CN110423310A - 一种改性聚乙烯蜡及其制备方法与在沥青中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性聚乙烯蜡及其制备方法与在沥青中的应用，聚乙烯蜡的改性包括以下步骤：步骤S1，聚乙烯蜡的改性；步骤S2，改性聚乙烯蜡的乳化；改性聚乙烯蜡在沥青中的应用，包括以下步骤：取100份沥青基质放入到反应器中，将反应器加热到150～180℃，保持恒温，然后，在搅拌条件下，向沥青基质中加入5～8份乳化后的改性聚乙烯蜡，控制搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为2～3h，接着，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌时间为1h，得到改性沥青。本发明聚乙烯蜡改性和乳化的方法简单，方便操作，对设备的要求较低；改性聚乙烯蜡能够显著增强沥青的抗老化性，提高沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设养护成本。

Description

一种改性聚乙烯蜡及其制备方法与在沥青中的应用
技术领域
本发明涉及聚乙烯蜡在沥青改性技术领域，尤其是一种改性聚乙烯蜡及其制备方法与在沥青中的应用。
背景技术
随着我国经济和科学技术的飞速发展，公路行业紧跟着发展的步伐，也获得了长足的发展。由于国家经济建设发展快速，现有的高速公路网络已经不能满足现有的经济建设需求，国家提出了建设更完善的高速公路体系，众多的专家学者以及科硏机构在国家的号召下投身道路行业，解决了众多道路关键性技术性问题，使得我国高速公路建设技术大步发展。从此我国再一次提升了高速公路的建设步伐。目前，我国高速公路建设釆用放射线与纵横网格相结合的方案，现阶段着力打造“7918”公路网。截至2017年3月底，我国高速公路通车总里程达到12.5万公里，远远超过其他国家，世界都被我们的“中国速度”所震撼。在科研人员的不断努力下，仅用二十年时间实便现了中国高速公路建设的大跨越、大发展。建设完善的公路网状体系，对于我国的经济发展建设具有不可替代的重大作用，完美的诠释了“要想富，先修路”。公路的发展建设，有效的把我国各个地区联系起来，各省市以资源互补的方式实现经济的快速增长。
沥青道路具有抗滑性好、耐久性高、噪声低、行车平整度高、易养护等众多优点，被广泛用于公路，特别在高速公路建设中使用非常广泛。但是随着专家学者对沥青路面硏究得不断加深，沥青路面在长期使用过程中在温度、氧、光的作用下会发生内部组分的变化，导致沥青老化，从而使沥青路面的使用性能降低。因而提高沥青抗老化性能，提高使用性能和延长沥青路面的使用寿命是十分必要的。
发明内容
为了克服现有技术中所存在的缺陷，本发明提供一种改性聚乙烯蜡及其制备方法与在沥青中的应用。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，聚乙烯蜡的改性：首先取50份聚乙烯蜡加入到反应器中，然后向反应器中加入30～50份二甲苯，并对反应器进行加热搅拌，使聚乙烯蜡完全溶解；待聚乙烯蜡完全溶解后，向反应器中逐滴加入3～5份引发剂，搅拌均匀后，继续逐滴加入5～10份丙烯酸，在回流条件下，保持反应温度为80℃，反应2～4h；然后，将反应得到的产物倒入盛有250～500份无水乙醇的容器中，有絮状沉淀产生，充分搅拌后，过滤，干燥，得到改性聚乙烯蜡；
改性过程发生过程如下：首先，在一定温度下，引发剂发生均裂产生自由基，自由基与聚乙烯蜡分子生成聚乙烯蜡自由基，然后聚乙烯蜡自由基进攻丙烯酸分子；然后，进行分子链转移；最后，通过结合终止和歧化终止，使自由基与自由基相互作用失去活性；
步骤S2，改性聚乙烯蜡的乳化：取上述步骤S1得到的改性聚乙烯蜡放入反应釜中，然后向反应釜中加入10～15份乳化剂，并对反应釜进行加热，使混合物熔化，在搅拌条件下，向反应釜中加入80～90℃的去离子水50～100份，然后，继续对反应釜进行加热，控制反应温度为95～100℃，控制搅拌速度为 500～700r/min，反应时间为1～1.5h，反应结束后，保持500～700r/min的搅拌速度，冷却至室温。
上述的一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，所述步骤S1中的引发剂为叔丁基过氧化氢引发剂。
上述的一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，所述步骤S2中的乳化剂为十六烷基三甲基溴化胺或十九烷基三甲基氯化铵。
上述的一种改性聚乙烯蜡在沥青中的应用，包括以下步骤：常温下，取 100份沥青基质放入到反应器中，将反应器加热到150～180℃，保持恒温，然后，在搅拌条件下，向沥青基质中加入5～8份乳化后的改性聚乙烯蜡，控制搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为2～3h，接着，控制搅拌速度为 200～300r/min，搅拌时间为1h，得到改性沥青。
与现有技术相比本发明具有以下优点和突出性效果：
本发明的有益效果是，本发明聚乙烯蜡改性和乳化的方法简单，方便操作，对设备的要求较低；改性聚乙烯蜡能够显著增强沥青的抗老化性，提高沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设养护成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明实施例1聚乙烯蜡与改性聚乙烯蜡的红外谱图，其中，(a) 为聚乙烯蜡，(b)为改性聚乙烯蜡。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。
