CN108485291A - 一种彩色沥青胶结料及其制备方法 - Google Patents

一种彩色沥青胶结料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种彩色沥青胶结料，包括如下重量份数的各组分：橡胶油60‑70份；石油树脂30‑40份；苯乙烯系嵌段共聚物4‑10份；聚乙烯蜡3‑8份；高粘改性剂3‑8份；溶剂油3‑8份；聚氨酯3‑6份；丁化羟基甲苯0.2‑0.6份；色粉4‑6份。该方法制备的彩色沥青具有比一般的彩色沥青更好的耐高低温性能，粘结力强，抗氧化和抗车辙性能好，而且制备工艺简单，原材料成本低的特点；适合工业化生产，可推广应用。

Description

一种彩色沥青胶结料及其制备方法
技术领域
本发明涉及道路工程用材料技术领域，具体涉及一种彩色沥青胶结料及其制备方法。
背景技术
随着城市经济的飞速发展，高速公路和城市道路等基础建设也稳步向前，各色各样的机动车也开始不断增加，一方面加剧了城市道路的负荷，另一方面驾驶员在单调的道路上行驶容易出现视觉疲劳并造成交通事故。彩色沥青路面的出现及应用，不仅可以有效地疏导交通拥堵，减缓驾驶疲劳，还可以美化环境，改善城市道路。
彩色沥青胶结料主要分为两大类：普通的黑色沥青胶结料和浅色胶结料。这两种胶结料分别存在着不同的制备方法。其中黑色沥青颜色往往黑度高，一般是通过添加颜料覆盖或除去沥青中的沥青质两种方法来改变其颜色，施工工艺较为成熟且成本相对低廉。而浅色胶结料沥青是通过选用合适的高分子材料，在适当的生产技术及合成方法条件下制备得到的与普通沥青使用性能相似的一种类沥青胶结料，其一般为浅色或无色，利用芳香油、聚合物、树脂和其他添加剂调和制成。现有的彩色沥青技术存在价格昂贵、与混合料的粘结性差、高温性能差，耐久性能差等缺点，这也制约了彩色沥青的进一步发展。
有鉴于上述现有的彩色沥青制备存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种彩色沥青胶结料及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的彩色沥青制备存在的缺陷，而提供一种彩色沥青胶结料及其制备方法，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种彩色沥青胶结料，包括如下重量份数的各组分：
作为一种优选的技术方案，所述橡胶油为芳烃基橡胶油。
作为一种优选的技术方案，所述石油树脂为C9石油树脂或C5石油树脂中的任一种或两种的混合物。
作为一种优选的技术方案，所述聚乙烯蜡为分子量为1500～3000的低密度的聚乙烯蜡。
作为一种优选的技术方案，所述苯乙烯系嵌段共聚物为星型苯乙烯系热塑性弹性体。
作为一种优选的技术方案，所述聚氨酯为双组分聚氨酯，为聚醚多元醇与异氰酸酯按照质量1:l缩聚而成的嵌段共聚物。
作为一种优选的技术方案，所述聚醚多元醇选自分子量在2000-4000g/mol之间、官能度为2-3的聚醚多元醇，所述异氰酸酯为官能度在2-3之间的聚合MDI、MDI预聚体或官能度为3的MDI中的任一种。
作为一种优选的技术方案，所述色粉为无机颜料，且所述色粉的粒径在10-15μm之间。
作为一种优选的技术方案，所述高粘改性剂包括如下重量份数的各组分：SBS 40份、SBR 30份、橡胶粉15份、氧化聚乙烯9份、乙烯-醋酸乙烯酯6份。
彩色沥青胶结料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按所述重量份数称取各组分；
步骤2、加热所述橡胶油至155-165℃后，依次加入所述石油树脂、所述聚乙烯蜡和所述高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温30-45min；
步骤3、继续升温至170-175℃后，依次加入所述苯乙烯系嵌段共聚物、所述丁化羟基甲苯、所述溶剂油和所述聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
步骤4、加入所述色粉，搅拌均匀即可。
采用上述技术方案，能够实现以下技术效果：
1)、该方法制备的彩色沥青具有比一般的彩色沥青更好的耐高低温性能，粘结力强，抗氧化和抗车辙性能好，而且制备工艺简单，原材料成本低的特点；适合工业化生产，可推广应用；
2)、以橡胶油、石油树脂作为主料，另外增加苯乙烯系嵌段共聚物作为内部结构的填充，由于其较优异的粘性及溶解性，可在保证胶结料的性能的情况下，尽量减少主料的使用量，另外能够有效提高其高低温性能；
3)、聚氨酯由于其具有较高的机械强度及柔韧性，可进一步提高沥青胶结料的刚性，提升最终形成的沥青路面的抗车辙强度。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的彩色沥青胶结料及其制备方法其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
本发明公开了一种彩色沥青胶结料，包括如下重量份数的各组分：
作为一种优选的技术方案，橡胶油为芳烃基橡胶油，颜色为绿色或墨绿色，主要起到溶剂的作用，改善彩色沥青的柔韧性和低温性能。
作为一种优选的技术方案，石油树脂为C9石油树脂或C5石油树脂中的任一种或两种的混合物。石油树脂的颜色为透明浅黄色，C9石油树脂软化点为130～140℃，分子量在500～1000之间，是胶结料的基础组成，也能提高彩色沥青胶结料的高温性能；C5石油树脂软化点105～115℃，分子量在1500～3500之间，其粘附性能较好。
