CN114806193A - 一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用，属于改性材料技术领域。其制备原料包括以下重量份数的组分：热塑性树脂590～600份，粘性树脂225～235份，硬质酸锌4～6份。本发明提供了直投式高粘沥青改性剂，无需提前制备高粘改性沥青，只需在使用时采用人工或自动投料加入沥青混合料中，经集料剪切搅拌即可形成高粘改性沥青混合料。

Description

一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于改性材料技术领域，具体涉及一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
透水路面，即通过路面大孔隙(18％-25％)使路面积水排入地下，可有效地改善城市生态平衡系统。雨天，当雨量较小时，路面积水可全部通过排水路面排入地下；当雨量较大时，可将部分路面积水排入地下，有效缓解排水系统的压力，使得雨水大量回渗到地下，保持地下水位平衡，减少水资源浪费，避免城市内涝，改善城市生态环境；排水路面还可减少路面炫光、水漂等现象，此外还可提高路面抗滑性，减少路面噪音，减少雨天交通事故，极大改善雨天的行车安全性。建设高效的排水路面，是海绵城市的重要组成部分，可有效的缓解热岛效应，平衡城市生态环境系统。
然而，正是因为排水路面孔隙率较大，使得沥青胶浆与集料的粘附面积减少，黏附性减弱；雨水、空气、阳关及尘土等易进入路面内部，水损害的影响增大，使得路面积水频繁冲刷沥青混合料，易造成集料脱落，由于我国重载、超载交通的特点，使得这一现象尤其明显，造成路面耐久性严重下降，久而久之使得路面病害频发。
对于排水路面，一般采用高粘改性沥青制备沥青混合料。而高粘改性沥青，其60℃动力粘度应≥20000Pa·S，粘附性、抗剪切变形能力、耐久性及高低温性能等均明显优于普通沥青，可有效改善排水路面的诸多病害。
此外，传统的高粘改性沥青其制备工艺是，先将改性剂与沥青高温剪切熔融共混，储存于料场，再运输至施工现场。造成一定程度的老化，性能下降以及较大的离析，使得制备的排水路面无法达到理想效果。
我国目前高粘改性剂主要依靠进口，价格昂贵，极大提高了排水路面的建设成本，阻碍了国内排水路面的推广，应研发一种拥有自主知识产权，价格适宜，性能优良的直投式沥青高粘改性剂。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种直投式高粘沥青改性剂及其制备方法和应用，本发明提供了直投式高粘沥青改性剂，无需提前制备高粘改性沥青，只需在使用时采用人工或自动投料加入沥青混合料中，经集料剪切搅拌即可形成高粘改性沥青混合料。
本发明第一个目的是提供一种直投式高粘沥青改性剂，其制备原料包括以下重量份数的组分：热塑性树脂590～600份，粘性树脂225～235份，硬质酸锌4～6份。
优选的，其制备原料还包括以下重量份数的组分：145～165份填充油，4～6份抗氧化剂。
更优选的，其制备原料还包括以下重量份数的组分：重钙粉3～5份。
更优选的，所述填充油为46号发动机润滑油，所述重钙粉为大于1000目的超细碳酸钙，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
优选的，所述热塑性树脂为SEBS；所述粘性树脂为石油树脂。
优选的，所述硬质酸锌在75um筛过筛时，通过率≥99.5％。
本发明第二个目的是提供一种直投式高粘沥青改性剂的制备方法，包括以下步骤：
按配方称取各原料，在高速混料机中先加入热塑性树脂、粘性树脂、填充油，混合均匀得第一物料；
将硬脂酸锌、抗氧化剂、重钙粉加入到第一物料中，混合均匀得第二物料；
将第二物料通过造粒，即得直投式高粘沥青改性剂。
本发明第三个目的是提供一种直投式高粘沥青改性剂在制备沥青中的应用。
本发明第四个目的是提供一种直投式高粘改性沥青，包括基质沥青及上述的直投式高粘沥青改性剂，所述改性剂的用量为所述基质沥青的11～13wt％。
本发明第五个目的是提供一种直投式高粘改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将基质沥青加热至170～180℃后，加入上述的直投式高粘沥青改性剂，搅拌均匀，即得高粘改性沥青。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂在加热的沥青中即可熔融，易于搅拌、分散，与沥青有很好的相容性，无需高速剪切设备即可达到理想效果，实现改性沥青的快速生产。
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂为颗粒状，易于包装、运输、储存，使用方便。
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂用于制备高粘改性沥青时，操作简单易实现，不需要额外的高粘沥青改性设备，避免了高粘改性沥青离析、储存等问题，
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂，可显著提高高粘改性沥青的60℃动力粘度，同时，其135℃粘度稍有降低，135℃粘度降低有利于高粘沥青混合料施工时，摊铺、碾压。
本发明针对传统高粘改性沥青的问题，提供了一种价格低廉，性能优良的直投式高粘沥青改性剂，无需提前制备高粘改性沥青，只需在使用时采用人工或自动投料加入沥青混合料中，经集料间剪切、搅拌即可形成高粘改性沥青混合料。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述实施例中采用的原料规格如下：
