CN109810518A - 一种彩色沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色沥青及其制备方法，所述彩色沥青由以下重量份的组分制备而成：高粘度无色石蜡油30～45份、沙林树脂8～18份、POE 3‑6份、浅色松香5‑10份、交联聚乙烯5～10份、无机颜料2～15份、增稠剂6～15、填料5～15。所述彩色沥青的色彩多样，可满足不同应用环境对色彩的不同要求，具有抗剥落、耐高温、耐候不变色、高粘附性、防水性的特点，具备满足热拌沥青要求的所有特性，应用范围广，除了起到一般的道路指示功能外，还兼具视觉美感和警示作用等。

Description

一种彩色沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及沥青改性应用领域，特别涉及一种彩色沥青及其制备方法。

背景技术

沥青是原油加工过程的一种产品，在常温下是黑色或黑褐色的粘稠的液体、半固体或固体，主要含有烃类及非烃类衍生物，是大众非常熟悉的黑色铺路材料。

随着科技发展，逐渐出现了各式各样的彩色沥青，其中，一种是通过沥青直接改性而得，这种胶结料具备沥青的抗老化能力强的特点，颜色为棕红色；一种是通过黑色沥青直接脱色生产无色胶结料再加上色料制成；还有一种是模仿石油沥青组分，采用石油树脂与高分子改性剂、颜料等共混改性而成的胶结料，是发展最快的一种彩色沥青材料。

彩色沥青三大指标需要达到基质沥青技术指标要求，其技术要求符合 CJJ/T218-2014《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》。根据其路用性能 LS系列彩色沥青分为基质、改性、特种三大类，适应彩色铺装市场各种不同需求。城市中彩色沥青铺装主要适用于绿道、自行车道、步行道、景观园林道路等各类慢行系统及景观道路铺装。随着我国高速公路建设的不断发展和要求的提高，高速公路的一些警示区也逐渐采用彩色沥青铺设，因此对彩色沥青的需求也日益增长。

但是，现有的彩色沥青容易剥落，高温条件下不稳定，耐候性能和粘附性能欠佳等问题，需要进一步改进。

发明内容

本发明提出一种由石油树脂与高分子改性剂、颜料等共混改性而成的彩色沥青及其制备方法，这种彩色沥青的色彩多样，具有抗剥落、耐高温、耐候不变色、高粘附性的特点，符合热拌沥青所要求达到的各项指标，解决了现有的彩色沥青容易剥落，高温条件下不稳定，耐候性能和粘附性能欠佳的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种彩色沥青，由以下重量份的组分制备而成：

高粘度无色石蜡油30～45份、沙林树脂8～18份、POE 3-6份、浅色松香5- 10份、交联聚乙烯5～10份、无机颜料2～15份、增稠剂6～15、填料5～15。

具体地，沙林树脂为杜邦公司生产的树脂，是乙烯-甲基丙烯酸为基的离子聚合物，具有优异的低温抗冲击韧性、抗磨损、刮擦性能好、抗化学药品性能、粘合力好，并且透明性能好，透光率约为80～92％。

高粘度石蜡油的低芳香烃含量和低挥发性相，耐候性好，低芳烃含量提高了彩色沥青的抗氧化降解性能、低挥发性，有助于防止彩色沥青的老化收缩，并且有利于改善沥青的不良外观(如粗糙、有气泡)，这两种特性有利于延长彩色沥青的使用寿命。

POE是乙烯和辛烯的高聚物，是一种聚烯烃弹性体材料，耐候性好，分散性好，自粘性和互粘性好，并且POE抗紫外线老化性能好，适合户外使用，透明度高，韧性和延展性能好。

交联聚乙烯的耐热性能好，工作温度可提高到90℃，优良的耐环境应力开裂性能、耐化学药品腐蚀性能。

上述各种组份相互配合，形成一个有机的无色高分子材料体系，并被赋予优良的沥青性能，具有沥青的粘度、耐热性、韧性、硬度和强度等，综合性能好；并且由于上述各成分的透明度高，制备形成的高分子材料不含有遮蔽性色彩，加入无机颜料后，就形成各种颜色的沥青，由于具有很好的透光性，彩色沥青的色彩饱和度和纯度高，具有更高的辨识度，具有更高的色彩质量和经济价值。其中，无机颜料可选择红色、黄色、绿色、蓝色、灰色或棕色等符合中华人民共和国国标色规定的各种颜色。

