CN107523076B - 一种温拌环氧沥青、含有其的混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温拌环氧沥青。该产品包括温拌沥青、环氧树脂组合物和固化剂；其中温拌沥青包括温拌剂和基质沥青。所述温拌剂是以聚乙烯蜡为原料经发汗工艺制备。在发汗过程中，将油溶性可分解产生气体的有机物质预先添加到副产聚乙烯蜡原料中，利用其受热后产生的气体在蜡层中形成微小气泡，有利于液态组分的快速排出；同时，在发汗过程中利用气流通过蜡层携带出液态组分以强制分离固态、液态组分，更加有效地去除原料中的低分子量组分。本发明产品中使用的温拌剂不仅能够对沥青起到温拌效果，还可提高沥青的热稳定性，改善抗热老化性能，降低沥青的熔融温度和该温度下的粘度，并减少了有害气体的发生量。

Description

一种温拌环氧沥青、含有其的混合料及其制备方法

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，引起了业内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。

温拌沥青混合料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（或表面活性剂的水溶液）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，造成除尘设备堵塞等问题，给生产带来不便。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。

在聚乙烯生产过程中，会产生少量的低聚物，即低分子量聚乙烯或称做聚乙烯蜡。这些聚乙烯蜡的分子量分布较宽并含有大量的低分子组分，直接用作沥青温拌剂时，尽管能起到温拌效果，但也容易引起道路发生拥包或车辙等破坏现象。如何有效地去除其中的低分子组分，使之更适合作为沥青温拌剂，是业内所研究的课题。

CN200880116167.7（包括增粘剂的用于“温拌”的沥青改性剂）利用表面活性剂组分、蜡组分、树脂组分制备了沥青温拌剂。其利用表面活性剂组分的润滑作用起到温拌效果；蜡组分（植物蜡、动物蜡、矿物蜡、酰胺蜡、氧化蜡等）和树脂组分起到增粘效果，以弥补由于上述表面活性剂组分引起的沥青粘度的损失。该专利所用的组分过多，而且很容易降低沥青的60℃粘度，影响沥青的高温稳定性，还会降低沥青与石料的粘附性。虽然添加的树脂组分如松香、酚醛树脂等可弥补由于上述表面活性剂组分引起的沥青粘度的损失，但树脂组分与沥青的相容性不好，长时间储存时容易引起沥青分层。

CN201010558295.6（一种沥青混合料温拌改性剂及其制备方法）利用F-T蜡、增塑剂、多元酸、合成树脂、聚酯化合物制备温拌改性剂，其中F-T蜡用于降低沥青粘度，其碳原子数在40～80之间（优选45～70之间）、正构烷烃比例大于80%（优选85%～95%之间）、酸值0～1（优选0～0.5之间）、熔点在55～120℃之间（优选70～110℃之间）。该专利未介绍F-T蜡原料的来源，且从实施例中F-T蜡原料针入度（25℃）只有53.2（10^-1mm）看，该F-T蜡原料中含有较多的低分子量组分，这种F-T蜡原料会降低沥青产品60℃粘度。

在蜡产品生产工艺方面，常用的分离加工手段有蒸馏、溶剂分离、发汗分离等。本发明所述的温拌剂，可借鉴蜡发汗工艺进行生产。

所谓蜡发汗分离方法是利用蜡中各种组分熔点不同的性质进行分离提纯的。蜡中各种组分的分子量和结构的不同都会使其熔点不同。同为正构烷烃时，分子量较大的正构烷烃的熔点较高，而分子量较小的正构烷烃的熔点较低；分子量相同时，异构烷烃和环烷烃的熔点要低于正构烷烃，且异构程度越高熔点就越低。