基质沥青的型号为SK-70#沥青。
热塑性树脂为SEBS；具体参数如下：脆化温度≤-60℃，最高使用温度≥140℃，熔融指数(g/10min)＜1.0，硬度82～84，断裂伸长率595～605％，一星期老化下降率≤10％。
粘性树脂为：石油树脂，具体参数如下：固体份≥99.9％，含量≥99.9％，相对密度0.97～1.04，软化点90～140℃，玻璃化温度81℃，折射率1.512，闪点260℃，酸值0.1～1.0，碘值30～120。
填充油为：46号发动机润滑油；具体参数如下：40℃动力粘度：40-50mm2/s，执行标准为TO625-2000。
硬质酸锌细度要求：75um筛通过率≥99.5％，执行标准HG/T3667-2000。
超细碳酸钙细度要求：45um筛通过率≥99.6％，执行标准HG/T2226-2000。
日本高粘改性剂TPS，具体参数如下：淡黄色颗粒状，密度0.98g/cm3，灰分0.2％，熔融流动指数MFI(10kg/190℃)7.2g/10min，300％定伸拉力0.3MPa，伸长率1284％。
某国产高粘改性剂，淡黄色颗粒状，密度0.94g/cm3，灰分0.5％，熔融流动指数MFI(10kg/190℃)6.9g/10min，300％定伸拉力0.3MPa，伸长率1256％。
实施例1
一种直投式高粘沥青改性剂，以重量份数计，由以下原料制成：热塑性树脂600份，粘性树脂235份，填充油155份，抗氧化剂5份，硬质酸锌5份。此外加入5重量份超细碳酸钙。
其中：所述的热塑性树脂为SEBS602；所述的粘性树脂为石油树脂；所述的填充油为46#机油；所述的抗氧化剂为抗氧化剂1010。
本实施例的直投式高粘沥青改性剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：称取热塑性树脂，粘性树脂，填充油加入高速混合料搅拌机中，混合均匀得第一物料；
步骤二：称取抗氧化剂、硬质酸锌及钙粉加入第一物料，混合均匀得到第二物料；
步骤三：将第二物料通过双螺杆挤塑机加热，熔融共混，挤塑，再通过切粒机切粒，即得直投式高粘沥青改性剂。双螺杆挤塑机加料段、压缩段一、压缩段二、挤出段温度分别为：130℃、135℃、145℃、125℃，螺杆长径比为24：1。
实施例2
与实施例1相同，不同的是在于，
由以下原料制成：热塑性树脂580份，粘性树脂240份，填充油160份，抗氧化剂10份，硬质酸锌10份；此外，加入5重量份超细碳酸钙。
实施例3
与实施例1相同，不同的是在于，
由以下原料制成：热塑性树脂620份，粘性树脂225份，填充油145份，抗氧化剂5份，硬质酸锌5份。此外加入5重量份超细碳酸钙。
实施例4
与实施例1相同，不同的是在于，
由以下原料制成：热塑性树脂605份，粘性树脂232.5份，填充油152.5份，抗氧化剂5份，硬质酸锌5份。此外加入5重量份超细碳酸钙。
实施例5
一种高粘改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高黏沥青改性剂为11份。
其中，高粘沥青改性剂采用实施例1中的直投式高粘沥青改性剂。
本实施例的高粘改性沥青的制备方法，该方法的具体过程为：称量基质沥青置于容器中，加热至160±5℃；称取直投式高粘沥青改性剂，加入到加热后的沥青中并搅拌均匀；使用高速搅拌机按照400r/min速率对沥青搅拌1h，搅拌过程中温度维持在170士10℃；搅拌完成后，将沥青置于170±10℃中发育20min，制得高黏改性沥青。
本实施例的性能测试结果参见表1。
实施例6
本实施例给出一种高粘改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高黏沥青改性剂为11份。
其中，高粘沥青改性剂采用实施例2中的直投式高粘沥青改性剂。
本实施例的高粘改性沥青的制备方法与实施例5的高黏改性沥青的制备方法相同。
本实施例的性能测试结果参见表1。
实施例7
本实施例给出一种高粘改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高黏沥青改性剂为11份。
其中，高粘沥青改性剂采用实施例3中的直投式高粘沥青改性剂。
本实施例的高粘改性沥青的制备方法与实施例5的高粘改性沥青的制备方法相同。
本实施例的性能测试结果参见表1。
实施例8
本实施例给出一种高粘改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高黏沥青改性剂为11份。
其中，高粘沥青改性剂采用实施例4中的直投式高粘沥青改性剂。
本实施例的高粘改性沥青的制备方法与实施例5的高粘改性沥青的制备方法相同。
本实施例的性能测试结果参见表1。
实施例9
本实施例给出一种高粘改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为85份，直投式高粘沥青改性剂为15份。
其中，高黏沥青改性剂采用实施例1中的直投式高粘沥青改性剂。
本实施例的高粘改性沥青的制备方法与实施例5的高黏改性沥青的制备方法相同。
本实施例的性能测试结果参见表1。
对比例1
本对比例给出一种沥青改性剂，该沥青改性剂的配方与实施例1中的直投式高粘沥青改性剂的配方相同，区别在于：
本对比例中的热塑性树脂为SBS501。
本对比例的沥青改性剂的制备方法与实施例1的高粘沥青改性剂的配方相同。
对比例2
本对比例给出一种沥青改性剂，该沥青改性剂的配方与实施例1中的直投式高粘沥青改性剂的配方相同，区别在于：
本对比例中的热塑性树脂为SBS502。
