CN106336472B - 一种环保沥青改性剂的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保沥青改性剂的制备工艺，首先将小分子量、高密度聚乙烯粉料、固体氧化剂、金属茂催化剂等共同加入油加热旋转反应釜中，然后恒速加热升温至一恒定温度并保持段时间，使之缓慢发生氧化反应，制备带有羟基和羧基的聚乙烯材料，添加到路面沥青中，能将沥青大分子与砂石料等无机材料联接的高效偶联改性材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种环保沥青改性剂的制备工艺，具体地说，是能掺加到路面沥青中，增强沥青大分子材料与无机填料（矿石、基料等）之间的偶联结合能力，增强路面沥青的抗车辙能力、抗水损性能和耐寒热性能，延长沥青路面的使用寿命，达到改性目的，属于化工技术领域。
背景技术
在公路建设中，由于沥青路面具有良好的行车舒适性和优异的使用性能，且建设速度快，维修方便，因此沥青材料已经成为公路路面的最主要建筑材料之一。随着我国国民经济的几十年高速发展，交通量迅速增加，车辆大型化、超载严重，沥青混凝土路面面临严峻考验。特别是改革开发初期铺设的沥青公路，很多先进材料未使用，导致沥青路面在抗车辙性能、抗水损性能等方面严重不适应国内高速发展的交通物流要求，致使很多沥青公路破损严重和维修费用居高不下。
随着国内外经济的发展，交通物流业对沥青混凝土路面的综合性能提出了越来越高的要求，不但要求沥青道路“夏季不变形，冬季不开裂”，即在高温下具有良好的抗车辙能力，同时在低温下又具有较高的抗裂性，且希望路面具有较强的吸收交通噪音能力，以满足重交通流量、重承载能力和高等级公路和城市交通的不同需要，还要符合节能减排的国家总体战略。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种环保沥青改性剂的制备工艺，基于该种工艺制备的沥青改性剂材料具有双极性键，不仅与沥青基料具有良好的融合结合能力，还与无机填料（矿石、矿石粉料、集料等）具有偶联作用，在沥青混合料拌合加工过程中迅速融合，无团聚和结块现象。本发明具有工艺流程简单，设备不复杂的优点。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下优点：
（1）本发明工艺过程简单，对设备要求较低，节能环保。
（2）以低分子量高密度聚乙烯为原料，氧化剂为固体粉末，制备的沥青改性剂材料无毒无害，绿色环保，生产过程无挥发性气体产生。
（3）反应过程一次性完成，能耗低，可连续生产
下面结合实施实施例对本发明做进一步说明。
具体实施实施例
实施例1，一种环保沥青改性剂的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料100kg、固体氧化剂粉末5kg、茂金属催化剂5kg、阻聚剂1.2kg、表面活性剂1.2kg同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀。
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为0.5℃/min，升温至135℃时保温96小时，保温期间不断旋转搅拌混料。
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温。
（4）将冷却后粉料用60目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶。固体氧化剂粉末为KMnO4。
技术指标如下：
实施例2，一种环保沥青改性剂的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料100kg、固体氧化剂粉末15kg、茂金属催化剂15kg、阻聚剂3.0kg、表面活性剂3.0kg同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀。
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为2.0℃/min，升温至135℃时保温72小时，保温期间不断旋转搅拌混料。
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温。
（4）将冷却后粉料用160目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶。固体氧化剂粉末为KClO4。
技术指标如下：
实施例3，一种环保沥青改性剂的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料100kg、固体氧化剂粉末7.5kg、茂金属催化剂6.0kg、阻聚剂1.5kg、表面活性剂1.5kg同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀。
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为1.0℃/min，升温至135℃时保温80小时，保温期间不断旋转搅拌混料。
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温。
（4）将冷却后粉料用200目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶。
技术指标如下：
实施例4，一种环保沥青改性剂的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料100kg、固体氧化剂粉末10kg、茂金属催化剂7.0kg、阻聚剂1.8kg、表面活性剂1.8kg同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀。
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为1.0℃/min，升温至135℃时保温80小时，保温期间不断旋转搅拌混料。
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温。
（4）将冷却后粉料用260目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶。固体氧化剂粉末为Na2O2。
技术指标如下：
实施例5，一种环保沥青改性剂的制备工艺，该工艺包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料100kg、固体氧化剂粉末12.5kg、茂金属催化剂8.0kg、阻聚剂2.4kg、表面活性剂2.4kg同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀。
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为1.0℃/min，升温至135℃时保温80小时，保温期间不断旋转搅拌混料。
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温。
（4）将冷却后粉料用300目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶。固体氧化剂粉末为K2O2。
技术指标如下：
以上所述为本发明具体实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。
以上实施实施例中对催化剂、阻聚剂及表面活性剂的生产厂家及产品无任何特殊要求，国内较多生产厂家生产。
茂金属催化剂提供厂家有：福斯曼科技（北京）有限公司、杭州海成化工有限公司、上海茂基化学试剂有限公司、北京国方鼎盛科技有限公司、廊坊豪科科技发展有限公司、兰州腾华化工科技有限公司等均有提供。
