CN108659453B - 一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法 - Google Patents

一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及沥青胶料技术领域，具体涉及一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法。本发明由以下重量百分比的原料组成：石油树脂：40～60％；乙烯‑醋酸乙烯共聚物(EVA)：0～10％；聚乙烯(PE)：0～10％；耐寒剂：20％；抗氧剂：0.2～0.6％；耐候剂：0.2～0.6％；色粉：25％；本发明采用乙烯‑醋酸乙烯共聚物与聚乙烯复配共同作用，改进彩色沥青性能；采用抗氧剂与耐候剂复配共同作用，改善了沥青的抗老化性能，本发明制备方法简单独特，同时兼具提高彩色沥青料的抗老化性能、耐寒性能以及降低熔点，增加熔融分散性等优点，有利于道路施工，有利于推广应用。

Description

一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青胶料技术领域，具体涉及一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法。
背景技术
彩色沥青混凝土路面的研究与应用可追溯到20世纪50年代，近几年才作为一种新型的铺面技术，为营造交通的时代气息，在公路、道路、欧美等国家开始研究，铺就的路面不仅可以与道路周围的建筑艺术更好地协调，而且还可以起到美化城市和诱导交通的作用，彩色沥青并且还能体现出一个国家或一个城市的特色和风格，提升整个城市的形象和功能，显示出现代化的气派和魅力。在这方面的探讨我国开始于80年代初，但在道路上的应用尚少，近几年才开始在自行车绿道、市政道、小区路面或大型广场等场所越来越多的使用。
现有的彩色沥青料还存在着耐寒性、抗老化性较差，工艺中拌合温度过高等诸多缺陷，尤其是彩色沥青料的色材强度和韧性较差、熔融温度高，非常不利于路面施工的问题急需解决。申请号为：201110079350.8，专利名称为温拌型彩色沥青胶结料及其制备工艺的专利申请在制备工艺中加入由聚乙烯蜡、硬脂酸钙、二氧化硅混合熔融而成S-C温拌剂，制备的温拌型彩色沥青胶结料降低了融点粘度，降低了施工能耗，提高了施工质量，但是到目前为止，尚未见到同时兼具提高彩色沥青料的抗老化性能、耐寒性能以及降低熔点，增加熔融分散性的综合技术报导。
发明内容
本发明的主要目的是针对现有技术中的上述不足，提供一种耐寒抗老化彩色改性沥青及其制备方法。
该耐寒抗老化彩色改性沥青具有优异的色材强度和韧性，熔融温度低，耐候性能好，同时具有优异的施工性能，其制备方法简单，有利于推广应用。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种耐寒抗老化彩色改性沥青，由以下重量百分比的原料组成：
石油树脂：40～60％
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：0～10％
聚乙烯(PE)：0～10％
耐寒剂：20％
抗氧剂：0.2～0.6％
耐候剂：0.2～0.6％
色粉：20～25％
其中，所述的石油树脂为采用C5石油树脂或C9石油树脂或C5/C9共聚物，优先采用C5/C9石油树脂共聚物；所述的C5/C9石油树脂共聚物为粉状或颗粒状，软化点要求90～150℃，分子量为1500～5000；作用：彩色沥青基材。
其中，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为熔融指数要求≧1.5g/10min；醋酸乙烯含量5～45％，优选的，所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为25～40％；作用：彩色沥青的改性剂，增加彩色沥青的韧性，改善低温性能，增大彩色沥青的延度。
其中，所述的聚乙烯为选用低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，优选选用熔点在100～115℃的低密度聚乙烯。作用：彩色沥青的改性剂，提高彩色沥青的强度，改善高温性，提高彩色沥青软化点。
其中，所述的耐寒剂选用糠醛抽出油，所述的糠醛抽出油是一种溶剂提取法得到的芳烃副产品，其中芳香烃重量百分比为75～80％，烷烃的重量百分比为12～14％和焦质沥青的重量百分比为8～12％，糠醛抽出油的指标要求：运动粘度(100℃)，25～50mm2/s；芳香烃含量为75～80％，作用：彩色沥青基材，提高彩色沥青的延展性，改善低温性能，增大彩色沥青的延度。
其中，所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合物，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的比例为1：1～1：4，优先的，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的比例为1：2。作用：彩色沥青的功能助剂，提高彩色沥青的耐热加工性能，同时提高抗热老化性能。
