CN106117710A - 一种直投式环保型抗车辙剂及其生产装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种直投式环保型抗车辙剂，该抗车辙剂含有如下重量份数的组分：本发明生产的直投式环保型抗车辙剂为椭球状颗粒，可直接投放于沥青混凝土的拌和机内，与沥青的拌和接触及分散更充分。产品储存、运输、使用都非常方便，产品质量完全能达到重载路面的要求。

Description

一种直投式环保型抗车辙剂及其生产装置和方法
技术领域
本发明涉及路面混合料中的添加剂技术领域，更具体地，涉及一种交通道路重载路面用的直投式环保型抗车辙剂及其生产装置和方法。
背景技术
随着国民经济的快速增长，我国公路建设得到迅速发展，通车里程已居世界第二位。已建高速公路大部分采用沥青路面，建成通车后，随着气候、交通量的不断增大及超载等原因，造成路面出现了不同程度的车辙病害，如不采取有效措施进行治理，不仅使路面使用性能衰减严重，影响行车的速度、舒适、畅通、安全，而且会导致道路结构性破坏，缩短路面使用寿命，造成更大的经济损失。因此必须及时采取合理的措施解决道路出现的各种病害，采取积极有效的预防措施，维持道路行车畅通及安全。
目前国内外市场上抗车辙剂种类繁多，生产工艺和抗车辙效果也参差不齐，但是其生产均附带有害环境的气体和液体。国外的抗车辙剂虽然效果优异，但是将其应用于国内市场化使用并不现实，最主要是原因是价格高昂。
国内也普遍采用改性沥青(SBS改性沥青或PE改性沥青)来提高沥青混合料的抗车辙性能，这种方法主要采用SBS或PE作为添加剂，采用胶体磨对添加剂进行高速剪切分散于基质沥青中，形成SBS或PE改性沥青，这种方法需要经历溶胀、分散、剪切和发育等过程，由于SBS和PE与沥青相容性差，在运输和存储过程中，改性剂与基质沥青容易发生离析现象，并且这种改性沥青还需经过多次加热，容易造成能源消耗和沥青老化。
因此，研发生产出性能优异的环保型抗车辙剂是迫切需要的，不仅有助于提高路用材料的性能，还能降低环境的污染。
发明内容
为解决现有技术中的上述问题，本发明的一个目的是提供一种直投式环保型抗车辙剂。
本发明的另一目的是提供一种直投式环保型抗车辙剂的生产装置。
本发明的又一目的是提供一种直投式环保型抗车辙剂的制备方法。
通过在沥青路面施工中加入该抗车辙剂来提高路面的抗车辙性能。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种直投式环保型抗车辙剂，该抗车辙剂含有如下重量份数的组分：
其中，所述高密度聚乙烯简称为“HDPE”，优选再生高密度聚乙烯碎片。
优选地，所述抗车辙剂含有如下重量份数的组分：
更优选地，所述抗车辙剂含有如下重量份数的组分：
优选地，所述硬质沥青母粒优选软化点为110-120℃，灰分≤1％，针入度≤5的硬质沥青母粒。
优选地，所述SBS为线型和/或星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，分子量为10-20万。上述SBS有利于抗车辙剂的加工成型，能提高沥青混合料的粘结性能和耐候性。
优选地，所述石油树脂为C5石油树脂、C9石油树脂或DCPD石油树脂，所述石油树脂的软化点温度为110-130℃。DCPD石油树脂是指双环戊二烯树脂。优选的石油树脂有利于产品分散性能及粘度的提高。
进一步优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
更优选为C9石油树脂。C9石油树脂的结构中不含极性基团，具有良好的耐水性、耐酸碱性、耐候性和耐老化性，且在有机溶剂中的溶解性好。有利于产品分散性能及粘度的提高。同时可以提高与引发剂的相溶性及引发剂的改性效果。
优选地，所述环烷油为环戊烷或环己烷或其衍生物。所述环烷油为各反应组分提供相溶组分，便于抗车辙剂的成型和塑化。
进一步优选为环烷油KN4010。
优选地，所述抗氧化剂为多元受阻酚类抗氧化剂。此类抗氧化剂在生产熔融过程中能更好的防止材料脆化老化变性，保持材料的固有属性。
进一步优选为有效组分≥98，挥发份≤0.5％的多元受阻酚类抗氧化剂。
更优选为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或2-(1,1-二甲基乙基)-6-甲基-苯酚。
优选地，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
进一步优选为偶氮二异丁腈。所述引发剂改性效果最好，而且性价比较高。
优选地，所述接枝剂为顺丁烯二酸酐或马来酸酐。所述接枝剂能促进SBS三嵌段共聚物与沥青的断链相溶改性。
进一步优选为顺丁烯二酸酐。
更优选牌号为108-31-6的顺丁烯二酸酐接枝剂。
优选地，所述润滑剂为聚乙烯蜡。聚乙烯蜡能提高生产过程中的流体传输速率，在拌合混凝土时提高施工性能。