普通的发汗工艺主要包括以下步骤：（1）准备工作：垫水（用水充满发汗装置皿板下部空间）后装料（原料加热至熔点以上呈液态时装入发汗装置）；（2）结晶：将原料以不大于4℃/h的降温速率缓慢冷却到其熔点以下10～20℃。在冷却过程中，各种组分按熔点由高到低的顺序依次结晶形成固体；（3）发汗：当蜡层温度达到预设的降温终止温度之后，放掉垫水；再将原料缓慢地加热到预设的发汗终止温度。在发汗过程中，各种组分按熔点由低到高的顺序先后熔化成液态并流出（蜡下），最后得到的蜡层剩余物（蜡上）就是高熔点、低含油的蜡；（4）精制：收集粗产品（发汗过程结束后继续升高温度，以熔化取出蜡上，即为粗产品），经白土精制（将粗产品熔化后升温至预定温度，加入白土并恒温搅拌至预定时间后过滤）后，再成型、包装即为目的产品。

对普通发汗分离方法，在升温发汗过程中固态组分（较高熔点的蜡）和液态组分（油和较低熔点的蜡）虽然分别处于固体和液体两种相态，但是也很难完全分离。为使最终产品的含油量符合要求，通常采用延长发汗时间和提高发汗终止温度的方法，但这样会导致生产周期长且产品收率下降。

普通发汗分离工艺可以生产熔点在40℃～60℃的固态下具有粗大片状结晶结构的皂用蜡和低熔点石蜡，不适宜生产熔点在70℃以上的蜡产品。试验表明，普通发汗工艺生产熔点在70℃左右的蜡产品时，发汗后期蜡上的碳分布宽度和含油量与收率无关，即蜡上的碳分布宽度和含油量不随收率的下降而下降，所以至今未见以发汗工艺生产熔点在70℃左右的蜡产品的报导。

多年来，发汗方法在生产设备和工艺方面得到了一些发展，如CN89214332（立式方形多段隔板发汗罐）、CN94223980.6（皿式发汗装置）、CN98233254.8（石蜡发汗罐）、CN200920033500.X（新型石蜡发汗罐）、CN201210508905.0（一种高效石蜡发汗装置）、CN201320127680.4（管式石蜡脱油装置）等，在发汗设备上作了改进；CN91206202（一种高效石蜡发汗罐）在发汗工艺上作了改进，但这些改进仍不能生产熔点在70℃以上的蜡产品。

发汗分离工艺是目前已知用于工业规模生产石油蜡产品的唯一无溶剂分离方法，在提倡绿色低碳、环保节能的今天，采用发汗工艺生产在降低沥青高温粘度的同时不影响其高温使用性能的沥青温拌剂产品的需求更加迫切。

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。

CN201510022090.9公开了一种温拌沥青混合料及其制备方法，其中所用的温拌剂是以高分子烷烃和芳烃油为原料，并添加卤素和催化剂制备得到的。尽管该专利在某种程度上解决了上述问题，但是在制备温拌剂过程中，由于中间体的反应温度低，并缺少催化剂，反应速度较慢，中间体活性较低，影响了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，该温拌剂制备过程较为复杂，将该温拌剂用于沥青中，还出现了抗老化性能较差的问题。

在生产环氧沥青混合料的过程中，采用目前的温拌技术通常会引起环氧沥青的60℃粘度或延伸度降低，从而影响环氧沥青混合料的高温稳定性或低温抗开裂性能。因此，亟待研制出一种环氧沥青混合料，既可降低施工温度并解决柔韧性差的问题，还可解决高、低温性能以及抗热老化性等问题。

发明内容

鉴于现有技术不足，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、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；B组分为环氧树脂组合物；C组分为固化剂；

所述温拌剂采用以下方法制备：

（1）装料：将聚乙烯副产的聚乙烯蜡原料加热熔化后，向其中添加油溶性可分解产生气体的有机物质，搅拌均匀后装入发汗装置；

（2）结晶：以2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；

（3）升温-恒温发汗：以1.5℃/h～3.5℃/h的速率升温，蜡层达到预定温度并恒温一段时间后停止发汗，在发汗过程中强制气流通过蜡层；

（4）放料：将发汗装置内的剩余物放出，即为所述（沥青）温拌剂。

本发明中，所述温拌剂在A组分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%。

本发明所用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。

本发明中，步骤（1）所述的油溶性可分解物质包括有机偶氮化合物、磺酰肼类化合物、有机亚硝基化合物、有机过氧化物中的一种（类）或几种（类），优选有机偶氮化合物和有机过氧化物中的一种或几种。油溶性可分解物质的加入量为原料重量的0.01%～15.00%，优选为0.03%～8.00%。

