CN103951930A - 一种明色胶结料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种明色胶结料，以及它的制备方法和应用。所述明色胶结料，包括以下重量份的原料：增塑剂10～30份，相容剂25～50份，增韧剂30～40份和增粘剂10～15份。本专利采用增塑剂、自制相容剂、增韧剂、增粘剂等常用原材料采用搅拌、剪切等工艺即制得明色胶结料，原料起到协同增强的作用，相容性好，制得明色胶结料性能优良，成本较低，充分克服了现有技术中的缺陷；同时通过自制相容剂增加材料之间的相容性，并增加体系的粘度及极性，使其不仅可以用于彩色路面的铺装，同时可用于彩色排水路面的铺装；并且该明色胶结料制备方法简便易行，便于人工控制，易于工业生产。

Description

一种明色胶结料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于道路建筑材料领域，具体地，涉及一种明色胶结料，以及它的制备方法和应用；该明色胶结料适用于各种颜色的彩色路面的铺装及彩色排水路面的铺装。

背景技术

彩色路面近年来越来越多的应用到道路的铺装中，它改善了传统路面非黑即白的单调性，丰富了现有路面形式；其丰富而多元的色彩不仅可以作为标识标线，很好的组织和控制交通，同样可以使道路成为城市和旅途中一道亮丽的风景线。因此，彩色路面的应用丰富了人们的生活环境，并大大提高出行舒适度，适用以人为本的基本理念。并且，它可以改善传统密实型结构路面在雨天对产生的一系列影响，具有抑制行车水雾、减少水漂等功能，同时又具有降低路面行驶噪音等作用。

而彩色路面的铺装需要用到彩色胶结料，现有的彩色胶结料的制备方法也有很多，例如中国专利申请CN01138806.4（公开号：CN1354204，公开日：2002年6月19日）公开了一种彩色沥青及其制备方法，采用减压蒸馏提出沥青质，进入分流塔分流，然后添加树脂、钛、颜料等进行高温合成的技术，该技术存在沥青脱色困难、所用溶剂对环境污染大且影响沥青性能等不足；又如专利申请CN03135423.8（公开号：CN1478955，公开日：2004年3月3日）公开的一种路面铺装用彩色胶结料及其制备方法，该胶结料由环氧树脂、环氧树脂稀释增韧剂、无机颜料、环氧树脂固化剂常温下充分搅拌均匀制得；完全使用树脂、添加剂和颜料，成本高、固化时间短，不利于施工。

因此，若能克服上述缺陷，开发出一种全新的彩色排水沥青材料，其不仅能够美化生活环境，满足人们对行车舒适性的要求，还能应用于多雨地区，提高行车安全；另外使得该彩色排水沥青材料具有，对环境无污染，原料相容性好，性能优良，以及成本较低等优点，势必将会有巨大的应用前景和市场价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种明色胶结料。

本发明的另一目的在于，提供一种所述明色胶结料的制备方法。

本发明的又一目的在于，提供所述明色胶结料的应用。

为了实现上述目的，本发明提供的明色胶结料，包括以下重量份的原料：增塑剂10～30份，相容剂25～50份，增韧剂30～40份和增粘剂10～15份。

其中，所述增塑剂和相容剂的比例为1:1～1:5。该比例的确定是综合权衡的结果；两者太多或太少，都会影响胶结料的性能，从而影响其使用及应用范围。

其中，所述增塑剂为环烷基原油、环烷基润滑油或冷冻机油中的一种或多种。

其中，所述相容剂为糠醛抽出油马来酸酐接枝物或环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物中的一种或两种。

其中，所述增韧剂为石油树脂或共聚石油树脂中的一种或多种。

进一步地，所述石油树脂可以为C9石油树脂或C5石油树脂；其中共聚石油树脂可以为C9/C5共聚石油树脂。

进一步地，所述增韧剂为C9石油树脂、C5石油树脂或C9/C5共聚石油树脂中的一种或多种。

其中，所述增粘剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段热塑性弹性体（SBS），氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段热塑性弹性体（氢化SBS，SEBS），苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物（SIS）或丁苯橡胶（SBR）中的一种或多种。

本发明提供的明色胶结料，其中用到的糠醛抽出油马来酸酐接枝物或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物，其制备方法包括：将糠醛抽出油或环烷基橡胶填充油或二者的混合物与马来酸酐，以及过氧化二异丙苯按照100：2～5：0.1～0.3比例混合，140℃～160℃下磁力搅拌2～5h后，在150℃及0.05MPa真空度条件下抽去残存的马来酸酐后即得糠醛马来酸酐接枝物抽出油或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物。

本发明还提供明色胶结料的制备方法，包括：将所述比例的增塑剂和相容剂混合后搅拌均匀，再投入所述比例的增韧剂进行搅拌至混合均匀，最后加入所述比例的增粘剂；然后进行剪切，将剪切后所得材料发育后即得明色胶结料。