作为一种优选的技术方案，聚乙烯蜡为分子量为1500～3000的低密度的聚乙烯蜡，呈白色块状，软化点为100-110℃，密度为0.92g/cm3，可增加彩色沥青的柔韧性，增强制品表面光亮性。
作为一种优选的技术方案，苯乙烯系嵌段共聚物为星型苯乙烯系热塑性弹性体，主要作用为提升胶结料的高低温性能，也可以增强胶结料与石料的粘结能力、抗水损害能力，最终达到改善胶结料性能的效果。
作为一种优选的技术方案，聚氨酯为双组分聚氨酯，为聚醚多元醇与异氰酸酯按照质量1:l缩聚而成的嵌段共聚物。聚氨酯的添加可以为彩色沥青提供一定的刚性，提升混合料的抗车辙性能，进一步优化彩色沥青胶结料的性能。
作为一种优选的技术方案，聚醚多元醇选自分子量在2000-4000g/mol之间、官能度为2-3的聚醚多元醇，异氰酸酯为官能度在2-3之间的聚合MDI、MDI预聚体或官能度为3的MDI中的任一种。
作为一种优选的技术方案，色粉为无机颜料，颜色为氧化铁红、钛铬绿或铬黄，且色粉的粒径在10～15μm之间。
丁化羟基甲苯为市售产品，能够有效提升彩色沥青胶结料的抗氧化性能。
作为一种优选的技术方案，高粘改性剂主要由SBS、SBR、橡胶粉、氧化聚乙烯以及乙烯-醋酸乙烯酯混溶而成，配比为40:30:15:9:6，在不改变胶结料基本性能的前提下可以有效提升彩色沥青胶结料的粘附性。
彩色沥青胶结料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按重量份数称取各组分；
步骤2、加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温30-45min；
步骤3、继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
步骤4、加入色粉，搅拌均匀即可。
为了进一步说明本发明，下面结合具体实施例对本发明提供的彩色沥青胶结料及其制备方法进行详细的描述，但不应将其理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
按以下重量份数称取各组分：橡胶油65份、C9石油树脂35份、苯乙烯系嵌段共聚物4份、聚乙烯蜡(PE)7份、高粘改性剂4份、溶剂油3份、聚氨酯3份、丁化羟基甲苯(BHT)0.2份和色粉5份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温30min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)70.1，软化点63.4℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为76.2cm，60℃粘度为638.4Pa·s。
实施例2
按以下重量份数称取各组分：橡胶油60份、C9石油树脂30份、C5石油树脂10份、苯乙烯系嵌段共聚物8份、聚乙烯蜡(PE)3份、高粘改性剂3份、溶剂油7份、聚氨酯5份、丁化羟基甲苯(BHT)0.4份和色粉4份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温45min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)76.3，软化点65.3℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为80.5cm，60℃粘度为671.4Pa·s。
实施例3
按以下重量份数称取各组分：橡胶油70份、C9石油树脂25份、C5石油树脂5份、苯乙烯系嵌段共聚物9份、聚乙烯蜡(PE)6份、高粘改性剂6份、溶剂油5份、聚氨酯3份、丁化羟基甲苯(BHT)0.5份和色粉5份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温40min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)73.6，软化点60.8℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为73.2cm，60℃粘度为584.7Pa·s。
实施例4
按以下重量份数称取各组分：橡胶油65份、C9石油树脂27份、C5石油树脂8份、苯乙烯系嵌段共聚物10份、聚乙烯蜡(PE)3份、高粘改性剂3份、溶剂油8份、聚氨酯4份、丁化羟基甲苯(BHT)0.6份和色粉6份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温45min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)71.5，软化点70.9℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为77.8cm，60℃粘度为631.2Pa·s。
实施例5
按以下重量份数称取各组分：橡胶油67份、C9石油树脂23份、C5石油树脂10份、苯乙烯系嵌段共聚物6份、聚乙烯蜡(PE)5份、高粘改性剂4份、溶剂油5份、聚氨酯6份、丁化羟基甲苯(BHT)0.4份和色粉5份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温45min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)68.5，软化点66.5℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为72.6cm，60℃粘度为658.8Pa·s。