其中，所述的有机偶氮化合物选自偶氮二异庚腈（ABVN）、偶氮二异丁腈（AIBN）、偶氮二环己基甲腈（ACCN）构成的一组物质；所述的磺酰肼类化合物选自苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4,4’-氧化双（苯磺酰肼）构成的一组物质；所述的有机亚硝基化合物选自二亚硝基五亚甲基四胺和/或N,N′-二甲基N,N′-二亚硝基邻苯二甲酰胺；所述的有机过氧化物选自过氧化二苯甲酰（BPO）、过氧化十二酰（LPO）、过氧化二乙酰、过氧化二碳酸异丙酯（IPP）、过氧化二碳酸二环己酯（DCPO）等构成的一组物质。

本发明中，步骤（2）结晶的降温速率优选2.5℃/h～3.5℃/h。所述的降温终止温度优选为原料滴熔点以下10℃～20℃。

本发明中，所述的发汗装置优选发汗皿，并在蜡层以上增加加压装置和/或在蜡层以下增加真空装置。在制备所述的温拌剂时，步骤（3）发汗过程中，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压，使蜡层上、下方形成压力差实现。所述的压力差一般为0.1～5.0个大气压，优选为0.2～2.0个大气压，以强制气流通过蜡层。

本发明中，步骤（3）所述发汗过程的升温速率优选2.0℃/h～3.0℃/h；所述升温的预定温度为目的产品滴熔点-10℃～目的产品滴熔点。蜡层达到预定温度后，增加恒温阶段以使固态组分与液态组分分离更充分，恒温阶段的时间为0～5.0小时，优选为0.1～5.0小时，更优选为1.0～5.0小时。

本发明中，所述蜡层的升温速度和降温速度，可以通过空气浴、水浴、油浴或者其他可行的方式进行控制，优选采用水浴或油浴。采用水浴或油浴方式控制蜡层升温速率和降温速率时，可在发汗皿外增加夹套，夹套与可移动盘管及循环系统相连，夹套、盘管等可使蜡层升/降温过程更快、蜡层温度更均匀；循环系统具有程序降温/加热功能，循环系统加入水或导热油等物质作为循环介质。

本发明中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层可以在发汗过程任意阶段实施，优选在发汗初期实施。

本发明中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层上方增加气压实现的，如可在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压（表压）的压力，而蜡层下方保持为常压。

本发明中，步骤（3）所述的强制气流通过蜡层是采用在蜡层下方降低气压实现的，如可在蜡层上方保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-1.0个大气压（表压）的压力。

本发明中，所述的原料聚乙烯蜡是聚乙烯生产过程中产生的低聚物经脱色生产的，其滴熔点通常为70～98℃。

分析表明，聚乙烯副产的聚乙烯蜡的熔融粘度低，这对将其作为沥青温拌剂是有益的，但是由于存在大量低熔点组分使其在沥青产品中使用时会降低沥青产品60℃粘度，因此聚乙烯副产的聚乙烯蜡不适宜直接用作沥青温拌剂。

发汗方法是利用各种组分熔点不同的性质进行分离的。针对发汗过程的研究表明，发汗过程中液态组分是顺着结晶部分逐渐排出的，类似于液体在毛细管中流动的情况。但是对于熔点在70℃左右的高熔点蜡，由于原料化学组成复杂，导致结晶时晶体结构细小致密，对液态组分的排出形成巨大的滤流阻力，这就造成仅靠重力自然分离的普通发汗过程中固态组分与液态组分难以完全分离，因此普通发汗分离工艺不能生产熔点在70℃以上的蜡产品。

为了制备沥青温拌剂，通过对聚乙烯副产的聚乙烯蜡的组成的深入研究，针对其含有大量低熔点组分是造成不适宜直接用作沥青温拌剂的原因，借鉴蜡发汗方法去除低熔点组分。通过对普通发汗过程的深入研究，针对固态组分与液态组分难以分离原因，在发汗过程中采用强制气流通过蜡层，同时还优选原料加热熔化后加入油溶性可分解物质，并在发汗过程中增加恒温阶段，这些措施有效地去除了低熔点组分，使产物适于用作沥青温拌剂。

