CN102225854B

CN102225854B - 一种沥青混合料改性剂及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN102225854B
Application number: CN 201110111219
Authority: CN
Inventors: 张少高; 林秀军; 黄燕生
Original assignee: Shenzhen City Kezhongda Traffic Building Material Co Ltd
Current assignee: Shenzhen City Kezhongda Traffic Building Material Co Ltd
Priority date: 2011-05-03
Filing date: 2011-05-03
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2031-05-03
Also published as: CN102225854A

Abstract

本发明公开了一种沥青混合料改性剂及其制备方法和应用，所述的沥青混合料改性剂，包括组分和含量（重量百分数）：聚乙烯和聚丙烯材料中的一种或二种混和物50%~70%；粘合树脂15%~35%；沥青材料3%~10%；耐热抗水材料1%~10%；所述各组分之和为100%。本发明所述的沥青混合料改性剂，通过对沥青混合料改性剂的研究，研究出一种可以大幅提高沥青耐热抗水性能的改性材料。由于中空微球具有吸热和阻止其他材料内部传热，所以具有耐热性能；同时在受热情况下，此球形结构的无机中空微球会出现膨胀，起到阻水效果。

Description

一种沥青混合料改性剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及交通路面加铺材料技术领域，尤其是涉及一种可以改进高温多雨极端环境专用沥青性能的沥青混合料改性剂及其制备方法和应用。

背景技术

沥青混合料由矿物混合料和沥青胶组成的混合体系，经人工合理选择级配组成的矿料与适量沥青结合料，经拌合组成的优质路面加铺材料。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式（公称最大粒径大于31.5mm）、粗粒式（公称最大粒径等于或大于26.5mm）、中粒式（公称最大粒径16mm或19mm）、细粒式（公称最大粒径9.5mm或13.2mm）、砂粒式（公称最大粒径小于9.5mm）沥青混合料。按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

在我国一些高温多雨等极端环境较多的地区，沥青混凝土路面的高温车辙，水损害等破坏情况较严重，桥面铺设多出现高温推移，车辙，脱层等病害。根本解决公路路面破坏，提高路用性能及耐久性的根本途径之一是改善和提高路面材料的性能。尽管国内外已经提出对路面沥青材料进行改性，以提高路面耐温和抗水的性能的研究，但仍没发现通过添加改性剂大幅提高沥青耐热抗水性能的材料。

发明内容

本发明的目的在于，通过对沥青混合料改性剂的研究，研究出一种可以大幅提高沥青耐热抗水性能的改性材料，解决现有技术存在的缺陷。

为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种沥青混合料改性剂，包括组分和含量（重量百分数）：

聚乙烯和聚丙烯材料中的一种或二种混和物 50%~70%

粘合树脂 15%~35%

沥青材料 3%~10%

耐热抗水材料 1%~10%；

所述各组分之和为100%。

优选的是：所述的粘合树脂为为石油树脂；即一种由石油裂解所副产的 C5 、C9 馏份，经前处理、聚合、蒸馏等工艺生产的一种热塑性树脂，为分子量介于 300-3000 的低聚物。

更优的是：沥青材料为天然沥青，煤焦沥青，石油沥青中的一种或几种。

更优的是：所述的耐热抗水材料为无机中空微球或者有机双层热塑性结构微球。

更优的是：所述的无机中空微球为玻璃中空微球，或氧化铝中空微球，或氧化镁中空微球，或氧化锆中空微球，或二氧化硅中空微球，或陶瓷料中空微球，或硼酸盐中空微球；本发明优选玻璃中空微球。

所述的有机双层热塑性结构微球为丙烯腈共聚物壳体和置于所述壳体内碳氢化合物气囊形成的微球结构。

有机双层热塑性结构微球为内含气囊结构和外层共聚物壳体组成的双层结构，所述共聚物为偏二氯乙烯和丙烯腈或这两种中的一种聚合物，气囊结构为异丁烷或者异戊烷。所述双层热塑性结构已发泡膨胀的直径典型值为10-200μm；对于未发泡膨胀的微球，在膨胀之前的直径典型值为20-60μm。