阻聚剂提供厂家：上海光易化工有限公司、 常州市宇荣化工有限公司、河南恒协化工制品销售有限公司、珠海市锐剀贸易有限公司、杭州卓劲化工有限公司、常州乐邦复合材料有限公司、青岛杰得佳新材料科技有限公司、东莞市隆海新材料科技有限公司等。
表面活性剂提供厂家：上海雪捷化工有限公司、上海金山经纬化工有限公司、上海苏科化工有限公司 、淄博海杰化工有限公司等国内较多生产企业。
以下为企业委托第三方试验验证及相关检测数据：
1、实验原材料
⑴集料：沂水石灰岩10-20mm，沂水石灰岩10-20mm，沂水石灰岩0-5mm；
⑵沥青：70#A级道路石油沥青、SBS改性沥青（I-D）；
⑶填料：石灰岩矿粉、生石灰粉；
⑷外加剂：本发明产品（路强剂RARP）、某型抗车辙剂（1#、2#），其中路强剂为白色粉末状，某型抗车辙剂为黑色或灰色颗粒状
其中本发明产品（路强剂RARP）的使用方法：骨料加热、计量并投入拌合锅后，在喷入沥青前，加入粉末状RARP干拌，掺量为混合料的2‰-4‰，之后喷入沥青和矿粉拌合。
2、目标配合比设计：采用的AC-20沥青混合料级配用量由马歇尔试验确定。具体指标略：
3、汉堡轮辙实验
本评价采用汉堡轮辙试验来综合评价混合料的高温稳定性和水稳定性性能。
由试验结果可以看出：
（1）基质沥青掺加路强添加剂（本发明产品）后，10000 次与20000 次碾压后变形值均小于SBS 改性沥青，两者均优于掺加1#抗车辙（对比样品）的混合料；
（2）70#基质沥青+路强添加剂（本发明产品）的混合料试验过程中未出现拐点，SBS改性沥青和掺加1#抗车辙剂的沥青混合料试件各有一个试件出现了拐点，说明水损害发生的概率增大；
（3）从试件表面状态来看，掺加路强添加剂（本发明产品）的混合料沥青剥落状况较SBS 改性沥青砼试件和添加抗车辙剂砼试件轻微。
【以上实验数据摘自于潍坊大耀新材料有限公司委托山东省交通科学研究院：“掺加路强剂RARP专项路用性能评价（终期报告）”】。
除非特别指明，所涉及到的百分比为质量百分比。
上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本发明内容，不应理解为是对本发明保护范围的限制，只要是根据本发明技术方案所作的改进，均落入本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种环保沥青改性剂的制备工艺，包括以下步骤：
（1）将小分子量、高密度聚乙烯粉料、固体氧化剂粉末、茂金属催化剂、阻聚剂、表面活性剂同时装入油加热反应釜中，并搅拌混合均匀；
（2）旋转油加热反应釜，逐渐升温，升温速度为0.5℃-2.0℃/min，升温至120℃-145℃时保温72-96小时，保温期间不断旋转搅拌混料；
（3）保温结束后，停止加热，继续旋转搅拌，直至冷却到室温；
（4）将冷却后粉料用60 -300目筛网筛检，筛检后大块料再粉碎，再筛检，然后装桶；
步骤（1）中固体氧化剂粉末为KMnO4、KClO4、Na2O2或K2O2，纯度为分析纯，加入量为聚乙烯粉料质量的5-15%；
步骤（1）中阻聚剂、表面活性剂加入量为聚乙烯粉质量的1.2-3.0%；
环保沥青改性剂的使用方法：骨料加热、计量并投入拌合锅后，在喷入沥青前，加入环保沥青改性剂干拌，掺量为混合料的2‰-4‰，之后喷入沥青和矿粉拌合；
基质沥青掺加环保沥青改性剂后，10000 次与20000 次碾压后变形值均小于SBS 改性沥青；
70#基质沥青+环保沥青改性剂的混合料在汉堡轮辙试验过程中未出现拐点。
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Legal Events
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Effective date of registration: 20180829 Address after: 261061 Shandong Weifang high tech Zone Dongfeng East Street North and Hui Xian Road Interchange West (West Jin Macun) Applicant after: WEIFANG KELAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Address before: 261061 Dongfeng Street 3389, Weifang new and high tech Zone, Shandong Applicant before: WEIFANG DAYAO NEW MATERIAL Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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Denomination of invention: Preparation technology of environmentally-friendly asphalt modifier Effective date of registration: 20190701 Granted publication date: 20181012 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: WEIFANG KELAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: 2019980000106 |
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Denomination of invention: Preparation technology of environmentally-friendly asphalt modifier Effective date of registration: 20200623 Granted publication date: 20181012 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: WEIFANG KELAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2020370010022 |
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Denomination of invention: Preparation process of environmental protection asphalt modifier Effective date of registration: 20211102 Granted publication date: 20181012 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: WEIFANG KELAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021980011668 |
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Date of cancellation: 20221114 Granted publication date: 20181012 Pledgee: Weifang rural commercial bank Limited by Share Ltd. hi tech sub branch Pledgor: WEIFANG KELAN NEW MATERIAL Co.,Ltd. Registration number: Y2021980011668 |
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