CN101074351A - 热熔沥青胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

热熔沥青胶粘剂及其制备方法 Download PDF

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本发明涉及一种用于路面热熔沥青道钉胶粘剂及其制备方法，它由基质沥青100份、高分子聚合物2－10份、增粘树脂0－10份、无机增粘剂20－50份、交联剂0.1－0.5份等混熔制成。对混凝土及沥青路面具有良好的粘接性。使用寿命长，加工工艺过程简单，成本低廉，易于施工，可反复使用。

Description

热熔沥青胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种热熔沥青胶粘剂及其制备方法，适用于交通路面道钉以及其它标示材料等的热粘接。
背景技术
道钉作为道路辅助标线设施，在各种道路上有着较为广泛的应用。由于其成本低且在特殊路段使用效果比较好，故在一些路段集中大量采用。热熔沥青道钉胶粘剂主要用于该类道钉的粘接，也可用于减速垄等的粘接。传统的路面沥青道钉胶粘剂多采用建筑沥青、水泥砂浆及树脂等。而在使用过程中，建筑沥青高温易软化，低温易脆裂，粘接效果不佳；水泥砂浆固化后，易受震动而开裂，失去粘接能力；树脂性脆，低温粘接性不好。
CN1249324A公开了一种胶粘剂及其用途，采用乳化沥青和含有硬脂酸盐的增稠组分，调和成常温下使用的胶粘剂。但其主要用于建筑装饰中对木地板等的铺设施工，固接后能把装饰地板粘附于建筑物基面上。而且，乳化沥青的固接速度比较慢，粘度低，仅适用于对木地板、纤维地板及复合地板的常温铺设施工。
CN85101999A公开了一种热熔标示材料，采用一种或一种以上的合成树脂，配以磷酸盐类与金属氧化物组成的无机增粘剂，辅以其它助剂混熔制成路面标示粘接剂，该粘接剂对混凝土及沥青路面具有良好的粘接作用。但其主要采用成膜作为道路标示，其中的合成树脂主要用来成膜，对路面的粘接性主要是借助于渗混在树脂中的无机增粘剂组分来实现的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种道钉等粘接用的热熔沥青胶粘剂及其制备方法。该热熔沥青胶粘剂的胶粘接速度快，结合力、耐冲撞力好，无损耗，可重复使用，成本低廉，加工工艺过程简单。
本发明中所述的份数均为重量份数。
本发明的热熔沥青胶粘剂，包括以下组分及含量：
基质沥青          100份
高分子聚合物      2-10份
增粘树脂          0-10份
无机增粘剂        20-50份
交联剂            0.1-0.5份
所述基质沥青的针入度(25℃)为15～60 1/10mm，软化点为50～90℃。所述的基质沥青使用道路沥青、建筑沥青中的一种或几种，可采用常规的氧化及调合方法制成，例如可以由道路沥青与建筑沥青的调合而成，道路沥青重量含量为60％-90％、建筑沥青重量含量为10％-40％。优选道路石油沥青与空气直接氧化，如采用针入度(25℃)70～140 1/10mm、软化点不大于50℃的道路石油沥青，在100～260℃条件下，通入空气制成基质沥青。所述的道路沥青为直馏石油沥青、氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青中的一种或几种，所述建筑沥青是氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青、改性石油沥青中一种或几种。
所述的高分子聚合物为热塑性弹性体(如SBS)和热塑性树脂(如PE)及其他适合沥青改性的高分子材料中的一种或几种，优选苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)，分子量为10～30万。
所述的增粘树脂是C5-C9石油树脂和环氧树脂、萜烯树脂、松香变性增粘树脂、古马隆树脂等中的一种或几种，优选C5-C9石油树脂，为低分子量热塑性聚合物，分子量为500～2000，软化点为90～130℃。
所述的无机增粘剂是硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝、氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧化钙中的一种或几种，优选氧化铝、氧化硅、氧化镁、硬脂酸铝、硬脂酸镁中的一种或几种。
所述的交联剂为硫磺、硫化物及硫磺给予体中的一种或一种以上的混合物，所述硫磺给予体为多聚硫化物及秋兰姆类化合物中的一种或一种以上的混合物。
本发明的热熔沥青道钉胶粘剂制备过程为：
1、按配比量称取反应原料，将基质沥青、高分子聚合物、增粘树脂分别加入反应釜中，加热，在至少100℃条件下，一般为100～220℃，优选为120～180℃，将上述几种物质在4000转/分～8000转/分的具有高速搅拌速度的混合设备中进行混合0.5～24小时，使热塑性弹性体能均匀地分散到其它几种物质中。
2、然后在反应器温度100～220℃，优选为120-200℃条件下，按配比量加入无机增粘剂及交联剂，继续搅拌0.5-10小时，搅拌速度200-2000转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却即制得该热熔沥青道钉胶粘剂成品。
所述的基质沥青可以选择性质符合要求的道路沥青或建筑沥青，也可以采用下述方法制备：将道路石油沥青原料装入反应釜中，加热，一般为100～260℃条件下，通入氧气，反应0.5～24小时，制成氧化沥青；一般情况下，所通入的氧气量至少为0.1m3/t·h。所采用的道路石油沥青为针入度(25℃)70～140 1/10mm、软化点不大于50℃的道路石油沥青。
本发明的热熔沥青道钉胶粘剂的优点为：