所述的彩色沥青中，高粘度无色石蜡油的运动粘度大于56mm²/s (100℃)，其粘度满足高粘沥青的要求，使彩色沥青不仅能适用于普通路面的施工，还特别适合高透水路面，扩大彩色沥青的应用范围。

所述的彩色沥青中，沙林树脂的熔体流动速率(190℃/2.16kg)为3.5～10.5 g/10min，熔点为98～110℃。这种参数特征的沙林树脂对于提高彩色沥青的耐热性、柔韧性起关键作用，同时，也起到了其他组份的相容化剂作用。

所述的彩色沥青中，所述POE是乙烯和辛烯的高聚物，数均分子量为 5.5～8.5万。这种分子量范围的POE材料与其他组分配合能显著提高彩色沥青的抗开裂性能。

所述的彩色沥青中，浅色松香是改性脱色松香，软化点为96～110℃。松香低分子树脂的加入有利于改善沥青的加工性能，提高低温流动性。

所述的彩色沥青中，所述交联聚乙烯为有机过氧化物交联聚乙烯或硅烷交联聚乙烯。

所述的彩色沥青中，所述填料为重质碳酸钙、双飞粉或硅灰石，目数为 50～200目。其中，此目数的填料利于分散，提高了沥青的表面硬度，与骨料配合提高了路面沥青的抗车辙能力。

所述的彩色沥青中，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、硅藻土、或纳米蒙脱土。

所述纳米蒙脱土是一种粘土材料，具有优良的溶胀性能，作为无机高分子增稠剂。纳米蒙脱土将层内亲水层转变为疏水层，从而使其他组分与蒙脱土有更好的界面相容性。具有良好的分散性能，可提高彩色沥青的抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等。

优选地，所述纳米蒙脱土采用插层聚合改性工艺改性的亲油性改性纳米蒙脱土。亲油改性的增稠剂在本发明的有机高分子材料中的分散性能更好，便于发挥更好的增稠剂性能。

本发明还提供一种如上所述的彩色沥青的制备方法，步骤如下：

S1、将相应重量份数的石蜡油、无机颜料、纳米蒙脱土、硅灰石在高速混合机混合15-25min，转速300～500rpm，得到物料1；

S2、将相应重量份数的沙林树脂、POE、浅色松香、交联聚乙烯在高速混合机中混合均匀，高速混合机转速为200～400rpm，混合时间为3-7min，得到物料 2；

S3、将物料2加入到挤出机的主喂料口中，同时将物料1加入到挤出机的侧喂料口中进行造粒，造粒温度为170～210℃，螺杆转速为200～300rpm，将切粒后得到的粒料经过50-70℃、1-3h干燥后，得到彩色沥青原料。

本发明的有益效果是：

1、所述彩色沥青的色彩多样，可满足不同应用环境对色彩的不同要求；

2、所述彩色沥青具有抗剥落、耐高温、耐候不变色、高粘附性、防水性的特点，具备满足热拌沥青要求的所有特性；可以应用于步行道、园林公园景观道、道路路口警示区、高速公路减速带等场所，除了起到一般的道路通行功能外，具有视觉美感，兼具警示作用等。

3、因本发明所用的基体高分子材料本身不含有遮蔽性色彩，加入颜料后呈现的颜色色彩更鲜艳逼真，与传统的石油树脂和SBS热塑性弹性体体系的彩色沥青相比，具有更高的色彩质量和经济价值，具有更好的市场前景。

4、所述彩色沥青的生产原料成本低，生产工艺简单，适合工业化生产，可推广应用。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)将石蜡油35份、无机颜料5份、纳米蒙脱土8、硅灰石12在高速混合机混合20min，转速400rpm，得到物料1；

(2)将沙林树脂15份、POE 5份、浅色松香10份、交联聚乙烯10份在高速混合机中混合均匀，高速混合机转速为400rpm，时间为5min，得到物料2；

(3)将步骤二中物料2从主喂料口，步骤一物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190℃，螺杆转速为200rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过60℃、2h干燥后，得到彩色沥青原料。