针对发汗过程中固态组分与液态组分难以分离的原因，通过在发汗过程中采用气流通过蜡层携带出液态组分的方法强制固态组分与液态组分的分离，增强了分离效果并加快了分离速度；同时还优选原料加热熔化后加入油溶性可分解物质，这些物质可分解产生气体，并且在原料中有较好的溶解性而均匀分散在蜡层内。原料降温至滴熔点以下后到发汗过程终止的时间里蜡层处于较软的固体状态，此过程中可分解物质缓慢分解释放出的气体，会在蜡层内形成均匀分散的微小气泡，这些微小气泡形成的空间在发汗过程中易于在蜡层中形成若干细小的通道，从而有利于发汗过程中液态组分的排出。优选分解生成氮气或二氧化碳等无毒无特殊气味的气体的油溶性可分解物质，并且生成的其它物质分子量低，在发汗过程中将随液态组分一起排出蜡层。再辅以发汗过程的恒温阶段以使固态组分与液态组分分离更充分等方法，使得发汗工艺可以制备不含有低熔点组分的沥青温拌剂。

本发明所述的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。

其中，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。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。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。所述的纤维包括：石棉纤维和/或玻璃纤维。

本发明所述的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。

所述的温拌环氧沥青中，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%。

本发明的另一个目的是提供一种上述的温拌环氧沥青的制备方法，包括以下内容：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。

其中所述A组分的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。

其中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。

本发明的另一个目的是提供一种温拌环氧沥青混合料，其中包含上述的温拌环氧沥青。

具体技术方案为：一种温拌环氧沥青混合料，以混合料重量百分比计，包括以下组分：温拌环氧沥青4.0%～6.0%，矿粉1.0%～3.0%，集料91.0%～95.0%。

其中，所述的集料选自石灰岩、玄武岩、安山岩或花岗岩集料中的至少一种；所述集料的配比符合密级配AC-10、AC-13、AC-16或AC-20中的任意一种。所述的矿粉是由矿石研磨而成，其中粒径小于0.075mm的颗粒所占比例按质量分数计大于70%。

本发明还提供了一种所述温拌环氧沥青混合料的制备方法，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，然后在70℃～110℃下将温拌环氧沥青、集料、矿粉搅拌均匀，即得到温拌环氧沥青混合料。

与现有技术相比，本发明的温拌环氧沥青混合料具有如下优点：

1、本发明的温拌环氧沥青，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。而添加了该温拌环氧沥青温的混合料，还改善了环氧沥青混合料的马歇尔稳定度、抗车辙和抗水侵害能力。

2、所述的温拌剂为自制的温拌剂，在制备温拌剂时，通过在发汗过程中采用强制气流通过蜡层携带出液态组分的方法增强了固态组分与液态组分的分离效果并加快了分离速度；同时利用油溶性可分解物质分解产生的气体在蜡层中形成均匀分散的微小气泡，也有利于液态组分的快速排出；增加发汗过程的恒温阶段等过程，从而制备出使用性能满足要求的沥青温拌剂。得到的温拌剂不仅对沥青具有温拌效果，而且还兼顾了沥青的高温性能，提高了沥青的热稳定性。

3、本发明的方法具有装置投资低、生产过程简单且操作费用低、安全、节能且无溶剂污染环境等优点。

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

（一）制备温拌剂

（1）准备工作和装料

发汗皿板下方垫水；将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以导热油为介质，启动循环系统的加热功能，使循环油升温至94℃。

以中石油吉林石化乙烯厂高密度聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡为原料（滴熔点90.3℃；25℃针入度43 dmm；55℃针入度＞200 dmm，从25℃和55℃的针入度可以看出该聚乙烯蜡中含有大量低熔点物质。），加热至94℃熔化，然后添加占原料重量14.0%的偶氮二环己基甲腈，搅拌均匀后装添到发汗皿内。

