CN106633935A - 温拌环氧沥青及其制备方法 - Google Patents

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CN106633935A CN201510729180.1A CN201510729180A CN106633935A CN 106633935 A CN106633935 A CN 106633935A CN 201510729180 A CN201510729180 A CN 201510729180A CN 106633935 A CN106633935 A CN 106633935A
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Abstract

本发明公开了一种温拌环氧沥青及其制备方法。该温拌环氧沥青包括A、B、C三种组分，其中的A组分为温拌沥青，温拌沥青包括温拌剂和基质沥青；B组分为环氧树脂组合物；C组分为固化剂。所述温拌剂制备方法是：在催化剂作用下，高分子烷烃先与卤素单质反应得到中间体；将芳烃油与络合物混合均匀得到芳烃络合组分；然后加入到中间体后，在络合物的催化作用下，芳烃络合组分与中间体反应得到所述的温拌剂。本发明的温拌环氧沥青中使用的温拌剂不仅能够对沥青起到温拌效果、兼顾沥青的高低温性能，并可提高沥青的热稳定性，改善抗老化性能，降低了沥青的熔融温度和该温度下的粘度，减少了有害气体的发生量。

Description

温拌环氧 沥青 及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沥青，具体涉及一种温拌环氧沥青及其制备方法。
背景技术
随着公路里程的不断增加，公路桥梁数量也随之增多。然而，也暴露出了一些问题，其中以桥面铺装层之间以及铺装层与面板之间的防水粘结层失效而引起的病害占较大比例，引起了人们对桥面铺装材料和工艺的重视。作为桥面层间粘结材料，通过在沥青中添加环氧树脂而得到的环氧沥青具有较好的效果。然而，由于环氧沥青的粘度较大，在施工中要求施工温度较高，还要具有一定的可操作时间，所以增加了施工难度；此外，在沥青中添加环氧树脂后，会使沥青变脆，柔韧性变差，与桥梁面板的跟随性不好。为了解决这些问题，需采取温拌技术降低环氧沥青的施工温度，并改善柔韧性。
温拌沥青技术主要有三种方式：一是采用蒸发残留物含量较高的乳化沥青，在80℃～120℃温度下与石料拌合，该方式较热拌沥青的温度低约30℃～50℃；二是在拌制混合料时把水（或表明活性剂的水溶液）与沥青同时加入拌合罐中，由于水的存在，使沥青发泡，达到降粘效果。但上述两种方法会产生大量的水蒸气，容易引起设备腐蚀，还经常会发生石粉结团甚至造成拌合设备堵塞问题，给生产带来不便。此外，由于剩余未挥发的水分保留在混合料中，会影响混合料初期性能。第三种方法是预先将温拌剂添加到沥青中，然后采取与通常的热拌沥青混合料同样的生产方式，便于操作，容易被生产单位所接受。该种方法通过预先在沥青中添加温拌剂，降低了沥青的高温粘度，改变了沥青的粘温曲线，从而降低了沥青与石料的拌合温度，达到温拌效果。但目前所用的温拌剂在降低沥青高温粘度的同时，通常也会引起沥青60℃粘度的减小，使沥青混合料的高温稳定性受到损失；或者相反，在不降低60℃粘度时，会引起沥青延伸度的损失，从而降低了沥青的低温性能。总之，目前所用的温拌剂均是在使沥青达到温拌效果的同时，是以损失沥青的高温性能或低温性能为代价的。
CN102443239A介绍了一种耐油性道路沥青改性剂及其制备方法。该耐油性道路沥青改性剂，以重量计包含苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)20～50份，聚烯烃树脂10～30份，高分子蜡15～45份，富含芳烃抽出油10～30份。其中高分子蜡是费托蜡，富含芳烃抽出油是糠醛精制抽出油或酚精制抽出油。制备方法是：将物料按比例投放到双螺杆挤出机中拉条造粒，挤出温度120℃～200℃，制得耐油性道路沥青改性剂。该专利介绍的耐油性沥青改性剂是针对用于停车场、停机坪等场所所用的沥青，为了提高其耐油性而开发的一种改性剂，对于沥青的温拌效果并没有足够的重视，在开发过程中，仅仅是利用双螺杆挤出机进行了简单的挤出混合，由于所用的聚合物分子上不饱和键数量有限，在螺杆挤出过程中仅有少量的接枝反应，并未发生足够的化学反应，基本上是一种简单的物理混合，对于沥青的温拌效果很有限。