其中所述的耐候剂选用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯光稳定剂，分子量为350～520，动力粘度为(25℃)40cps。作用：彩色沥青的功能助剂，提高彩色沥青的抗光老化性能，延长户外照射的使用时间。
进一步的，本发明一种耐寒抗老化彩色改性沥青，由以下重量百分数的原料组成：
石油树脂：45～55％
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：0～8％
聚乙烯(PE)：0～8％
耐寒剂：20％
抗氧剂：0.2～0.3％
耐候剂：0.2～0.4％
色粉：25％
更进一步的，本发明一种耐寒抗老化彩色改性沥青，由以下重量百分数的原料组成：
石油树脂：46.3％
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：4％
聚乙烯(PE)：4％
耐寒剂：20％
抗氧剂：0.3％
耐候剂：0.4％
色粉：25％
原料的重量百分比之和为100％。
本发明一种耐寒抗老化彩色改性沥青的制备方法如下：
步骤一、将耐寒剂糠醛抽出油加热并保持在80～120℃；
步骤二、将石油树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、抗氧剂、1/2重量份的色粉混拌成共混物a；
步骤三、将80～120℃的耐寒剂、耐候剂、剩余的1/2重量份的色粉加入到共混物a中，充分混拌成共混物b；
步骤四、将共混物b利用挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
本发明的有益效果在于：
1、乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚乙烯复配共同作用，改进彩色沥青性能，能够平衡彩色沥青的强度和韧性，使彩色改性沥青性能数值均衡；共同特点是熔点低，使用时易熔融分散。对比专利均无采用乙烯-醋酸乙烯共聚物与聚乙烯复配共同作用，而是选择苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，缺点是产品熔融温度高，不适合干法的彩色改性沥青使用。
2、抗氧剂与耐候剂复配共同作用，改善了沥青的抗老化性能。对比专利都没有对彩色改性沥青进行抗老化性能改性。
3、采用先对糠醛抽出油加热，保持在80～120℃及色粉采用两次加入的混拌工艺，保证混拌更加均匀。对比技术中都没有采用该工艺，使得耐寒剂及色粉混拌不均匀，直接影响产品质量。
具体实施方式
为了更好地描述本发明的技术方案，现举例如下：
原材料准备
石油树脂：C5树脂或C9树脂或C5/C9共聚物，优先C5/C9共聚物，C5/C9共聚物要求：粉状或颗粒状，软化点要求90～150℃，分子量为1500～5000。乙烯-醋酸乙烯共聚物：熔融指数要求≧1.5g/10min；乙酸乙烯含量5～45％，优先25～40％；
聚乙烯：选用低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯，优先低密度聚乙烯。熔点在100～115℃。
耐寒剂：选用糠醛抽出油，指标要求：运动粘度(100℃)，25～50mm2/s；芳香烃含量为＞80％。
抗氧剂：为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合物，比例要求为1：1～1：4，优先比例1：2。
耐候剂：选用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯光稳定剂，分子量为350～520，动力粘度(25℃)，40cps。
实施例1(空白对比例)
步骤一：将20％的耐寒剂加热并保持在80℃；
步骤二：将55％的石油树脂、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一中80℃的耐寒剂、12.5％的颜料色粉加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
实施例2
步骤一：将20％的耐寒剂加热并保持在90℃；
步骤二：将47％的石油树脂、4％的乙烯-醋酸乙烯共聚物、4％的聚乙烯、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一中90℃的耐寒剂、12.5％的颜料色粉加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
实施例3
步骤一：将20％的耐寒剂加热并保持在100℃；
步骤二：将46.3％的石油树脂、8％的乙烯-醋酸乙烯共聚物、0.3％抗氧剂、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一中的100℃的耐寒剂、0.4％的耐候剂、12.5％的颜料色粉加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
实施例4
步骤一：将20％的耐寒剂加热并保持在110℃；