（2）结晶

启动循环系统的制冷功能，以2.5℃/h的降温速率使蜡层温度下降至80.0℃。关闭循环系统的制冷功能。

（3）升温-恒温发汗

排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐以接收蜡下；安装发汗皿上部的密封系统；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.1～1.3个大气压（表压），发汗皿皿板下方保持常压；启动循环系统加热功能，以2.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到85.0℃；停压缩机。

启动真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.4～-0.6个大气压（表压），蜡层上方气压保持常压；继续以2.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到90.0℃并恒温4.0小时，以使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离。停真空泵，终止发汗过程。

（4）放料

发汗皿出口换接产品罐，继续升高导热油的温度到110℃，以熔化取出蜡上，即为沥青温拌剂。

沥青温拌剂产品收率为36.7％（相对于原料副产聚乙烯蜡）。沥青温拌剂产品性质：滴熔点94.8℃、25℃针入度2 dmm、55℃针入度23dmm。从25℃和55℃针入度可以看出产物中低熔点物质已基本除去。

（二）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，得到所述的A组分温拌沥青（编号A-1），温拌沥青的性质见表1。

（三）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，徐慢添加到上述混合物中，搅拌均匀，得到所述的B组分环氧树脂组合物（编号B-1）。

（四）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2。

（五）制备环氧沥青混合料

按照温拌环氧沥青、集料、矿粉的质量比为4: 95 : 1的比例，称取温拌环氧沥青、集料、矿粉并加热到110℃。将上述物料一起添加到搅拌釜中，搅拌2分钟，得到本发明温拌环氧沥青混合料。然后制备成各种沥青混合料试件，进行沥青混合料性能评价实验，结果见表3。

实施例2

（一）制备温拌剂

（1）准备工作和装料

发汗皿皿板下方垫水。将发汗皿的密封系统与加压缓冲罐和压缩机连接好；在发汗皿下部安装减压缓冲罐并连接真空泵；将发汗皿夹套和可移动盘管与循环系统连接，将盘管固定在发汗皿上；以导热油为介质，启动循环系统的加热功能，使循环油升温至94℃。

以中石油吉林石化乙烯厂高密度聚乙烯装置副产的聚乙烯蜡为原料（性质同实施例1），加热至94℃熔化，然后添加占原料重量0.03%的过氧化二苯甲酰，搅拌均匀后装添到发汗皿内。

（2）结晶

启动循环系统的制冷功能，以2.5℃/h的降温速率使蜡层温度下降至80.0℃。关闭循环系统的制冷功能。

（3）升温-恒温发汗

排出发汗皿垫水。发汗皿出口连接中间储罐（Ⅰ）以接收蜡下；安装发汗皿上部的密封系统；启动压缩机并保持加压缓冲罐内压力稳定在1.1～1.3个大气压（表压），发汗皿皿板下方保持常压；启动循环系统加热功能，以2.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到85.0℃；停压缩机。

启动真空泵并保持减压缓冲罐内压力稳定在-0.4～-0.6个大气压（表压），蜡层上方气压保持常压；继续以2.5℃/h的升温速率使蜡层温度升高到90.0℃并恒温4.0小时，使蜡层中的固态组分与液态组分充分分离。停真空泵，终止发汗过程。

（4）放料

发汗皿出口换接产品罐，继续升高导热油的温度到110℃，以熔化取出蜡上，即为沥青温拌剂。

沥青温拌剂产品收率为42.2％（相对于原料聚乙烯副产的聚乙烯蜡）、性质：滴熔点94.8℃、25℃针入度6 dmm、55℃针入度38 dmm。从25℃和55℃针入度可以看出发汗产物中低熔点物质已基本除去。

（二）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120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌50min，得到所述的A组分温拌沥青（编号A-2），温拌沥青的性质见表1。

（三）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，得到所述的B组分环氧树脂组合物（编号B-2）。

（四）制备温拌环氧沥青

称取固化剂聚酰胺0.78kg备用（编号C-2）。

称取50 kg 的A-2，加热到120℃；称取10 kg 的B-2，加热到65℃；边搅拌边将B-2添加到A-2中，待全部添加完毕后，搅拌45min；然后添加上述称量好的C-2，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2。