CN 102061098 A介绍了一种沥青混合料温拌改性剂及其制备方法。其由下列质量份的组成制成，费-托蜡：50～85份，增柔剂：15～50份，多元酸：0～10份，合成树脂：0～20份，聚酯化合物：0～5份。其中，合成树脂为分子量在400～5000之间的聚异丁烯。制备方法：(1)按质量比称取各组分；(2) 将各组分在120℃～130℃下熔融并搅拌，使之充分混合均匀，即得所述的沥青混合料温拌改性剂。该温拌剂开发过程中，各组分间没有发生化反应，仅仅是简单的物理混合。尽管可以降低沥青的拌合温度，但沥青的延展性能会受到损失即沥青混合料容易发生低温开裂，导致沥青混合料热稳定性和低温抗裂性不好，以致沥青混凝土路面面层出现车辙和开裂而加速损坏。
CN101735623A公开了一种温拌环氧沥青材料及其制备方法，包括A组分和B组分。A组分为环氧树脂，B组分包括沥青40wt%～83wt%、顺丁烯二酸酐5wt%～20wt%、9-十八烯胺10wt%～30wt%、聚癸二酸酐或聚壬二酸酐2wt%～10wt%；A组分与B组分的质量比为1:3～5.8。可采用中温拌合，降低施工时的气体排放，同时解决了一般环氧沥青可操作时间短的问题。但在制备B组分时，将顺丁烯二酸酐添加到沥青中需要搅拌4～6小时，然后还需要添加其它组分，制备时间太长，影响生产效率。另外，环氧沥青尽管能够提高层间结合，但沥青中添加环氧树脂后会使沥青变脆，柔韧性变差。
CN 104591605A公开了一种温拌沥青混合料及其制备方法，在温拌沥青制备过程中使用一种特制的温拌剂，并降低沥青混合料的拌合及成型温度，较少有害气体发生量。但是温拌剂的制备过程中，不但中间体反应速度较慢，而且中间体的活性较低，导致中间体与芳烃油的反应程度、反应深度也不容易控制，得到的温拌剂性质不稳定，影响了在沥青中的应用效果。此外，若将温拌剂用于环氧沥青中，还出现了抗老化性能较差的问题。
在制备柔韧性好的环氧沥青的过程中，温拌技术通常会降低沥青的60℃粘度或延伸度，从而影响了沥青混合料的高温稳定性或低温抗开裂性能。因此，亟待研制出一种，既可以解决环氧沥青柔韧性差的问题，还可以解决高、低温使用性能以及老化性的问题。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明提供了一种温拌环氧沥青及其制备方法。本发明温拌环氧沥青制备过程中，采用了一种特制温拌剂，改善环氧沥青的柔韧性，以及与桥梁面板的跟随性，而且还对沥青具有良好的温拌效果、有效降低沥青混合料的施工温度，兼顾了沥青的高低温性能，同时还能提高沥青的热稳定性，改善抗老化性能。
本发明提供了一种温拌环氧沥青，所述温拌环氧沥青包括A、B、C三种组分，其中的A组分为温拌沥青，温拌沥青包括温拌剂和基质沥青；所述温拌剂制备原料包含FT、卤素单质、芳烃油、络合物、催化剂，其中所述的FT为一种高分子混合烷烃，碳数为30～150，优选为30～130；
B组分为环氧树脂组合物；
C组分为固化剂。
所述络合物包括：[Cu(NH3)4]SO4、[Pt(NH3)2]Cl2、K[Pt(C2H4)Cl3]、K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]、Fe4[Fe(CN)6]3、Ni(CO)4、[Co(NH3)5Cl]SO4、(NH4)3[Cr(NCS)6]中的至少一种。
所述催化剂选自无水CuCl2、无水MnCl2、无水CrCl3、无水NiCl2中的至少一种。
所述络合物的用量，以重量计，为芳烃油中芳烃含量的3%～9%。
所述催化剂的用量，以重量计，为FT的0.3%～0.9%。
所述卤素单质的用量为FT摩尔数的0.12～0.75倍，优选为0.3～0.5倍，FT与芳烃油的重量比为(1～7):(7～1)。
所述温拌剂在温拌沥青中的添加量为温拌沥青重量的0.4wt%～10wt%，优选为0.5wt%～7.0wt%。
所述FT是煤气化后再进行合成反应得到的一种高分子烷烃，或是以天然气为原料进行合成反应得到的一种高分子烷烃；所述卤素单质为氟、氯、溴单质中的一种.述芳烃油为一种富含芳烃的组分,以是减四线抽出油、糠醛精制抽出油、酚精制抽出油、催化裂化油浆等；所述芳烃油中的芳烃含量为57 wt%～78 wt%，优选为60 wt%～75 wt%。
本发明所述的基质沥青可以选择各种原油及不同工艺生产的石油沥青，如直馏沥青、氧化沥青、溶剂脱油沥青或调合沥青中的一种或几种。