实施例6
按以下重量份数称取各组分：橡胶油67份、C9石油树脂26份、C5石油树脂7份、苯乙烯系嵌段共聚物5份、聚乙烯蜡(PE)4份、高粘改性剂7份、溶剂油6份、聚氨酯4份、丁化羟基甲苯(BHT)0.3份和色粉5份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温45min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)73.4，软化点68.7℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为68.4cm，60℃粘度为687.2Pa·s。
实施例7
按以下重量份数称取各组分：橡胶油70份、C9石油树脂22份、C5石油树脂8份、苯乙烯系嵌段共聚物7份、聚乙烯蜡(PE)5份、高粘改性剂8份、溶剂油4份、聚氨酯5份、丁化羟基甲苯(BHT)0.4份和色粉6份。
加热橡胶油至155-165℃后，依次加入石油树脂、聚乙烯蜡和高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温45min；
继续升温至170-175℃后，依次加入苯乙烯系嵌段共聚物、丁化羟基甲苯、溶剂油和聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
加入色粉，搅拌均匀即可。
配置得到的彩色沥青胶结料基本性能指标如下：针入度(1/10mm)72.7，软化点64.2℃，10℃延度大于100cm，老化后延度为67.6cm，60℃粘度为662.1Pa·s。
以下为本发明实施例1-实施例7的实验数据与技术标准的对比表：
表1性能检测结果
注：标准为《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》CJJ/T218-2014。
从表1中数据可知，采用本发明的配方及制备方法制得的制品的针入度、软化点、延度及粘度均在《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》CJJ/T218-2014要求的范围内，且明显优于该技术标准的相关要求，说明其具有较优异的性能，满足施工的需求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种彩色沥青胶结料，其特征在于，包括如下重量份数的各组分：
橡胶油 60-70份
石油树脂 30-40份
苯乙烯系嵌段共聚物 4-10份
聚乙烯蜡 3-8份
高粘改性剂 3-8份
溶剂油 3-8份
聚氨酯 3-6份
丁化羟基甲苯 0.2-0.6份
色粉 4-6份。
2.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述橡胶油为芳烃基橡胶油。
3.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述石油树脂为C9石油树脂或C5石油树脂中的任一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述聚乙烯蜡为分子量为1500~3000的低密度的聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述苯乙烯系嵌段共聚物为星型苯乙烯系热塑性弹性体。
6.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述聚氨酯为双组分聚氨酯，为聚醚多元醇与异氰酸酯按照质量1:l缩聚而成的嵌段共聚物。
7.根据权利要求6所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述聚醚多元醇选自分子量在2000-4000g/mol之间、官能度为2-3的聚醚多元醇，所述异氰酸酯为官能度在2-3之间的聚合MDI、MDI预聚体或官能度为3的MDI中的任一种。
8.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述色粉为无机颜料，且所述色粉的粒径在10~15μm之间。
9.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料，其特征在于，所述高粘改性剂包括如下重量份数的各组分： SBS 40份、SBR 30份、橡胶粉15份、氧化聚乙烯9份、乙烯-醋酸乙烯酯6份。
10.根据权利要求1所述的彩色沥青胶结料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、按所述重量份数称取各组分；
步骤2、加热所述橡胶油至155-165℃后，依次加入所述石油树脂、所述聚乙烯蜡和所述高粘改性剂，并搅拌混合均匀，保温30-45min；
步骤3、继续升温至170-175℃后，依次加入所述苯乙烯系嵌段共聚物、所述丁化羟基甲苯、所述溶剂油和所述聚氨酯，保持温度稳定且保温1h；
步骤4、加入所述色粉，搅拌均匀即可。
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