為25 50%。
6.一種如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: A、將10 20重量份的巖浙青加入至反應(yīng)釜，預(yù)熱反應(yīng)釜至130 160°C，攪拌30 50min ； B、反應(yīng)釜升溫至170 190°C，加入10 20重量份的橡膠粉，攪拌60 120min； C、逐步降溫至140 160°C，依次加入30 500重量份的聚酯物和0.1 I重量份的增粘劑，攪拌20 40min，得到包含有橡膠粉、聚酯物、增粘劑和巖浙青的混合物； D、攪拌完成后，將混合物注入擠出機(jī)，剪切水冷造粒，最終得到的粒子即是所述用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于排水性浙青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法，其特征在于， 所述擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)或單螺桿擠出機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于排水性瀝青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑，所述改性劑由如下組分及其重量份組成橡膠粉10～20份，聚酯物30～500份，增粘劑0.1～1份，巖瀝青50～80份。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于排水性瀝青路面的環(huán)保型熱補(bǔ)料改性劑的制備方法，本發(fā)明所提供的改性劑制備成本低，實(shí)施與操作簡(jiǎn)單方便、專一性強(qiáng)(針對(duì)小規(guī)模或范圍瀝青路面的修補(bǔ)工程)、經(jīng)濟(jì)且實(shí)施簡(jiǎn)單方便的排水性瀝青路面的修補(bǔ)材料和技術(shù)。
文檔編號(hào)C08L31/04GK103073898SQ201210576729
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者李軍代, 劉鋼, 閆國(guó)杰, 鄧國(guó)民, 李交, 馬利志, 夏慶宇, 徐韻淳, 袁月, 王騰飛, 黃興源 申請(qǐng)人:上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司, 上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司, 上海惠浦工程檢測(cè)有限公司