发明内容
鉴于现有改性沥青综合性能的不足,本发明的目的在于提供一种聚合物改性沥青及其制备方法。本方法将马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)用于改性沥青,马来酸酐基团将会与沥青中的一些官能团发生反应,从而使聚合物与沥青发生一定程度的交联,增加乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与沥青的相容性,提高沥青的高低温性能、抗低温开裂性能和抗老化性能。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案来实现:
一种聚合物改性沥青,其特征在于由以下重量百分比的原料组成:
基质沥青: 85-96%;
马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA): 2-8%;
丁苯橡胶(SBR): 1-5%;
增黏剂: 0.5-2%。
其中马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)的接枝率为1-5℅,丁苯橡胶(SBR)为粉末状。所述的增黏剂为聚氯乙烯树脂(PVCSG-5)、或酚醛树脂(2124)、或新疆产天然沥青
本发明所述的聚合物改性沥青制备方法是:
将基质沥青加热到完全融合,加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA),继续加热,使其温度稳定在150-190℃范围内,在2000-4000转/分钟的转速下,高速剪切30-60分钟,使其高温剪切共混均匀,即得产品。
经检测:改性沥青的软化点为50-80℃,针入度为30-150dmm,延伸度为8-25cm.
本发明制备的改性沥青具有如下优点:
1、由于马来酸酐具有反应活性基团,将其接枝到乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)上,使得EVA也具有反应活性。将其接枝聚合物(M-EVA)用于改性沥青,马来酸酐活性基团将会与沥青中的一些官能团发生反应,从而使聚合物与沥青发生一定程度的交联,增加乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与沥青的相容性。与基质沥青相比,改性后的沥青软化点明显提高,针入度降低,延伸度也得到了不同程度的改善。本发明所得到的改性沥青各项性能优异,是一种理想的路用材料。
2、基质沥青软化点为45℃,针入度为78dmm,延伸度为5cm,而本发明生产的改性沥青的软化点为50-80℃,针入度为30-150dmm,延伸度为8-25cm,与基质沥青相比,改性沥青有很高的软化点,可以使用于高温地区,在高温地区使用不发生软化,软化点越高,所适应的温度越高;至于低温地区,国家标准的低温使用的检测指标(5℃延伸度),延伸度越长,低温性能越好。本发明相对于基质沥青来说,改性沥青低温延伸度均增长,即它的低温性能的到了改善。综上所述。本发明生产的改性沥青,其综合性能,如抗高,低温性能,抗老化性能等都优异于基质沥青。它不但可以应用在高温地区,也可以应用在寒冷地区,解决了现有国内生产的改性沥青的不足。
具体实施方式
本发明所用的聚合物是马来酸酐接枝的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA),或者,丁苯橡胶(SBR)与马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)的混合物,所述的增黏剂为聚氯乙烯树脂(PVCSG-5)、或酚醛树脂(2124)、或新疆产天然沥青,均为市售商品;所用的剪切设备是高速剪切机。
下面,本发明以具体的实施例进一步对技术方案予以说明:
实施例1
马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)改性沥青制备:将96克基质沥青加热到完全熔融,然后,在300转/分钟的转速下,缓慢加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)4克,,而后,继续加热,将温度维持在170℃,在3000转/分钟的转速下,高速剪切40分钟,使其高温剪切共混均匀,即为本发明产品。
经检验,所得的改性沥青的软化点为66℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为55,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为9cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)相比,本发明改性沥青的高温性能得到了明显的提高,低温性能也得到了改善。
实施例2 马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)改性沥青制备:将95克基质沥青加热到完全熔融,然后,在300转/分钟的转速下,缓慢加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)5克,而后,继续加热,将温度维持在170℃,在3000转/分钟的转速下,高速剪切40分钟,使其高温剪切共混均匀,即为本发明产品。
经检验,所得的改性沥青的软化点为69℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为48,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为12cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)相比,其改性沥青的高温性能得到了明显的提高,低温性能也得到了改善。
实施例3 马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)改性沥青制备:将94克基质沥青加热到完全熔融,然后,在300转/分钟的转速下,缓慢加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)6克,而后,继续加热,将温度维持在170℃,在3000转/分钟的转速下,高速剪切40分钟,使其高温剪切共混均匀,即为本发明产品。
经检验,所得的改性沥青的软化点为72℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为42,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为13cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)相比,其改性沥青的高温性能同样得到了明显的提高,低温性能也得到了改善。
实施例4 马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)复配丁苯橡胶(SBR)改性沥青制备:将93克基质沥青加热到完全熔融,然后,在300转/分钟的转速下,缓慢加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)4克,丁苯橡胶(SBR)2克和增塑剂酚醛树脂1克,而后,继续加热,将温度维持在170℃,在3000转/分钟的转速下,高速剪切40分钟,使其高温剪切共混均匀,即为本发明产品。
经检验,所得的改性沥青的软化点为65℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为55,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为10cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)相比,其改性沥青的高温性能同样得到了明显的提高,低温性能也得到了改善。
实施例5 马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)复配丁苯橡胶(SBR)改性沥青制备:将93克基质沥青加热到完全熔融,然后,在300转/分钟的转速下,缓慢加入接枝改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物(M-EVA)2克,丁苯橡胶(SBR)4克和增塑剂酚醛树脂1克,而后,继续加热,将温度维持在170℃,在3000转/分钟的转速下,高速剪切40分钟,使其高温剪切共混均匀,即为本发明产品
经检验,所得的改性沥青的软化点为59℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为57,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为19cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)相比,其改性沥青的高温性能同样得到了明显的提高,低温性能也得到了改善。
表1给出了上述不同的实施方式,改性沥青均能够提高沥青的高低温性能比较表。
表1 改性沥青与基质沥青性能比较表
检测项目 | 软化点(℃) | 针入度(100g,5s,0.1mm) | 延伸度(5℃,cm) |
基质沥青 | 45 | 78 | 5 |
实施例1 | 66 | 55 | 9 |
实施例2 | 69 | 48 | 12 |
实施例3 | 72 | 42 | 13 |
实施例4 | 65 | 55 | 11 |
实施例5 | 59 | 57 | 19 |
从表1例举的具体实施实例可以看出:实施例3的改性沥青相对于其它四种实施方式,其改性沥青的性能更加优异。经检验,实施例3所得的改性沥青的软化点为72℃,针入度(100克,5秒,0.1毫米)为42,低温延伸度(5℃,5cm/min,cm)为13cm。与基质沥青(软化点45,针入度78,延伸度5cm)以及其它四种实施方式相比,其改性沥青的软化点增加最大,针入度降低也较为明显,说明其高温性能得到了更为明显的改善;低温延伸度也得到了提高,说明其低温性能同样得到了改善。主要是增加了M-EVA的含量后(6℅???),有更多接枝到EVA上的马来酸酐活性基团于沥青的一些基团发生了反应,从而使聚合物与沥青发生一定程度的交联,增加乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)与沥青的相容性,提高沥青的高低温性能。
这里需要说明的是,虽然在实施例4和实施例5中添加丁苯橡胶(SBR)和增黏剂酚醛树脂。它们有助于提高沥青的低温延伸度,但是需要大量的丁苯橡胶(SBR),成本高,可对软化点的改善并不明显。这两类改性沥青适合用于寒冷低温地区,在高温地区使用不如实施例3的改性沥青。综合考虑改性沥青的高低温性能,选用实施例3更为优越。