（五）制备温拌环氧沥青混合料

本步骤同实施例1的步骤（五），得到温拌环氧沥青混合料，然后制备成各种沥青混合料试件，进行沥青混合料性能评价实验，结果见表3。

比较例1

称取聚乙烯副产的聚乙烯蜡（性质见实施例1发汗原料）4kg，直接添加到重量为96kg、温度为120℃的阿曼原油110号直馏沥青中，搅拌50min，得到一种沥青（编号W-1），性质见表1。然后按照本发明实施例2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2相同的方法、配比及条件制备环氧沥青，使用情况见表2；按照本发明实施例2相同的方法制备环氧沥青混合料，然后制备成各种沥青混合料试件，进行沥青混合料性能评价实验，结果见表3。

比较例2

按照本发明实施例2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2相同的方法、配比及条件，把B组分环氧树脂组合物和C组分固化剂直接添加到温度为130℃的阿曼原油110号基质沥青中，得到一种环氧沥青，其使用情况见表2；按照本发明实施例2相同的方法制备环氧沥青混合料，然后制备成各种沥青混合料试件，进行沥青混合料性能评价实验，结果见表3。

表1 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<sup>#</sup>	A-1	阿曼110<sup>#</sup>	A-2	W-1
						沥青/kg	-	93	-	96	96
温拌剂/g	-	7000	-	4000
						副产聚乙烯蜡/g	-	-	-	-	4000
芳烃油/g	-	-	-	-	-
						针入度/dmm	56	57	108	105	92
软化点/℃	50.4	56.6	43.6	48.2	48.1
						10℃延度/cm	26	108	＞150	＞150	63
60℃粘度/Pa.s	335	349	123	162	163
						120℃粘度/mPa.s	1148	672	498	271	421
135℃粘度/mPa.s	570	329	255	143	199
						150℃粘度/mPa.s	304	177	143	72	128
165℃粘度/mPa.s	150	87	78	34	53
						180℃粘度/mPa.s	79	45	48	19	32
薄膜实验
						质量变化，%	0.5	0.08	0.9	0.07	1.2
针入度比，%	63	73	55	62	43
						残留10℃延度/cm	4	21	10	60	3

由表1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，直接简单地将副产的聚乙烯蜡添加到基质沥青中，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，并导致沥青薄膜实验后的性质不能达到《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的技术要求。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对沥青的抗热老化性能有负面影响。

表2 环氧沥青的使用情况

性质	实施例1	实施例2	比较例1	比较例2
					施工温度/℃	90～110	80～90	100～120	150～170
20℃时，与钢板粘结强度/MPa	3.22	3.37	1.02	1.11
					50℃时，与钢板粘结强度/MPa	1.16	1.18	0.13	0.61
脆裂温度/℃	-18	-23	-11	-12

由表2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，使沥青的抗热老化性能提高，使用性能也得到改善。

表3 混合料配比及性质

性质	实施例1	实施例2	比较例1	比较例2	规范要求
						集料级配	AC-13	AC-13	AC-13	AC-13
集料用量/ kg	95	95	95	95
						温拌环氧沥青用量/ kg	4	4	4	4
矿粉用量/ kg	1	1	1	1
						混合料性质
马歇尔稳定度/kN	18.5	16.1	8.4	10.6	不小于8
						流值/mm	2.8	2.2	2.5	2.4	1.5～4.5
浸水残留稳定度比,%	89.4	86.1	76.6	76.8	不小于75
						车辙动稳定度,次/mm	4710	4693	1653	2184	不小于1800
冻融劈裂残留强度比,%	83.5	87.0	75.3	73.3	不小于70
						小梁低温弯曲破坏应变/με	2227	2232	1970	1490	不小于2000

由表3可见，当在沥青混合料中加入本发明温拌环氧沥青后，对混合料性质有明显改善，尤其是抗车辙和抗水侵害能力明显提高。

Claims (22)