所述温拌剂的制备过程包括：将FT加热熔融后，在催化剂存在下引入卤素，反应后得到中间体；向芳烃油中添加络合物并恒温搅拌，得到芳烃络合组分；然后将上述中间体与芳烃络合组分混合反应，得到所述的温拌剂。
所述温拌剂的制备过程包括：
（1）将混合高分子烷烃加热熔融后置于密闭容器中，保持温度在400℃~480℃，使反应容器的空间充满氮气，并使压力保持在3~5MPa，将卤素单质通入熔融的高分子烷烃中，并在催化剂存在下，反应30～60min得到中间体；
（2）向芳烃油中添加络合物，在270℃~350℃温度下恒温搅拌120~180min，得到芳烃络合组分；
（3）将所述芳烃络合组分加入上述中间体中，使温度为350℃~400℃，充满氮气使压力保持在2~4MPa，恒温反应60~120min得到所述的温拌剂。
在温拌剂中，B组分为环氧树脂组合物，按重量份数包括：环氧树脂100份、稀释剂15～60份、增柔剂10～30份、纤维0～40份。
B组分环氧树脂组合物中所述的环氧树脂包括：二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂、二酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂、多酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或几种的混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的稀释剂包括：二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、二环氧丙烷乙基醚、三环氧丙烷丙基醚、乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的增柔剂包括：聚硫橡胶、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇叔丁醛、糠醛树脂中的一种或几种混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的纤维包括：石棉纤维和/或玻璃纤维。
在温拌剂中，C组分为固化剂，包括：乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺中的一种或几种混合物。
所述的A组分与B组分的用量之比，按重量计为A:B=（3～7）:1； C组分的用量按重量计，为B组分中的环氧树脂用量的0.40%～1.20%，优选为0.48%～1.05%。
A组分制备方法包括以下步骤：将基质沥青加热到130℃～160℃，待完全熔融后，边搅拌边添加温拌剂，搅拌30min～60min，得到A组分温拌沥青。
B组分环氧树脂组合物的制备方法包括以下步骤：先将环氧树脂、稀释剂、增柔剂加热到50℃～80℃，然后按比例混合并搅拌均匀，最后添加纤维，再搅拌均匀。
本发明还提供了一种如上述的温拌环氧沥青的制备方法，包括以下步骤：将A组分加热至110℃～130℃、B组分加热至50℃～80℃，然后边搅拌边将B组分添加到A组分中，搅拌时间为至少30min，得到A组分和B组分的混合物；再在A组分和B组分的混合物中添加C组分，搅拌3～10min，从而得到所述的温拌环氧沥青。
本发明温拌环氧沥青与现有技术相比，具有如下优点：
1、本发明温拌环氧沥青，不但改善了以往的环氧沥青的柔韧性，提高了与桥梁面板的跟随性，而且还可以降低环氧沥青的制备和施工温度，减少了有害气体的发生量，有利于环保和施工。
2、本发明所用的温拌剂为自制的温拌剂，在较高的温度、压力下制备中间体并增加催化剂，不仅缩短了反应时间，而且能够平稳控制反应进程，容易把握中间体的性能，使得到的温拌剂性能稳定。
3、在制备温拌剂过程中，预先在芳烃油中添加络合物并充分混合均匀，络合物与芳烃油进行局部反应，生成芳烃络合组分，然后再加入到中间体后，络合物起到催化作用，促使芳烃络合组分与中间体进行反应，通过控制络合物及反应时间和温度，使得反应程度可控，得到的温拌剂不仅对沥青具有温拌效果、兼顾了沥青的高低温性能，而且还提高了沥青的热稳定性，改善了抗老化性能。
4、本发明所用的温拌剂制备过程在密闭容器内进行，无环境污染问题。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的技术方案，但本发明不限于以下实施例。其中，涉及的wt%为质量分数。