采用传统的乳化分散设备即可生产，不需特殊生产设备、生产工艺简单，成本低廉。采用有机聚合物粘接与无机增粘剂粘接相结合，粘接速度快，结合力、耐冲撞力好。无损耗，冷却后可重复使用，适用范围广。基质沥青采用道路沥青或建筑沥青为原料制备，原料来源范围广泛，成本低廉。
具体实施方式
本发明所采用的测试方法，针入度是根据ASTM D5方法进行测定，软化点是根据ASTM D36方法进行测定，闪点是根据ASTM D92方法进行测定，粘度是根据ASTM D5方法进行测定。
下面通过具体实施例进一步说明本发明的方案和效果。
本发明实施例中所用的原料如下：
基质沥青为氧化处理的道路沥青，针入度(25℃)为24 1/10mm，软化点为68℃；
高分子聚合物SBS，分子量约20万。
石油树脂，市售，软化点100℃；萜烯树脂，市售，软化点110℃。
无机增粘剂：氧化铝，市售；二氧化硅(QS-L200)，市售；硬脂酸镁，市售。
硫化剂为市售升华硫。
实施例1
基质沥青的制备方法：将道路石油沥青原料(针入度＝70 1/10mm)装入反应釜中，加热，在245℃条件下，通入氧气，反应12小时，制成氧化沥青，既为基质沥青。所得基质沥青的性质如下：针入度为24 1/10mm，软化点为68℃。
实施例2
热熔沥青胶粘剂组成：
基质沥青      100份
SBS           4份
石油树脂      6份
氧化铝        15份
氧化硅        30份
升华硫        0.12份
其制备工艺过程如下：
于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、SBS、石油树脂，加热至175℃，搅拌器转速为4000转/分钟，搅拌2小时，然后在同样温度条件下，按配比量加入氧化铝、氧化硅及交联剂，继续搅拌2小时，搅拌速度2000转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表1。
               表1热熔沥青胶粘剂
  项目   指标要求
  最低   最高
  软化点，℃   98.2   93   110
  针入度(25℃)   14   10   20
  闪点，℃   318   304
  粘度(204℃)，cp   4300   2000   6000
实施例3
热熔沥青胶粘剂组成：
基质沥青      100份
SBS           5份
石油树脂      2份
氧化铝        30份
氧化硅        2份
升华硫        0.14份
其制备工艺过程如下：
于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、SBS、石油树脂，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入氧化铝、氧化硅及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表2。
             表2热熔沥青胶粘剂
 项目   指标要求
  最低   最高
 软化点，℃   108   93   110
 针入度(25℃)   12   10   20
 闪点，℃   314   304
 粘度(204℃)，cp   2800   2000   6000
实施例4
热熔沥青胶粘剂组成：
基质沥青        100份
SBS             2份
萜烯树脂        10份
氧化铝          25份
硬脂酸镁        20份
升华硫          0.12份
其制备工艺过程如下：
于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、SBS、萜烯树脂，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入氧化铝、硬脂酸镁及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表3。
             表3热熔沥青胶粘剂
  项目   指标要求
  最低   最高
  软化点，℃   98   93   110
  针入度(25℃)   18   10   20
  闪点，℃   309   304
  粘度(204℃)，cp   5800   2000   6000
实施例5
本发明实施例中所用的原料：
道路石油沥青，针入度(25℃)为70 1/10mm，产地，中石化茂名石化分公司。
丁烷脱油沥青，针入度(25℃)为3 1/10mm，产地，中石化洛阳石化分公司。
高分子聚合物SBS，分子量约20万。
无机增粘剂：氧化铝，市售；二氧化硅(QS-L200)，市售。
硫化剂为市售升华硫。
热熔沥青胶粘剂组成：
道路石油沥青        75份
丁烷脱油沥青        25份
SBS                 10份
氧化铝              5份
氧化硅              20份
升华硫              0.2份
其制备工艺过程如下：
于反应釜中加入上述称量好的道路石油沥青、丁烷脱油沥青及SBS，加热至160℃，搅拌器转速为6000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入氧化铝、氧化硅及交联剂，继续搅拌4小时，搅拌速度800转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、稳定，其性能见表4。
            表4热熔沥青胶粘剂
 项目   指标要求
  最低   最高
 软化点，℃   103   93   110
 针入度(25℃)   14   10   20
 闪点，℃   309   304
 粘度(204℃)，cp   5400   2000   6000