本对比例的沥青改性剂的制备方法与实施例1的直投式高粘沥青改性剂的配方相同。
对比例3
本对比例给出一种改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高粘改性剂为11份。
具体的，沥青改性剂采用对比例1中的沥青改性剂。
本对比例的改性沥青制备方法与实施例5的高粘改性沥青制备方法相同。
本对比例的性能测试结果参见表2。
对比例4
本对比例给出一种改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，高粘改性剂为11份。
具体的，沥青改性剂采用对比例2中的沥青改性剂。
本对比例的改性沥青制备方法与实施例5的高粘改性沥青制备方法相同。
本对比例的性能测试结果参见表2。
对比例5
本对比例给出一种改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，沥青改性剂为11份。
具体的，沥青改性剂为日本高黏改性剂TPS。
本对比例的改性沥青制备方法与实施例5的高黏改性沥青的制备方法相同。
本对比例的性能测试结果参见表2。
对比例6
本对比例给出一种改性沥青，以重量份数计，由以下原料制成：基质沥青为89份，沥青改性剂为11份。
具体的，沥青改性剂为某国产高黏改性剂。
本对比例的改性沥青制备方法与实施例5的高黏改性沥青的制备方法相同。
本对比例的性能测试结果参见表2。
表1实施例5-9的高粘改性沥青性能测试数据
Figure BDA0003550506840000081
表2对比例3至6的改性沥青的性能测试数据
Figure BDA0003550506840000091
从表1和表2的对比可知，从实施例和对比例的测试结果可以看出，实施例5～9的综合性能远远超过对比例3～6，说明由本发明所述的直投式高粘沥青改性剂制备的高粘改性沥青性能优越。实施例5～9的各项性能均很好，并且各项指标均满足“排水沥青路面设计与施工指导规范”对排水沥青路面用高粘改性沥青的要求。同时，由本发明所述的直投式高粘沥青改性剂制备的高粘改性沥青具有优异的高低温性能，且存储稳定性良好，可用于排水沥青路面的施工，应用前景广阔。
综上，本发明提供的直投式高粘沥青改性剂在加热的沥青中即可熔融，易于搅拌、分散，与沥青有很好的相容性，无需高速剪切设备即可达到理想效果，实现改性沥青的快速生产。
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂为颗粒状，易于包装、运输、储存，使用方便。
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂用于制备高粘改性沥青时，操作简单易实现，不需要额外的高粘沥青改性设备，避免了高粘改性沥青离析、储存等问题，
本发明提供的直投式高粘沥青改性剂，可显著提高高粘改性沥青的60℃动力粘度，同时，其135℃粘度稍有降低，135℃粘度降低有利于高粘沥青混合料施工时，摊铺、碾压。
本发明针对传统高粘改性沥青的问题，提供了一种价格低廉，性能优良的直投式高粘沥青改性剂，无需提前制备高粘改性沥青，只需在使用时采用人工或自动投料加入沥青混合料中，经集料间剪切、搅拌即可形成高粘改性沥青混合料。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，其制备原料包括以下重量份数的组分：热塑性树脂590～600份，粘性树脂225～235份，硬质酸锌4～6份。
2.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，其制备原料还包括以下重量份数的组分：145～165份填充油，4～6份抗氧化剂。
3.根据权利要求2所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，其制备原料还包括以下重量份数的组分：重钙粉3～5份。
4.根据权利要求3所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述填充油为46号发动机润滑油，所述重钙粉为大于1000目的超细碳酸钙，所述抗氧化剂为抗氧化剂1010。
5.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述热塑性树脂为SEBS；所述粘性树脂为石油树脂。
6.根据权利要求1所述的直投式高粘沥青改性剂，其特征在于，所述硬质酸锌在75um筛过筛时，通过率≥99.5％。
7.一种权利要求4所述的直投式高粘沥青改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
按配方称取各原料，在高速混料机中先加入热塑性树脂、粘性树脂、填充油，混合均匀得第一物料；
将硬脂酸锌、抗氧化剂、重钙粉加入到第一物料中，混合均匀得第二物料；
将第二物料通过造粒，即得直投式高粘沥青改性剂。
8.一种权利要求1～6任一项所述的直投式高粘沥青改性剂在制备沥青中的应用。
9.一种直投式高粘改性沥青，其特征在于，包括基质沥青及权利要求1～6任一项所述的直投式高粘沥青改性剂，所述改性剂的用量为所述基质沥青的11～13wt％。
10.一种权利要求9所述的直投式高粘改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基质沥青加热至170～180℃后，加入权利要求1～6任一项所述的直投式高粘沥青改性剂，搅拌均匀，即得高粘改性沥青。
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