实施例 1
（1）制备温拌剂
①称取100kg煤气化后再进行合成反应得到的混合烷烃，混合烷烃的碳数为30～60，将混合烷烃加热到480℃，添加0.3kg催化剂无水CuCl2，置于密闭容器内，保持此温度下引入89摩尔的氯气，并通入氮气使反应容器的压力保持在3MPa，反应30min得到中间体-1；
②称取芳烃含量为70 wt%的减四线抽出油700kg，向其中添加44.1kg的络合物[Cu(NH3)4]SO4，装在另一密闭容器内并加热至350℃，在此温度下恒温搅拌180min，得到芳烃络合组分-1；
③将芳烃络合组分-1加入上述中间体-1中，使温度为400℃，充满氮气使压力保持在2MPa，恒温反应60min得到本发明所用的温拌剂。各组分配比见表1。
（2）制备A组分温拌沥青
称取7kg的温拌剂，添加到重量为93 kg、温度为160℃的沙中原油50号溶剂脱油沥青中，搅拌60 min，得到本发明所用的A组分温拌沥青（编号A-1），温拌沥青的性质见表2。
（3）制备B组分环氧树脂组合物
称取二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂100kg、稀释剂二缩水甘油醚15 kg、增柔剂聚硫橡胶10 kg，加热至50℃，混合后搅拌均匀；然后称取石棉纤维40 kg，添加到上述混合物中，搅拌均匀，得到本发明所用的B组分环氧树脂组合物（编号B-1）。
（4）制备温拌环氧沥青
称取固化剂乙二胺0.48kg备用（编号C-1）。
称取30 kg 的A-1，加热到130℃；称取10 kg 的B-1，加热到50℃；边搅拌边将B-1添加到A-1中，待全部添加完毕后，搅拌30min；然后再继续添加上述称量好的C-1，搅拌3min，得到本发明温拌环氧沥青。温拌环氧沥青的使用情况见表3。
实施例 2
（1）制备温拌剂
①称取350kg煤气化后再进行合成反应得到的混合烷烃，混合烷烃的碳数为30～130的混合烷烃，将混合烷烃加热到400℃，添加3.15kg催化剂无水MnCl2，置于密闭容器内，保持此温度下引入116摩尔的氯气，并通入氮气使反应容器的压力保持在5MPa，反应60min得到中间体-2；
②称取芳烃含量为63 wt%的催化裂化油浆100kg，向其中添加1.9kg的络合物K4[Fe(CN)6]，装在另一密闭容器内并加热至270℃，在此温度下恒温搅拌120min，得到芳烃络合组分-2；
③将芳烃络合组分-2加入上述中间体-2中，使温度为350℃，充满氮气使压力保持在4MPa，恒温反应120min得到本发明所用的温拌剂。各组分配比见表1。
（2）制备A组分温拌沥青
称取0.5kg温拌剂，添加到重量为99.5 kg、温度为140℃的辽河原油90号氧化沥青中，搅拌40min，得到本发明所用的A组分温拌沥青（编号A-2），温拌沥青的性质见表2。
（3）制备B组分环氧树脂组合物
称取缩水甘油酯型环氧树脂100kg、稀释剂环氧丙烷丁基醚60 kg、增柔剂酚醛树脂30 kg，加热至80℃，混合后搅拌均匀，得到本发明所用的B组分环氧树脂组合物（编号B-2）。
（4）制备温拌环氧沥青
称取固化剂苯二甲胺1.05kg备用（编号C-2）。
称取70 kg的A-2，加热到115℃；称取10 kg 的B-2，加热到80℃；边搅拌边将B-2添加到A-2中，待全部添加完毕后，搅拌60min；然后添加上述称量好的C-2，搅拌9min，得到本发明温拌环氧沥青。温拌环氧沥青的使用情况见表3。
实施例 3
（1）制备温拌剂
①称取100kg以天然气为原料进行合成反应得到的混合烷烃，混合烷烃的碳数为70～90，将混合烷烃加热到440℃，添加0.6kg催化剂无水NiCl2置于密闭容器内，保持此温度下引入31摩尔的氟，并通入氮气使反应容器的压力保持在4MPa，反应45min得到中间体-3；
②称取芳烃含量为78wt%的酚精制抽出油350kg，向其中添加16.4kg的络合物[Ni(CO)4]，装在另一密闭容器内并加热至310℃，在此温度下恒温搅拌160min，得到芳烃络合组分-3；
③将芳烃络合组分-3加入上述中间体-3中，使温度为375℃，充满氮气使压力保持在3MPa，恒温反应90min得到本发明所用的温拌剂。各组分配比见表1。
（2）制备A组分温拌沥青
称取4kg温拌剂，添加到重量为96 kg、温度为150℃的塔河原油70号调合沥青中，搅拌50min，得到本发明所用的A组分温拌沥青（编号A-3），温拌沥青的性质见表2。