Claims (10)

1、一种热熔沥青道钉胶粘剂，以重量计包括以下组分：
基质沥青          100份
高分子聚合物      2-10份
增粘树脂          0-10份
无机增粘剂        20-50份
交联剂            0.1-0.5份。
2、按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于基质沥青使用道路沥青、建筑沥青中的一种或几种。
3、按照权利要求2所述的胶粘剂，其特征在于所述的道路沥青重量含量为60％-90％、建筑沥青重量含量为10％-40％。
4、按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述基质沥青的针入度(25℃)为15～60 1/10mm，软化点为50～90℃。
5、按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述的高分子聚合物是热塑性弹性体和热塑性树脂及其他适合沥青改性的高分子材料中一种或几种。
6、按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述的所述的增粘树脂是C5-C9石油树脂和环氧树脂、萜烯树脂、松香变性增粘树脂、古马隆树脂中的一种或几种。
7、按照权利要求1所述的胶粘剂，特征在于所述的无机增塑剂是硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸铝、氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧化钙中的一种或几种；交联剂为选自硫升华，活性硫及硫磺给予组合物和有机硫化合物中一种。
8、按照权利要求2所述的胶粘剂，其特征在于所述的道路沥青是直馏石油沥青、氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青中的一种或几种，所述建筑沥青是氧化石油沥青、溶剂脱油石油沥青、改性石油沥青中一种或几种。
9、一种权利要求1所述胶粘剂的制备方法，包括以下过程：
(1)将一部分基质沥青、高分子聚合物、增粘树脂，在120-180℃的搅拌反应器中搅拌，反应0.5-24.0小时；
(2)在反应器温度120-200℃条件下，加入无机增粘剂及交联剂，继续搅拌0.5-10.0小时，制得均匀稳定的热熔沥青道钉胶粘剂。
10、按照权利要求9所述的方法，其特征在于在第(1)步中搅拌速度4000-8000转/分钟，第(2)步中搅拌速度200-2000转/分钟。
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