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；B组分为环氧树脂组合物；C组分为固化剂；

所述的温拌剂采用以下方法制备：

（1）装料：将聚乙烯副产的聚乙烯蜡原料加热熔化后，向其中添加油溶性可分解产生气体的有机物质，搅拌均匀后装入发汗装置；

（2）结晶：以2.0℃/h～4.0℃/h的速率将蜡层降温至原料滴熔点以下5℃～30℃的降温终止温度；

（3）升温-恒温发汗：以1.5℃/h～3.5℃/h的速率升温，蜡层达到预定温度并恒温0.1～5.0小时后停止发汗，在发汗过程中强制气流通过蜡层；所述预定温度为目的产品滴熔点-10℃～目的产品滴熔点；

（4）放料：将发汗装置内的剩余物放出，即为所述温拌剂；

所述的油溶性可分解产生气体的有机物质选自有机偶氮化合物、磺酰肼类化合物、有机亚硝基化合物、有机过氧化物构成的一组物质。

2.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的油溶性可分解产生气体的物质为有机偶氮化合物和/或有机过氧化物。

3.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的油溶性可分解产生气体的有机物质的加入量为原料重量的0.01%～15.00%。

4.按照权利要求3所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的油溶性可分解产生气体的物质的加入量为原料重量的0.03%～8.00%。

5.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的有机偶氮化合物选自偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酰胺和偶氮二环己基甲腈构成的一组物质；所述的磺酰肼类化合物选自苯磺酰肼、对甲苯磺酰肼、4,4’-氧化双(苯磺酰肼)构成的一组物质；所述的有机亚硝基化合物选自二亚硝基五亚甲基四胺和/或N,N′-二甲基N,N′-二亚硝基邻苯二甲酰胺；所述的有机过氧化物选自过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、过氧化二碳酸异丙酯和过氧化二碳酸二环己酯构成的一组物质。

6.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，步骤（2）中所述的降温终止温度为发汗原料滴熔点以下8℃～20℃。

7.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，步骤（3）中所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压和/或在蜡层下方降低气压，使蜡层上下方形成压力差实现，所述的压力差为0.1～5.0个大气压。

8.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，步骤（3）中所述恒温的时间为1.0～5.0小时。

9.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，步骤（3）中所述的强制气流通过蜡层在升温初期实施。

10.按照权利要求7所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层上方增加气压实现，在蜡层上方施加0.2～2.0个大气压的表压压力，而蜡层下方保持为常压。

11.按照权利要求7所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的强制气流通过蜡层采用在蜡层下方降低气压实现，在蜡层上方气压保持常压，而在蜡层下方维持-0.2～-1.0个大气压的表压压力。

12.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的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份和纤维0～40份。

13.按照权利要求12所述的温拌环氧沥青，其特征在于，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；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的混合物；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；所述的纤维包括石棉纤维和/或玻璃纤维。

14.按照权利要求1所述的温拌环氧沥青，其特征在于，所述的固化剂包括乙二胺、间苯二胺、苯二甲胺、聚酰胺、二乙烯三胺中的一种或几种的混合物。

15.按照权利要求12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%。

16.权利要求1-15任意一项所述的温拌环氧沥青的制备方法，包括以下内容：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。

17.按照权利要求16所述的温拌环氧沥青的制备方法，其特征在于，所述A组分温拌沥青的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。

18.按照权利要求16所述的温拌环氧沥青的制备方法，其特征在于，所述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。

19.一种温拌环氧沥青混合料，以混合料重量百分比计，包括以下组分：权利要求1-15任一所述的温拌环氧沥青4.0%～6.0%，矿粉1.0%～3.0%，集料91.0%～95.0%。

20.按照权利要求19所述的温拌沥青混合料，其特征在于，所述的集料选自石灰岩、玄武岩、安山岩或花岗岩集料中的至少一种；所述集料的配比符合密级配AC-10、AC-13、AC-16或AC-20中的任意一种。

21.按照权利要求19所述的温拌沥青混合料，其特征在于，所述的矿粉是由矿石研磨而成，其中粒径小于0.075mm的颗粒所占比例按质量分数计大于70%。

22.权利要求19-21任一所述温拌环氧沥青混合料的制备方法，包括如下步骤：在70℃～110℃下将温拌环氧沥青、集料、矿粉搅拌均匀，得到温拌环氧沥青混合料。