（3）制备B组分环氧树脂组合物
称取缩水甘油胺型环氧树脂100kg、稀释剂二甲苯38 kg、增柔剂糠醛树脂20 kg，加热至65℃，混合后搅拌均匀；然后称取玻璃纤维20 kg，徐慢添加到上述混合物中，搅拌均匀，得到本发明所用的B组分环氧树脂组合物（编号B-3）。
（4）制备温拌环氧沥青
称取固化剂聚酰胺0.78kg备用（编号C-3）。
称取50 kg 的A-3，加热到120℃；称取10 kg 的B-3，加热到65℃；边搅拌边将B-3添加到A-3中，待全部添加完毕后，搅拌45min；然后添加上述称量好的C-3，搅拌6min，得到本发明温拌环氧沥青。温拌环氧沥青的使用情况见表3。
实施例 4
（1）制备温拌剂
①称取700kg以天然气为原料进行合成反应得到的混合烷烃，混合烷烃的碳数为110～130，将混合烷烃加热到400℃，添加2.1kg催化剂无水CrCl3，置于密闭容器内，保持此温度下引入115摩尔的溴，并通入氮气使反应容器的压力保持在4MPa，反应45min得到中间体-4；
②称取芳烃含量为57wt%的糠醛精制抽出油100kg，向其中添加1.7kg的络合物(NH4)3[Cr(NCS)6]，装在另一密闭容器内并加热至310℃，在此温度下恒温搅拌160min，得到芳烃络合组分-4；
③将芳烃络合组分-4加入上述中间体-4中，使温度为375℃，充满氮气使压力保持在3MPa，恒温反应90min得到本发明所用的温拌剂。各组分配比见表1。
（2）制备A组分温拌沥青
称取1kg温拌剂，添加到重量为99kg、温度为120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌30 min，得到本发明所用的A组分温拌沥青（编号A-4），温拌沥青的性质见表2。
（3）制备B组分环氧树脂组合物
称取脂肪族缩水甘油醚环氧树脂60kg和二酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂40kg、稀释剂二环氧丙烷乙基醚25 kg和甲苯20 kg、增柔剂聚酰胺树脂10 kg和聚乙烯醇叔丁醛5 kg，加热至60℃，混合后搅拌均匀；然后称取玻璃纤维1 kg，添加到上述混合物中，搅拌均匀，得到本发明所用的B组分环氧树脂组合物（编号B-4）。
（4）制备温拌环氧沥青
称取间苯二胺0.5kg和二乙烯三胺0.4kg，混合均匀作为固化剂备用（编号C-4）。
称取60 kg 的A-4，加热到110℃；称取10 kg 的B-4，加热到55℃；边搅拌边将B-4添加到A-4中，待全部添加完毕后，搅拌40min；然后添加上述称量好的C-4，搅拌4min，得到本发明温拌环氧沥青。温拌环氧沥青的使用情况见表3。
比较例 1
（1）制备温拌剂（按照CN 104591605A中的方法）
将碳数为110～130、重量为700kg的以天然气为原料进行合成反应得到的高分子烷烃加热熔融后置于密闭容器内，加热到400℃，保持此温度下引入115摩尔的溴单质，搅拌180min，得到中间体；称取芳烃含量为57%的糠醛精制抽出油100kg，装在另一密闭容器内加热至150℃，向其中添加0.17kg的无水FeCl3，搅拌30min。然后在搅拌状态下将上述中间体以雾状喷入到糠醛精制抽出油中，待全部喷入后，恒温150℃，搅拌反应180min，得到对比温拌剂。各组分配比见表1。
（2）按照本发明实施例4相同的方法制备A组分温拌沥青（编号W-1）；
（3）按照本发明实施例4相同的方法制备B组分环氧树脂组合物；
（4）按照本发明实施例4相同的方法制备温拌环氧沥青。
比较例 2
称取1000g以天然气为原料进行合成反应得到的混合烷烃，混合烷烃的碳数为110～130，添加到重量为100kg、温度为120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌30 min，得到一种温拌沥青（编号W-2），其性质见表2；然后按照本发明实施例4相同的方法制备B组分环氧树脂组合物和C组分固化剂；按照本发明实施例4相同的方法制备温拌环氧沥青，使用情况见表4。
比较例 3
将芳烃含量为57wt%的糠醛精制抽出油1000g，添加到重量为100 kg、温度为120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌30min，得到一种温拌沥青（编号W-3），其性质见表2；然后按照本发明实施例4相同的方法制备B组分环氧树脂组合物和C组分固化剂；按照本发明实施例4相同的方法制备温拌环氧沥青，使用情况见表4。
