CN102863679B - 一种复合型沥青改性高模量剂及其制备和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合型高性能沥青改性高模量剂及其制备和应用方法，其特征在于分开制得主组分A和副组分B，再复合应用于沥青改性中。按各组成分在各自组分中所占的质量比将70％～90％回收PE、0.1％～8％纳米氢氧化镁、0.5％～15％改性剂和0.5％～12％粘合树脂在混料机中搅拌均匀后出料包装，即得主组分A；将15％～30％苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体溶解在70％～85％胶溶剂中，制成25％-30％SBS的胶浆母液，即得组分B；本发明的目的在于通过简单易行的方法，实现废弃物再利用，提供一种复合型高性能沥青改性高模量剂，不仅能达到普通改性沥青的性能指标，同时具有普适性能，在造价上与普通的沥青改性剂相比，更具有竞争优势。

Description

一种复合型沥青改性高模量剂及其制备和应用方法

技术领域

本发明涉及一种高模量剂，特别是涉及一种复合型沥青改性高模量剂。

背景技术

沥青在公路建设中占有非常重要的地位，它直接影响公路的使用性和耐久性。但国内生产的沥青由于原油性质和炼制技术的影响，含蜡量较高，路用性较差，难以满足高等级公路建设的要求。使用改性剂改善沥青的路用性能成为生产高等级公路沥青的新方法之一。沥青改性剂的品种多种多样，根据国内使用的改性剂的种类，可分为以下三类：弹性体类，主要是SBS。橡胶粉类，主要是丁苯胶SBR、天然橡胶、三元乙丙胶以及氯丁胶类。塑料类，主要指PE、EVA类等。应用最为广泛的当属SBS了。同时，随着人们对环境保护的重视以及对废旧轮胎回收的需求越来越高，使用轮胎胶粉应用于沥青路面铺筑也得到越来越多行内人士的关注，并取得了较大的应用成果。但无论是SBS改性沥青还是目前使用的橡胶沥青，其生产上都存在需要独特的设备，生产工艺复杂，改性沥青不易储存、质量不稳定等缺陷。为解决或者减少这些缺陷，随之而开发出了稳定剂、交联剂等产品，但仍不能从根本上解决这些问题，同时也带来一些附加的不良影响。

本发明从寻求改性剂源头的角度出发，研究出一种复合型沥青改性高模量剂——弹性活化PE沥青改性剂。通过简单易行的方法实现废弃物再利用，不仅能达到普通改性沥青的性能指标，同时具有普适性能，达到道路用不同改性沥青的要求。在造价上与普通的沥青改性剂相比，具有绝对的竞争优势。

发明内容

本发明的目的在于通过简单易行的方法实现废弃物再利用，提供一种复合型高性能沥青改性高模量剂，不仅能达到普通改性沥青的性能指标，同时具有普适性能，在造价上与普通的沥青改性剂相比，具有绝对的竞争优势。

实现本发明目的的技术方案是由下述的主组分A和副组分B组成，其中的组成成份及在各自组分中所占的质量比如下：

所述各组分之和为100％。

副组分B：胶溶剂                     70％～85％

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体    15％～30％

所述各组分之和为100％。

上述一种复合型高性能沥青改性高模量剂，其特征在于分开制得主组分A和副组分B，再复合应用于沥青改性中。按各组成分在各自组分中所占的质量比将70％～90％回收PE、0.1％～8％纳米氢氧化镁、0.5％～15％改性剂和0.5％～12％粘合树脂在混料机中搅拌均匀后出料包装，即得主组分A；将15％～30％苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体溶解在70％～85％胶溶剂中，制成25％-30％SBS的胶浆母液，即得组分B；使用前将主组分和副主组分分别包装。制备复合型高模量改性沥青时，先将重交通沥青加热使之融化，加热温度至160-175℃加入副组分B，并高速剪切2～4.5小时，加热温度至175-185℃时，加入主组分A，并高速剪切0.5～1小时，即完成贮存式改性沥青的制备。

所述的回收PE为高密度线性PE；氢氧化镁为纳米氢氧化镁；改性剂为回收废塑料裂解蜡；粘合树脂为C-500WN；胶溶剂为减四线抽出油，其闪点为230～250℃，芳烃含量为40～60％；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体可在市面上购得。

将高密度线性PE与SBS在密炼机中进行力化学反应共混，使PE分子链上接枝SBS，然后掺入活化剂使SBS与沥青间形成化学键，制得了储存稳定的复合型高模量改性沥青。由力化学方式使PE接枝SBS而活化，在工艺上更简便。