其中，将所述比例的增塑剂和相容剂混合后，在160～180℃下搅拌5～20分钟。

其中，投入所述比例的增韧剂后，在160～180℃下继续搅拌5～10分钟。

其中，进行剪切的条件包括：剪切温度为175～185℃，剪切速率为3000～6000r/min之间，剪切时间为10～30分钟。

其中，将剪切后所得材料置于180℃环境中发育10～20分钟。

本发明还提供明色胶结料的制备方法，进一步地，包括：将所述比例的增塑剂和相容剂混合，160～180℃下搅拌5～20分钟，再投入所述比例的增韧剂，160～180℃下继续搅拌5～10分钟后，加入所述比例的增粘剂；然后进行剪切，剪切温度为175～185℃，剪切速率为3000～6000r/min之间，剪切10～30分钟后，将所得材料在180℃环境中发育10～20分钟，即得明色胶结料。

本发明还提供明色胶结料的在路面铺装中的应用，所述明色胶结料尤其应用于彩色路面的铺装。

进一步地，所述明色胶结料适用于各种颜色（任何）的彩色路面的铺装及彩色排水路面的铺装。

本发明的明色胶结料具有以下技术效果：

1、颜色浅，易着色，掺加少量颜料便可以达到明亮的色彩；

2、可以用于公园等地的彩色铺装以及作为警示等作用的标志标线，丰富人们的生活环境并提高了出行舒适度；

3、可用于彩色排水路面的铺装；

4、制备方法工艺简单、经济安全、便于实现规模化生产。

总之，本专利采用增塑剂、自制相容剂、增韧剂、增粘剂等常用原材料采用搅拌、剪切等工艺即制得明色胶结料，原料起到协同增强的作用，相容性好，制得明色胶结料性能优良，成本较低，充分克服了现有技术中的缺陷；同时通过自制相容剂增加材料之间的相容性，并增加体系的粘度及极性，使其不仅可以用于彩色路面的铺装，同时可用于彩色排水路面的铺装；并且该明色胶结料制备方法简便易行，便于人工控制，易于工业生产。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明中未提及的操作均为本领域的常规操作，本发明中未提及具体出处的物料均为可以从市场上购买得到的常规物料。

原料出处：

环烷油：济南润昌化工有限公司；糠醛抽出油：大连正兴石化有限公司；10号环烷基橡胶填充油：中海沥青股份有限公司（还可以使用：46#、55#、68#、150#、KN4006、KN4008、KN4010、KN4012和KN4016等）；C9石油树脂：山东胜亚化工有限公司，软化点110℃～120℃；SBS：巴陵石化的YH-791H产品，熔融指数为0.5-2.5g/10min(230,2.16Kg)，S/B为30/70；马来酸酐：济南创世化工有限公司；过氧化二异丙苯：广州市南福化工有限公司。

实施例1

按重量百分数为：糠醛抽出油马来酸酐接枝物25%，环烷油25%，C9石油树脂40%，SBS10%的比例分别称取糠醛抽出油马来酸酐接枝物200g、环烷油200g、C9石油树脂320g和SBS80g。

将糠醛抽出油马来酸酐接枝物和环烷油置于容器中混合并加热至温度170℃，搅拌5分钟，混合均匀后加入C9石油树脂，温度升至180℃继续搅拌10分钟至混合均匀；然后加入SBS，使用高速剪切机剪切20min（剪切速率为5000r/min，剪切温度控制180℃）；最后置于180℃烘箱中发育10min，测试产品各项性能。

实施例2

按10号环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物16.7%，环烷油33.3%，C9树脂40%，SEBS10%的比例分别称取抽出油133.6g；环烷油266.4g；C9树脂320g；SBS80g。制备过程同实施例1，然后测试产品的各项性能。

实施例3

按糠醛抽出油马来酸酐接枝物25%，环烷油25%，C9树脂35%，SIS15%的比例分别称取抽出油200g；环烷油200g；C9树脂280g；SBS120g。制备过程同实施例1，然后测试产品的各项性能。

实施例4

按10号环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物10%，环烷油50%，C5树脂30%，SBS10%的比例分别称取抽出油80g；环烷油400g；C9树脂240g；SBS80g。制备过程同实施例1，然后测试产品的各项性能。

对比例1

按糠醛抽出油25%，环烷油25%，C9树脂40%，SBS10%的比例分别称取糠醛抽出油马来酸酐接枝物200g；环烷油200g；C9树脂320g；SBS80g。将抽出油和环烷油置于容器中混合并加热搅拌，温度1170℃，混合均匀后加入320gC9树脂，温度升至180℃继续搅拌至混合均匀；然后加入80gSBS，使用高速剪切机剪切10～30min，3000～6000r/min，温度控制在175～185℃之间；最后置于180℃烘箱中发育10min，测试产品各项性能。

对比例2

按10号环烷基橡胶填充油16.7%，环烷油33.3%，C9树脂40%，SEBS10%的比例分别称取抽出油133.6g；环烷油266.4g；C9树脂320g；SBS80g。制备过程同对比例1，然后测试产品的各项性能。