本发明还提供了一种沥青混合料改性剂的制备方法，包括步骤：

A）按各组分比例计量各组分原料，在可加热容器中充分混合各组分使其均匀；

B）将混合均匀后的物料投入双螺杆挤出机，加热至150-170度，使其形成熔融混合物后挤出；

C）在水冷过程中保持130-150度的环境中切粒，制得成品。

本发明所述的沥青混合料改性剂各组分中，其中粘合树脂和热塑性丁苯橡胶可由市面购得，沥青材料为天然沥青，煤焦沥青，石油沥青中的一种或几种，耐热抗水材料为无机中空微球或者双层热塑性结构微球（丙烯腈共聚物壳体和碳氢化合物气囊），此类材料具有较小密度，较大表面积，且低成本等优点。由于中空微球具有吸热和阻止其他材料内部传热，所以具有耐热性能；同时在受热情况下，此球形结构的无机中空微球会出现膨胀，起到阻水效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

将67%的聚乙烯加入5%的天然沥青，在高速混和器中混和均匀，再加入20%的石油树脂和7%的玻璃中空微球，继续混和均匀；将混合均匀后的物料投入双螺杆挤出机，加热至150-170度，使其形成熔融混合物后挤出；在水冷过程中保持130-150度的环境中切粒，制得成品。

实施例2

将37%的聚乙烯和36%的聚丙烯加入9%的石油沥青，在高速混和器中混和均匀，再加入15%的石油树脂和3%的有机抗水材料，继续混和均匀；将混合均匀后的物料投入双螺杆挤出机，加热至150-170度，使其形成熔融混合物后挤出；在水冷过程中保持130-150度的环境中切粒，制得成品。所述有机抗水材料为有机双层热塑性结构微球；为内含气囊结构和外层共聚物壳体组成的双层结构，所述共聚物为偏二氯乙烯和丙烯腈或这两种中的一种聚合物，气囊结构为异丁烷或者异戊烷。所述双层热塑性结构已发泡膨胀的直径典型值为10-200μm；对于未发泡膨胀的微球，在膨胀之前的直径典型值为20-60μm。

实施例3

将59%的聚丙烯加入5%的石油沥青，在高速混和器中混和均匀，再加入24%的石油树脂和12%的玻璃中空微球，继续混和均匀；将混合均匀后的物料投入双螺杆挤出机，加热至150-170度，使其形成熔融混合物后挤出；在水冷过程中保持130-150度的环境中切粒，制得成品。

实施例4

产品实际运用：将按照实施例2制备的耐热抗水添加剂按0.2%-1%的比例加入沥青混合料中，混合料混合后进行摊铺，摊铺后可以紧跟摊铺机碾压，确保在不低于165℃情况下完成初压，不低于140℃条件下。完成复压，在不低于110℃条件先完成终压。

试验例1

对加入和未加入耐热抗水添加剂的沥青改性剂的沥青通过冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验分析对比，发现加入耐热抗水添加剂的沥青改性剂的沥青在冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验中，效果均得到了大幅提升。

试验方法：将沥青混合集料烘干，保证烘干温度达到185℃以上稳定半小时以上；烘好的混合料一起倒入拌和锅中，保证拌和锅的温度不低于185℃，然后把此沥青混合料添加剂按0.2％－0.4％的比例加入到混合料中；搅拌后进行以下试验。

产品检测结果如下：

冻融劈裂试验结果

浸水马歇尔试验结果

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于发明型的保护范围。

Claims

1.一种沥青混合料改性剂，包括组分和含量（重量百分数）：

聚乙烯和聚丙烯材料中的一种或二种混和物 50%～70%

粘合树脂 15%～35%

沥青材料 3%～10%

耐热抗水材料 1%～10%；

所述各组分之和为100%；

所述的粘合树脂为石油树脂；

所述的耐热抗水材料为无机中空微球，或者有机双层热塑性结构微球，该有机双层热塑性结构微球为丙烯腈共聚物壳体和置于所述壳体内碳氢化合物气囊形成的微球结构。

2.如权利要求1所述的沥青混合料改性剂，其特征是：所述的石油树脂为石油裂解所副产的C5、C9馏份，其分子量介于300-3000的低聚热塑性树脂。

3.如权利要求1所述的沥青混合料改性剂，其特征是：所述的沥青材料为天然沥青，煤焦沥青，石油沥青中的一种或几种。

4.如权利要求3所述的沥青混合料改性剂，其特征是：所述的无机中空微球为玻璃中空微球，或氧化铝中空微球，或氧化镁中空微球，或氧化锆中空微球，或二氧化硅中空微球，或陶瓷料中空微球，或硼酸盐中空微球。

5.权利要求1-4任意一项所述沥青混合料改性剂的制备方法，包括步骤：

C）在水冷过程中保持130-150度的环境中切粒，制得成品。

6.权利要求1-4任意一项所述沥青混合料改性剂在高温多雨极端环境专用沥青中的应用。