基于极限应变强度理论来评价低温性能。PE材料自身的弹性域远大于沥青，其玻璃化温度在-20～-120℃之间，在低温条件下复合型高模量改性沥青比基质沥青更韧。当试验温度变得更低时，PE的粘度就会变小，产生增韧的效果。如果基于抗拉强度或极限破坏能量的强度理论来评价复合型高模量改性沥青的低温性能其结果是不同的，测力延度仪的试验结果表明，复合型高模量改性沥青的低温破坏应力与破坏能量明显大于基质沥青。我们通过约束试件冷却试验得出：复合型高模量改性可使沥青的最大可用抗拉强度增加2.5MPa；掺入5％～10％复合型高模量剂的沥青无论是否离析，其低温断裂韧性都将比基质沥青提高1～3倍。

本发明涉及上述复合型沥青改性高模量剂的应用方法，按复合型高模量改性沥青质量百分比计，首先将90～95％的道路石油沥青AH-70加热到140～160℃，使之融化。然后在160-175℃时加入0～4％的副组分B并高速剪切3～4.5小时，中高转速为4000r/min。再次温度升175-185℃时加入0～7％副组分A并高速剪切0.5～1小时。中高转速为4000r/min。最后得到成贮存式复合高模量改性沥青。

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

1、制备主组分A：常温下，按各组成分在组分A中所占的质量比，将80％的高密度线性PE、4.5％纳米氢氧化镁、5％的废塑料裂解蜡和10％粘合树脂C-500WN在混料机中均匀搅拌5分钟后出料待用。

2、制备副组分B：按各组成分副组分B中所占的质量比，将25％苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体溶解在75％胶溶剂减四线抽出油中，进行加热搅拌处理，其操作温度为140～160℃，时间为4.5～12小时，制成25％SBS的胶浆母液待用。

3、制备复合高模量改性沥青：按制备的复合型高模量改性沥青质量百分比计，首先将96％的道路石油沥青AH-70加热到140～160℃，使之融化。然后在160-175℃时加入3.5％的副组分B并高速剪切3～4.5小时，中高转速为4000r/min。再次温度升175-185℃时加入0.5％副组分A并高速剪切0.5～1小时。中高转速为4000r/min。得到成贮存式复合高模量改性沥青。

1-4实施例的配方，见表-1。

表-1实施例表

加入PE后，沥青的针入度逐渐降低，延度降幅很大，软化点和粘度也逐渐升高。根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中对EVA、PE类沥青的要求，掺加6％PE的PE沥青符合针入度40～60(0.1mm)、软化点高于60℃的要求，其60℃车辙因子为10.2kPa。

所制备的复合高模量改性沥青的综合性能列于下表-2。

表-2各实例的综合性能对比表

仅仅掺加主组分A改性沥青的延度过低，而且其车辙因子大于10kPa时的掺加量需要达到6％；掺加主组分A和副组分B改性沥青的延度和软化点较高，二者相比较起来，掺加主组分A和副组分B制备的高模量沥青的性能高。

以上实施例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 (5)

1.一种复合型沥青改性高模量剂，是由下述的主组分A和副组分B组成，其中的组成成份及在各自组分中所占的质量比如下：

主组分A：

所述各组分之和为100％；

副组分B：胶溶剂                               70％～85％

         苯乙烯-丁二烯-苯乙烯热塑性弹性体     15％～30％

         所述各组分之和为100％；

所述的改性剂为回收废塑料裂解蜡；

所述的胶溶剂为减四线抽出油，其闪点为230～250℃，芳烃含量方40～60％。

2.如权利要求1所述的一种复合型沥青改性高模量剂，其特征是：所述的回收PE为高密度线性PE。

3.如权利要求1所述的一种复合型沥青改性高模量剂，其特征是：所述的氢氧化镁为纳米氢氧化镁。

4.如权利要求1所述的一种复合型沥青改性高模量剂，其特征是：所述的粘合树脂为C-500WN树脂。

5.一种如权利要求1至4任一项所述的复合型沥青改性高模量剂的应用方法，包括如下步骤：

按复合型高模量改性沥青质量百分比计，首先将90～95％的道路石油沥青AH-70加热到140～160℃，使之融化；

然后在160-175℃时加入0～4％的副组分B并4000r/min高速剪切3～4.5小时；

再次温度升至175-185℃时加入0～7％副组分A并4000r/min高速剪切0.5～1小时；最后得到成贮存式复合高模量改性沥青。