步骤二：将46.3％的石油树脂、8％的聚乙烯、0.3％抗氧剂、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一中的110℃的耐寒剂、0.4％的耐候剂、12.5％的颜料色粉加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
实施例5
步骤一：将20％的耐寒剂加热并保持在120℃；
步骤二：将46.3％的石油树脂、4％的乙烯-醋酸乙烯共聚物、4％的聚乙烯、0.3％抗氧剂、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一中的120℃耐寒剂、0.4％的耐候剂、12.5％的颜料加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
实施例1—5所得一种耐寒抗老化彩色改性沥青产品的实验数据如下：
试验数据
Figure GDA0002617220980000071
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种耐寒抗老化彩色改性沥青，其特征在于：由以下重量百分比的原料组成：
石油树脂：46.3％
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：4％
聚乙烯(PE)：4％
耐寒剂：20％
抗氧剂：0.3％
耐候剂：0.4％
色粉：25％
原料的重量百分比之和为100％；
所述的石油树脂为C5石油树脂或C9石油树脂或C5/C9共聚物；
所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物为熔融指数要求≧1.5g/10min；醋酸乙烯含量5～45％；
所述的聚乙烯为选用低密度聚乙烯或线性低密度聚乙烯；
所述的耐寒剂选用糠醛抽出油，糠醛抽出油的指标要求：运动粘度(100℃)，25～50mm2/s；芳香烃含量为75～80％；
所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合物，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合比例为1：1～1：4；
所述的耐候剂选用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯光稳定剂，分子量为350～520，动力粘度为(25℃)40cps。
2.根据权利要求1所述的一种耐寒抗老化彩色改性沥青，其特征在于：所述的石油树脂为C5/C9石油树脂共聚物；所述的C5/C9石油树脂共聚物为粉状或颗粒状，软化点为90～150℃，分子量为1500～5000。
3.根据权利要求1所述的一种耐寒抗老化彩色改性沥青，其特征在于：所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物的醋酸乙烯含量为25～40％。
4.根据权利要求1所述的一种耐寒抗老化彩色改性沥青，其特征在于：所述的聚乙烯为熔点在100～115℃的低密度聚乙烯。
5.根据权利要求1所述的一种耐寒抗老化彩色改性沥青，其特征在于：所述的抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合物，β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合比例为1：2。
6.一种权利要求1—5任一项所述的耐寒抗老化彩色改性沥青的制备方法，其特征在于：由以下步骤制备：
步骤一、将耐寒剂糠醛抽出油加热并保持在80～120℃；
步骤二、将石油树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯、抗氧剂、1/2重量份的色粉混拌成共混物a；
步骤三、将80～120℃的耐寒剂、耐候剂、剩余的1/2重量份的色粉加入到共混物a中，充分混拌成共混物b；
步骤四、将共混物b利用挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
7.根据权利要求6所述的一种耐寒抗老化彩色改性沥青的制备方法，其特征在于：由以下步骤制备：
步骤一：将20％的耐寒剂糠醛抽出油加热并保持在120℃；
步骤二：将46.3％的石油树脂、4％的乙烯-醋酸乙烯共聚物、4％的聚乙烯、0.3％抗氧剂β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯与三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯的复合物、12.5％的颜料混拌成共混物a；
步骤三：将步骤一的20％的耐寒剂糠醛抽出油、0.4％的耐候剂双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、12.5％的颜料加入步骤二的共混物a,混拌成共混物b；
步骤四：将步骤三得到的共混物b放入挤出机造粒，得到彩色改性沥青。
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