【实施例1】
一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，聚乙烯蜡的改性：首先取50份聚乙烯蜡加入到反应器中，然后向反应器中加入30份二甲苯，并对反应器进行加热搅拌，使聚乙烯蜡完全溶解；待聚乙烯蜡完全溶解后，向反应器中逐滴加入3份引发剂，搅拌均匀后，继续逐滴加入5份丙烯酸，在回流条件下，保持反应温度为80℃，反应2h；然后，将反应得到的产物倒入盛有250份无水乙醇的容器中，有絮状沉淀产生，充分搅拌后，过滤，干燥，得到改性聚乙烯蜡；
步骤S2，改性聚乙烯蜡的乳化：取上述步骤S1得到的改性聚乙烯蜡放入反应釜中，然后向反应釜中加入10份乳化剂，并对反应釜进行加热，使混合物熔化，在搅拌条件下，向反应釜中加入80℃的去离子水50份，然后，继续对反应釜进行加热，控制反应温度为95℃，控制搅拌速度为500r/min，反应时间为1h，反应结束后，保持500r/min的搅拌速度，冷却至室温。
进一步的，所述步骤S1中的引发剂为叔丁基过氧化氢引发剂。
进一步的，所述步骤S2中的乳化剂为十六烷基三甲基溴化胺。
上述的一种改性聚乙烯蜡在沥青中的应用，包括以下步骤：常温下，取 100份沥青基质放入到反应器中，将反应器加热到150℃，保持恒温，然后，在搅拌条件下，向沥青基质中加入5份乳化后的改性聚乙烯蜡，控制搅拌速度为600r/min，搅拌时间为2h，接着，控制搅拌速度为200r/min，搅拌时间为1h，得到改性沥青。
【实施例2】
一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，包括以下步骤：
步骤S1，聚乙烯蜡的改性：首先取50份聚乙烯蜡加入到反应器中，然后向反应器中加入50份二甲苯，并对反应器进行加热搅拌，使聚乙烯蜡完全溶解；待聚乙烯蜡完全溶解后，向反应器中逐滴加入5份引发剂，搅拌均匀后，继续逐滴加入8份丙烯酸，在回流条件下，保持反应温度为80℃，反应3h；然后，将反应得到的产物倒入盛有400份无水乙醇的容器中，有絮状沉淀产生，充分搅拌后，过滤，干燥，得到改性聚乙烯蜡；
步骤S2，改性聚乙烯蜡的乳化：取上述步骤S1得到的改性聚乙烯蜡放入反应釜中，然后向反应釜中加入15份乳化剂，并对反应釜进行加热，使混合物熔化，在搅拌条件下，向反应釜中加入85℃的去离子水90份，然后，继续对反应釜进行加热，控制反应温度为100℃，控制搅拌速度为700r/min，反应时间为1.5h，反应结束后，保持600r/min的搅拌速度，冷却至室温。
进一步的，所述步骤S1中的引发剂为叔丁基过氧化氢引发剂。
进一步的，所述步骤S2中的乳化剂为十九烷基三甲基氯化铵。
上述的一种改性聚乙烯蜡在沥青中的应用，包括以下步骤：常温下，取 100份沥青基质放入到反应器中，将反应器加热到180℃，保持恒温，然后，在搅拌条件下，向沥青基质中加入8份乳化后的改性聚乙烯蜡，控制搅拌速度为800r/min，搅拌时间为3h，接着，控制搅拌速度为300r/min，搅拌时间为1h，得到改性沥青。
【对比例1】
普通市售沥青。
为了更为直观反映改性沥青的老化性能，采用普通沥青与实施例1、实施例2作为对比参照组进行沥青旋转薄膜老化试验，测试沥青老化前后的25℃针入度、5℃延度、软化点和质量的变化量，测试结果如下表1：
从上述结果中可以看出，沥青中添加了乳化后改性的聚乙烯蜡，其耐老化性能增强。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，聚乙烯蜡的改性：首先取50份聚乙烯蜡加入到反应器中，然后向反应器中加入30～50份二甲苯，并对反应器进行加热搅拌，使聚乙烯蜡完全溶解；待聚乙烯蜡完全溶解后，向反应器中逐滴加入3～5份引发剂，搅拌均匀后，继续逐滴加入5～10份丙烯酸，在回流条件下，保持反应温度为80℃，反应2～4h；然后，将反应得到的产物倒入盛有250～500份无水乙醇的容器中，有絮状沉淀产生，充分搅拌后，过滤，干燥，得到改性聚乙烯蜡；
步骤S2，改性聚乙烯蜡的乳化：取上述步骤S1得到的改性聚乙烯蜡放入反应釜中，然后向反应釜中加入10～15份乳化剂，并对反应釜进行加热，使混合物熔化，在搅拌条件下，向反应釜中加入80～90℃的去离子水50～100份，然后，继续对反应釜进行加热，控制反应温度为95～100℃，控制搅拌速度为500～700r/min，反应时间为1～1.5h，反应结束后，保持500～700r/min的搅拌速度，冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的引发剂为叔丁基过氧化氢引发剂。
3.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯蜡及其制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的乳化剂为十六烷基三甲基溴化胺或十九烷基三甲基氯化铵。
4.根据权利要求1所述的一种改性聚乙烯蜡在沥青中的应用，其特征在于，包括以下步骤：常温下，取100份沥青基质放入到反应器中，将反应器加热到150～180℃，保持恒温，然后，在搅拌条件下，向沥青基质中加入5～8份乳化后的改性聚乙烯蜡，控制搅拌速度为600～800r/min，搅拌时间为2～3h，接着，控制搅拌速度为200～300r/min，搅拌时间为1h，得到改性沥青。
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