比较例 4
称取875g 以天然气为原料进行合成反应得到的FT和芳烃含量为57wt%的糠醛精制抽出油125g，同时直接添加到重量为100kg、温度为120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌30分钟，得到一种温拌沥青（编号W-4），其性质见表2；然后按照本发明实施例4相同的方法制备B组分环氧树脂组合物和C组分固化剂；按照本发明实施例4相同的方法制备温拌环氧沥青，使用情况见表4。
比较例 5
称取本发明实施例4中的环氧树脂组合物（B-4）10 kg和固化剂（C-4）0.9 kg，直接添加到60 kg的温度为130℃的阿曼原油110号基质沥青中，搅拌4min，得到一种环氧沥青（编号W-5），其性质见表2，使用情况见表4。
表1 制备温拌剂组分配比
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 比较例1
混合烷烃的重量/kg 100 350 100 700 700
卤素单质摩尔数 89 116 31 115 115
催化剂重量/kg 0.3 3.15 0.6 2.1 -
芳烃油的重量/kg 700 100 350 100 100
芳烃油中的芳烃含量/wt% 70 63 78 57 57
络合物重量/kg 44.1 1.9 16.4 1.7 -
催化剂重量/kg - - - - 0.17
表2 本发明A组分温拌沥青与基质沥青及比较例沥青的性质对比
沙中50# A-1 辽河90# A-2 塔河70# A-3
沥青量/kg - 93 - 99.5 - 96
温拌剂量/g - 7000 - 500 - 4000
FT量/g - - - - - -
芳烃油量/g - - - - - -
针入度/0.1mm 56 57 95 94 73 72
软化点/℃ 50.4 56.6 44.0 56.1 51 58
10℃延度/cm 26 108 87 ＞150 67 ＞150
60℃粘度/Pa.s 335 349 115 169 357 373
120℃粘度/mPa.s 1148 672 813 473 1022 598
135℃粘度/mPa.s 570 329 385 232 484 296
150℃粘度/mPa.s 304 177 191 118 240 156
165℃粘度/mPa.s 150 87 90 61 113 76
180℃粘度/mPa.s 79 45 43 31 54 40
薄膜实验
质量变化，% 0.5 0.08 0.8 0.09 0.6 0.06
针入度比，% 63 73 57 66 61 69
残留10℃延度/cm 4 21 8 44 6 37
表2续 本发明A组分温拌沥青与基质沥青及比较例沥青的性质对比
阿曼110# A-4 W-1 W-2 W-3 W-4
沥青量/kg - 99 99 99 99 99
温拌剂量/kg - 1 1 - - -
FT量/kg - - - 1 - 0.875
芳烃油量/kg - - - - 1 0.125
针入度/0.1mm 108 105 106 92 127 111
软化点/℃ 43.6 48.2 45.2 48.1 40.0 45.0
10℃延度/cm ＞150 ＞150 ＞150 63 ＞150 120
60℃粘度/Pa.s 123 162 151 163 101 133
120℃粘度/mPa.s 498 271 296 421 277 333
135℃粘度/mPa.s 255 143 147 199 138 182
150℃粘度/mPa.s 143 72 78 128 75 118
165℃粘度/mPa.s 78 34 38 53 36 47
180℃粘度/mPa.s 48 19 20 32 19 28
薄膜实验
质量变化，% 0.9 0.07 1.6 1.2 1.9 1.7
针入度比，% 55 62 47 43 41 45
残留10℃延度/cm 10 60 7 3 10 5
由表2可见，本发明温拌沥青的高温粘度都明显低于相对应的基质沥青，从而有利于降低沥青的施工温度。本发明温拌沥青与相对应的基质沥青相比较，针入度基本相同，软化点和60℃粘度得到明显提高，10℃延度明显增大，说明本发明温拌沥青不仅可达到温拌效果，而且在高温稳定性和低温延展性方面都优于相对应的基质沥青。