进一步优选牌号为H1001的聚乙烯蜡。选择常规材料中耐候性和润滑性较高的产品。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种直投式环保型抗车辙剂的生产装置，该装置由全自动组态控制系统、自动配料系统、混炼式双螺杆挤出机、尾气收集处理装置、水循环切粒机、冷却水槽、离心脱水机、循环水槽、循环水泵、鼓风机、振动筛、螺旋上料机、干燥储料罐、自动称量装置、封口机、平移输送带和封包机组成，其中，全自动组态控制系统经信号线与所有分部装置连接，分部装置之间经管线连接；自动配料系统与混炼式双螺杆挤出机连接，混炼式双螺杆挤出机出气口与尾气收集处理装置连接，混炼式双螺杆挤出机模头与水循环切粒机连接，水循环切粒机上部出口管与冷却水槽连接，冷却水槽上部与离心脱水机下部连接，离心脱水机的右侧与循环水槽连接，循环水泵设置于循环水槽与水循环切粒机之间，离心脱水机上部与振动筛连接，鼓风机与振动筛的进风口连接，振动筛的尾部设有下料口，下料口与螺旋上料机连接，螺旋上料机与干燥储料罐连接，干燥储料罐与自动称量装置连接，自动称量装置下部连接封口机，封口机连接平移输送带后连接封包机。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种直投式环保型抗车辙剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
将各组成物料通过自动配料系统加入混炼式双螺杆挤出机，进料量由全自动组态控制系统根据工艺要求预先设定，混炼式双螺杆挤出机按照物料的特性，预热到130-190℃，在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料均匀混合、熔融、混炼、改性，经过模头挤出；与模头连接在一起的水循环切粒机，将刚挤出的物料在高速旋转的切刀下，切成长度为2-4mm的椭球状颗粒；尾气收集处理装置对生产过程中产生的废气进行收集及处理；循环水泵将循环水槽中的循环水加压到0.3-0.5MPa/cm2后，通过管道送入水循环切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽；在冷却水槽内物料的温度降低到40℃以下，高压水的温度也降低到40℃以下，高压水压力释放至常压；然后物料随水循环进入离心脱水机内，通过离心力使水与物料分离，水收集汇流至循环水槽内，物料进入振动筛内，鼓风机使物料进一步干燥，同时筛去2-4mm长度以外的颗粒，剩余物料经下料口进入螺旋上料机，螺旋上料机将产品送入干燥储料罐，干燥后的产品由自动称量装置下部进入PE包装袋，由封口机对包装袋热塑封口，然后经平移输送带进入外包装，最后经封包机封口。
本发明提供的直投式环保型抗车辙剂能提高路面的抗车辙性能，与国外生产的抗车辙剂性能相当，成本却较国外抗车辙剂低许多。而且本发明生产的直投式环保型抗车辙剂为椭球状颗粒，可直接投放于沥青混凝土的拌和机内，能更充分的与沥青拌和接触及分散。产品储存、运输、使用都非常方便，产品质量完全能达到重载路面的要求。本发明的装置对生产工艺产生的尾气进行收集及处理，使得本发明生产的抗车辙剂更加环保。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1示出了根据本发明一种实施方式的生产装置平面放置图。
图2示出了根据本发明一种实施方式制备的抗车辙剂的外观形貌图。
附图标记：A-全自动组态控制系统；B-自动配料系统；C-混炼式双螺杆挤出机；D-尾气收集处理装置；E-水循环切粒机；F-冷却水槽；G-离心脱水机；H-循环水槽；I-循环水泵；J-鼓风机；K-振动筛；L-螺旋上料机；M-干燥储料罐；N-自动称量装置；O-封口机；P-平移输送带；Q-封包机。
具体实施方式
下面通过实施例详细说明本发明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1
将68份高密度聚乙烯碎片；14份硬质沥青母粒；1份SBS；7份C9石油树脂；6份环烷油KN4010；1份抗氧化剂164；1份偶氮二异丁腈；1份顺丁烯二酸酐接枝剂108-31-6；1份聚乙烯蜡H1001通过自动配料系统加入混炼式双螺杆挤出机，混炼式双螺杆挤出机预热到190℃，使物料均匀混合、熔融、混炼、改性，经过模头挤出；与模头连接在一起的水循环切粒机，将刚挤出的物料在高速旋转的切刀下，切成长度为3mm的椭球状颗粒；尾气收集处理装置对生产过程中产生的废气进行收集及处理；循环水泵将循环水槽中的循环水加压到0.5MPa/cm2后，通过管道送入水循环切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽；在冷却水槽内物料的温度降低到40℃以下，高压水的温度也降低到40℃以下，高压水压力释放至常压；然后物料随水循环进入离心脱水机内，通过离心力使水与物料分离，水收集汇流至循环水槽内，物料进入振动筛内，鼓风机使物料进一步干燥，同时筛去3mm长度以外的颗粒，剩余物料经下料口进入螺旋上料机，螺旋上料机将产品送入干燥储料罐，干燥后的产品由自动称量装置下部进入PE包装袋，由封口机对包装袋热塑封口，然后经平移输送带进入外包装，最后经封包机封口。
实施例2
按照下列重量份数的组分：76份高密度聚乙烯碎片；9份硬质沥青母粒；3份SBS；5份C5石油树脂；2份环烷油KN4010；1份抗氧化剂164；1份过氧化苯甲酰；2份顺丁烯二酸酐接枝剂108-31-6；1份聚乙烯蜡H1001，根据实施例1的制备方法，制成颗粒状抗车辙剂。