实施例2

(1)将石蜡油45份、无机颜料5份、纳米蒙脱土15、硅灰石5在高速混合机混合20min，转速400rpm，得到物料1；

(2)将沙林树脂10份、POE 5份、浅色松香8份、交联聚乙烯7份在高速混合机中混合均匀，高速混合机转速为400rpm，时间为5min，得到物料2；

(3)将步骤二中物料2从主喂料口，步骤一物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190℃，螺杆转速为200rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过60℃、2h干燥后，得到彩色沥青原料。

对比例1

(1)将稠油20份、石油树脂25份、无机颜料5份、碳酸钙5在高速混合机混合20min，转速400rpm，得到物料1；

(2)将SBS 20份、SEBS 5份、松香12份、交联聚乙烯8份在高速混合机中混合均匀，高速混合机转速为400rpm，时间为5min，得到物料2；

(3)将步骤二中物料2从主喂料口，步骤一物料1从侧喂料口加入平行双螺杆挤出机中造粒，造粒温度为190℃，螺杆转速为200rpm，采用水冷切粒，将所得粒料经过60℃、2h干燥后，得到对照组的沥青原料。

实施例3

彩色沥青混合料的制备方法如下：

将25％的质量分数的上述2个实施例和对比例1中制备的彩色沥青原料和少量交联剂、分散剂等助剂添加到温度条件为180±5℃的沥青骨料(粗骨料、细骨料、矿粉)中，通过搅拌车的磨剪切、研磨30min，搅拌发育即成彩色沥青混合料。

对各个实施例的沥青原料制备形成的沥青混合料进行性能测试，测试方法为：《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)。

测试结果如下表所示：

根据以上试验数据可知，与对比例1相比，实施例1和实施例2所制备的彩色沥青原料的软化点、针入度、黏度、饱和度等方面均有优良的性能，尤其是60℃动力黏度和饱和度性能优异。因此，相对于现有的SBS体系，本发明提供的沥青混合料的综合性能得到显著提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种彩色沥青，其特征在于，所述彩色沥青由以下重量份的组分制备而成：

高粘度无色石蜡油30～45份、沙林树脂8～18份、POE 3-6份、浅色松香5-10份、交联聚乙烯5～10份、无机颜料2～15份、增稠剂6～15、填料5～15。

2.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，高粘度无色石蜡油的运动粘度大于56mm²/s(100℃)。

3.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，沙林树脂的熔体流动速率(190℃/2.16kg)为3.5～10.5g/10min，熔点为98～110℃。

4.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，所述POE是乙烯和辛烯的高聚物，数均分子量为6.5～8.5万。

5.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，浅色松香是改性脱色松香，软化点为96～110℃。

6.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，所述交联聚乙烯为有机过氧化物交联聚乙烯或硅烷交联聚乙烯。

7.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，所述填料为重质碳酸钙、双飞粉或硅灰石，填料目数为50～200目。

8.根据权利要求1所述的彩色沥青，其特征在于，所述增稠剂为聚丙烯酰胺、硅藻土、或纳米蒙脱土。

9.根据权利要求8所述的彩色沥青，其特征在于，所述纳米蒙脱土是采用插层聚合改性工艺改性的亲油性改性纳米蒙脱土。

10.一种权利要求1-9中任一项所述的彩色沥青的制备方法，其特征在于，步骤如下：

S1、将相应重量份数的石蜡油、无机颜料、纳米蒙脱土、硅灰石在高速混合机混合15-25min，转速300～500rpm，得到物料1；

S2、将相应重量份数的沙林树脂、POE、浅色松香、交联聚乙烯在高速混合机中混合均匀，高速混合机转速为200～400rpm，混合时间为3-7min，得到物料2；

S3、将物料2加入到挤出机的主喂料口中，同时将物料1加入到挤出机的侧喂料口中进行造粒，造粒温度为170～210℃，螺杆转速为200～300rpm，将切粒后得到的粒料经过50-70℃、1-3h干燥后，得到彩色沥青原料。