通过比较例可见，直接简单地将FT和/或抽出油添加到基质沥青中，对沥青温拌效果的改善，不如本发明温拌效果好，而且还会引起延度的损失或60℃粘度的下降，甚至会导致沥青性质不能达到《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的技术要求。
通过薄膜实验结果对比可见，采用本发明的温拌剂所得到的温拌硫磺沥青抗老化性能明显好于任一比较例的沥青，即本发明温拌剂在实现温拌效果的同时，提高了沥青的热稳定性，使沥青的抗老化性得到改善，而比较例-1所用的温拌剂对沥青的抗老化性能有负面影响。
表3 本发明温拌环氧沥青的使用情况
性质 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
施工温度/℃ 90～120 80～110 90～115 80～100
20℃时，与钢板粘结强度/MPa 3.32 3.31 3.43 3.27
50℃时，与钢板粘结强度/MPa 1.16 1.17 1.19 1.17
脆裂温度/℃ -17 -202 -19 -22
表4比较例环氧沥青的使用情况
性质 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
施工温度/℃ 100～115 120～140 110～130 110～125 110～130
20℃时，与钢板粘结强度/MPa 2.77 0.97 1.01 2.15 2.14
50℃时，与钢板粘结强度/MPa 1.02 0.09 0.12 0.81 0.83
脆裂温度/℃ -14 -9 -11 -10 -12
由表3和4对比可见，本发明温拌环氧沥青的施工温度明显降低，可减少有害气体发生量，有利于施工；与桥面板的粘结性明显大于比较例，脆裂温度明显低于比较例，说明本发明温拌环氧沥青作为桥面层间粘结材料时，无论是粘结力还是柔性方面都优于比较例。也说明本发明由于使用了特制温拌剂，使得到的沥青抗老化性能提高，使用性能也相应得到提高。

Claims (18)

1.一种温拌环氧沥青，其特征在于：所述温拌环氧沥青包括A、B、C三种组分，其中的A组分为温拌沥青，温拌沥青包括温拌剂和基质沥青；所述温拌剂制备原料包含FT、卤素单质、芳烃油、络合物、催化剂，其中所述的FT为一种高分子混合烷烃，碳数为30～150，优选为30～130；
B组分为环氧树脂组合物；
C组分为固化剂。
2.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述络合物包括：[Cu(NH3)4]SO4、[Pt(NH3)2]Cl2、K[Pt(C2H4)Cl3]、K4[Fe(CN)6]、K3[Fe(CN)6]、Fe4[Fe(CN)6]3、Ni(CO)4、[Co(NH3)5Cl]SO4、(NH4)3[Cr(NCS)6]中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述催化剂选自无水CuCl2、无水MnCl2、无水CrCl3、无水NiCl2中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述络合物的用量，以重量计，为芳烃油中芳烃含量的3%～9%。
5.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述催化剂的用量，以重量计，为FT的0.3%～0.9%。
6.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述卤素单质的用量为FT摩尔数的0.12～0.75倍，优选为0.3～0.5倍，FT与芳烃油的重量比为(1～7):(7～1)。
7.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述温拌剂在温拌沥青中的添加量为温拌沥青重量的0.4wt%～10wt%，优选为0.5wt%～7.0wt%。
8.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述FT是煤气化后再进行合成反应得到的一种高分子烷烃，或是以天然气为原料进行合成反应得到的一种高分子烷烃；所述卤素单质为氟、氯、溴单质中的一种；所述芳烃油为一种富含芳烃的组分。