实施例3
按照下列重量份数的组分：81份高密度聚乙烯碎片；5份硬质沥青母粒；5份SBS；3份C9石油树脂；1份环烷油KN4010；1份抗氧化剂164；1份偶氮二异丁腈；1份顺丁烯二酸酐接枝剂108-31-6；1份聚乙烯蜡H1001，根据实施例1的制备方法，制成颗粒状抗车辙剂。
测试例
将上述制备的抗车辙剂颗粒，按照0％、0.3％、0.4％的比例加入沥青混凝土搅拌机，在170℃温度下制备AC-20C抗车辙混凝土，并依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T7030-2011的制作方法轮碾成型车辙板。AC-20C沥青混凝土材料配比如下：
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0719-2011的试验方法测的车辙试验动稳定度数据如下：
表1含实施例1-3抗车辙剂的沥青混凝土动稳定度测试数据
测试结果显示，含有本发明制备的抗车辙剂的沥青混凝土路面的动稳定度性能明显提高，本发明的沥青路面抗车辙剂具有改善沥青路面性能的明显效果。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种直投式环保型抗车辙剂，其特征在于，该抗车辙剂含有如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述硬质沥青母粒的软化点为110-120℃，灰分≤1％，针入度≤5。
3.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述SBS为线型和/或星型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，分子量为10-20万。
4.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述石油树脂为C5石油树脂、C9石油树脂或DCPD石油树脂，所述石油树脂的软化点温度为110-130℃。
5.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述抗氧化剂为多元受阻酚类抗氧化剂。
6.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。
7.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述接枝剂为顺丁烯二酸酐或马来酸酐。
8.根据权利要求1所述的直投式环保型抗车辙剂，其中，所述润滑剂为聚乙烯蜡。
9.一种如权利要求1-8中任意一项所述的直投式环保型抗车辙剂的生产装置，其特征在于，该装置由全自动组态控制系统、自动配料系统、混炼式双螺杆挤出机、尾气收集处理装置、水循环切粒机、冷却水槽、离心脱水机、循环水槽、循环水泵、鼓风机、振动筛、螺旋上料机、干燥储料罐、自动称量装置、封口机、平移输送带和封包机组成，其中，全自动组态控制系统经信号线与所有分部装置连接，分部装置之间经管线连接；自动配料系统与混炼式双螺杆挤出机连接，混炼式双螺杆挤出机出气口与尾气收集处理装置连接，混炼式双螺杆挤出机模头与水循环切粒机连接，水循环切粒机上部出口管与冷却水槽连接，冷却水槽上部与离心脱水机下部连接，离心脱水机的右侧与循环水槽连接，循环水泵设置于循环水槽与水循环切粒机之间，离心脱水机上部与振动筛连接，鼓风机与振动筛的进风口连接，振动筛的尾部设有下料口，下料口与螺旋上料机连接，螺旋上料机与干燥储料罐连接，干燥储料罐与自动称量装置连接，自动称量装置下部连接封口机，封口机连接平移输送带后连接封包机。
10.一种如权利要求1-8中任意一项所述的直投式环保型抗车辙剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将各组成物料通过自动配料系统加入混炼式双螺杆挤出机，进料量由全自动组态控制系统根据工艺要求预先设定，混炼式双螺杆挤出机按照物料的特性，预热到130-190℃，在机内螺杆和捏合块的作用下，使物料均匀混合、熔融、混炼、改性，经过模头挤出；与模头连接在一起的水循环切粒机，将刚挤出的物料在高速旋转的切刀下，切成长度为2-4mm的椭球状颗粒；尾气收集处理装置对生产过程中产生的废气进行收集及处理；循环水泵将循环水槽中的循环水加压到0.3-0.5MPa/cm2后，通过管道送入水循环切粒机的下部进口，借助水的冲力将物料送入冷却水槽；在冷却水槽内物料的温度降低到40℃以下，高压水的温度也降低到40℃以下，高压水压力释放至常压；然后物料随水循环进入离心脱水机内，通过离心力使水与物料分离，水收集汇流至循环水槽内，物料进入振动筛内，鼓风机使物料进一步干燥，同时筛去2-4mm长度以外的颗粒，剩余物料经下料口进入螺旋上料机，螺旋上料机将产品送入干燥储料罐，干燥后的产品由自动称量装置下部进入PE包装袋，由封口机对包装袋热塑封口，然后经平移输送带进入外包装，最后经封包机封口。
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