实验例

按照中国交通部门行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）》中的测试方法，分别对述实施例1～4中制备得到的明色胶结料，以及对比例1～2常规测试。测试结果见表1。

表1：实施例及对比例胶结料性能

表中数据显示所制明色胶结料具有良好的性能，满足中华人民共和国行业标准JTG F40-2004技术要求，且软化点要明显高于Shell改性彩色沥青及日本彩色沥青标准，适用于各种颜色的彩色路面铺装。将实施例1，2与对比例1，2进行对比发现，采用自制相容剂可以增加胶结料的粘度，且不影响其低温性能。而对于高粘胶结料，可以实现对大孔隙石料的有效粘连，可用于排水沥青路面。

现有产品较难以兼顾软化点及延度两个性能指标；本产品采用自制相容剂可以增加胶结料的粘度，且不影响其低温性能，可以适用于彩色排水沥青路面。

按照中国交通部门行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）》对使用实施例2、3采用两种排水路面的级配形式（见表2），制备进行渗水性、高温稳定性能、水稳性，抗水损害能力进性评价。测试结果见表3。

其中，所述沥青混合料通过以下方式制备：

将明色胶结料加热至170℃-175℃，将矿料加热至180℃-190℃；将加热的明色胶结料和集料投入拌合机开始拌合（拌合温度150℃，拌合时间60秒），再将拌合后的混合物与填料，色粉拌合（拌合温度180℃，拌合时间60秒），最终得到彩色沥青混合料。

表2：彩色排水沥青混合料级配组成

表3：彩色沥青混合料性能

表3中数据显示彩色排水沥青混合料的渗水系数均>3600ml/min，满足要求，说明彩色排水沥青混合料具有良好的排水功能。PAC-13级配下实施例1与实施例2动稳定度满足排水路面要求（>3000次/mm），虽然对于PAC-10实施例1，2动稳定度虽然略低于排水路面的要求，但是作为人行道等路面的使用功能，同样可以满足路用性能的需要。从浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验的结果可以看出，试验测得的各混合料的残留稳定度和冻融劈裂残留强度比均很大，说明彩色排水沥青混合料具有良好的水稳性和抗水损害能力。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种明色胶结料，包括以下重量份的原料：增塑剂10～30份，相容剂25～50份，增韧剂30～40份和增粘剂10～15份。

2.根据权利要求1所述的明色胶结料，其特征在于，所述增塑剂和相容剂的比例为1:1～1:5。

3.根据权利要求1或2所述的明色胶结料，其特征在于，所述增塑剂为环烷基原油、环烷基润滑油或冷冻机油中的一种或多种；

所述相容剂为糠醛抽出油马来酸酐接枝物或环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物中的一种或两种；

所述增韧剂为石油树脂或共聚石油树脂中的一种或多种；

所述增粘剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段热塑性弹性体，氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段热塑性弹性体，苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物或丁苯橡胶中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的明色胶结料，其特征在于，所述石油树脂为C9石油树脂或C5石油树脂，共聚石油树脂;其中共聚石油树脂为C9/C5共聚石油树脂。

5.根据权利要求3或4所述的明色胶结料，其特征在于，所述糠醛抽出油马来酸酐接枝物或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物，其制备方法包括：将糠醛抽出油或环烷基橡胶填充油或二者的混合物与马来酸酐，以及过氧化二异丙苯按照100：2～5：0.1～0.3比例混合，140℃～160℃下磁力搅拌2～5h后，在150℃及0.05MPa真空度条件下抽去残存的马来酸酐后即得糠醛马来酸酐接枝物抽出油或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物。

6.一种糠醛抽出油马来酸酐接枝物或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物，其制备方法包括：将糠醛抽出油或环烷基橡胶填充油或二者的混合物与马来酸酐，以及过氧化二异丙苯按照100：2～5：0.1～0.3比例混合，140℃～160℃下磁力搅拌2～5h后，在150℃及0.05MPa真空度条件下抽去残存的马来酸酐后即得糠醛马来酸酐接枝物抽出油或/和环烷基橡胶填充油马来酸酐接枝物。

7.权利要求1～5任意一项所述的明色胶结料的制备方法，包括：将所述比例的增塑剂和相容剂混合后搅拌均匀，再投入所述比例的增韧剂进行搅拌至混合均匀，最后加入所述比例的增粘剂；然后进行剪切，将剪切后所得材料发育后即得明色胶结料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述比例的增塑剂和相容剂混合后，在160～180℃下搅拌5～20分钟；投入所述比例的增韧剂后，在160～180℃下继续搅拌5～10分钟。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，进行剪切的条件包括：剪切温度为175～185℃，剪切速率为3000～6000r/min之间，剪切时间为10～30分钟；将剪切后所得材料置于180℃环境中发育10～20分钟。

10.权利要求1～5任意一项所述的明色胶结料在路面铺装中的应用，所述明色胶结料可应用于任何彩色路面的铺装，尤其应用于彩色排水路面的铺装。