9.根据权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述芳烃油中的芳烃含量为57 wt%～78 wt%，优选为60 wt%～75 wt%。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述温拌剂的制备过程包括：将FT加热熔融后，在催化剂存在下引入卤素，反应后得到中间体；向芳烃油中添加络合物，并恒温搅拌均匀得到芳烃络合组分；然后将上述中间体与芳烃络合组分混合反应，得到所述的温拌剂。
11.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述温拌剂的制备过程包括：
（1）将混合高分子烷烃加热熔融后置于密闭容器中，保持温度在400℃~480℃，使反应容器的空间充满氮气，并使压力保持在3~5MPa，将卤素单质通入熔融的高分子烷烃中，并在催化剂存在下，反应30～60min得到中间体；
（2）向芳烃油中添加络合物，在270℃~350℃温度下恒温搅拌120~180min，得到芳烃络合组分；
（3）将所述芳烃络合组分加入上述中间体中，使温度为350℃~400℃，充满氮气使压力保持在2~4MPa，恒温反应60~120min得到所述的温拌剂。
12.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：B组分为环氧树脂组合物，按重量份数包括：环氧树脂100份、稀释剂15～60份、增柔剂10～30份、纤维0～40份。
13.根据权利要求12所述的温拌环氧沥青，其特征在于：B组分环氧树脂组合物中所述的环氧树脂包括：二酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂、二酚基甲烷缩水甘油醚环氧树脂、多酚基丙烷缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或几种的混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的稀释剂包括：二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、二环氧丙烷乙基醚、三环氧丙烷丙基醚、乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯中的一种或几种混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的增柔剂包括：聚硫橡胶、聚酰胺树脂、酚醛树脂、聚乙烯醇叔丁醛、糠醛树脂中的一种或几种混合物；
B组分环氧树脂组合物中所述的纤维包括：石棉纤维和/或玻璃纤维。
14.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：C组分为固化剂，包括：乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺中的一种或几种混合物。
15.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：所述的A组分与B组分的用量之比，按重量计为A:B=（3～7）:1； C组分的用量按重量计，为B组分中的环氧树脂用量的0.40%～1.20%，优选为0.48%～1.05%。
16.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：A组分制备方法包括以下步骤：将基质沥青加热到130℃～160℃，待完全熔融后，边搅拌边添加温拌剂，搅拌30min～60min，得到A组分温拌沥青。
17.根据权利要求1-9任意一项所述的温拌环氧沥青，其特征在于：B组分环氧树脂组合物的制备方法包括以下步骤：先将环氧树脂、稀释剂、增柔剂加热到50℃～80℃，然后按比例混合并搅拌均匀，最后添加纤维，再搅拌均匀。
18.一种权利要求1-17任意一项所述的温拌环氧沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将A组分加热至110℃～130℃、B组分加热至50℃～80℃，然后边搅拌边将B组分添加到A组分中，搅拌时间为至少30min，得到A组分和B组分的混合物；再在A组分和B组分的混合物中添加C组分，搅拌3～10min，从而得到所述的温拌环氧沥青。
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