CN115011055B - 一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 - Google Patents
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115011055B CN115011055B CN202210461712.8A CN202210461712A CN115011055B CN 115011055 B CN115011055 B CN 115011055B CN 202210461712 A CN202210461712 A CN 202210461712A CN 115011055 B CN115011055 B CN 115011055B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pave
- bio
- based additive
- reaction product
- preparing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 9
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 45
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 44
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 37
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 22
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 14
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 14
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 11
- NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N hydroquinone methyl ether Natural products COC1=CC=C(O)C=C1 NWVVVBRKAWDGAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 235000013873 oxidized polyethylene wax Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000004209 oxidized polyethylene wax Substances 0.000 claims description 9
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- CNHDIAIOKMXOLK-UHFFFAOYSA-N toluquinol Chemical compound CC1=CC(O)=CC=C1O CNHDIAIOKMXOLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- JLTDJTHDQAWBAV-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylaniline Chemical compound CN(C)C1=CC=CC=C1 JLTDJTHDQAWBAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 claims description 6
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 5
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JZODKRWQWUWGCD-UHFFFAOYSA-N 2,5-di-tert-butylbenzene-1,4-diol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1O JZODKRWQWUWGCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 claims description 4
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical group 0.000 claims description 4
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CZBZUDVBLSSABA-UHFFFAOYSA-N butylated hydroxyanisole Chemical compound COC1=CC=C(O)C(C(C)(C)C)=C1.COC1=CC=C(O)C=C1C(C)(C)C CZBZUDVBLSSABA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 claims description 4
- FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 1-Hexadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCN FJLUATLTXUNBOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SPSPIUSUWPLVKD-UHFFFAOYSA-N 2,3-dibutyl-6-methylphenol Chemical compound CCCCC1=CC=C(C)C(O)=C1CCCC SPSPIUSUWPLVKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JIGUICYYOYEXFS-UHFFFAOYSA-N 3-tert-butylbenzene-1,2-diol Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=CC(O)=C1O JIGUICYYOYEXFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N AIBN Substances N#CC(C)(C)\N=N\C(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-VAWYXSNFSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 3
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 3
- BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N Tert-Butylhydroquinone Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(O)=CC=C1O BGNXCDMCOKJUMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010692 aromatic oil Substances 0.000 claims description 3
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000012965 benzophenone Substances 0.000 claims description 3
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 claims description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000005487 naphthalate group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylcyclohexylamine Chemical compound CN(C)C1CCCCC1 SVYKKECYCPFKGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N benzophenone Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)C1=CC=CC=C1 RWCCWEUUXYIKHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N dimethylbenzylamine Chemical compound CN(C)CC1=CC=CC=C1 XXBDWLFCJWSEKW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 5
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 235000015278 beef Nutrition 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N o-dihydroxy-benzene Natural products OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 229920001935 styrene-ethylene-butadiene-styrene Polymers 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 239000003760 tallow Substances 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F289/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds not provided for in groups C08F251/00 - C08F287/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
Abstract
本发明涉及道路铺装材料技术领域,尤其涉及一种X‑Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用。本发明X‑Pave生物基添加剂制备方法以环氧大豆油、丙烯酸、苯乙烯、长链脂肪胺和聚乙烯蜡为原料,在催化剂、引发剂和阻聚剂的作用下制备成分子量为10‑30万的聚合物,然后再与聚乙烯蜡经螺杆机挤塑成型获得X‑Pave生物基添加剂。本发明制备方法过程简单、安全可控、耗时耗能少,另外本发明方法使用生物基材料作为主要原料,原料来源广泛、简单易得、低碳环保,并为生物基材料在道路基建产业中取代丁二烯与苯乙烯共聚物SBS提供了有益的探索和有价值的借鉴。
Description
技术领域
本发明涉及道路铺装材料技术领域,尤其涉及一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用。
背景技术
本世纪以来,对于低碳环保的新型路面预防性养护技术的需求迫在眉睫。
目前,路面预防性养护领域应用较多的是薄层罩面技术,其成型厚度一般在2.5cm左右,相比传统铣刨加铺技术接近4cm的成型厚度而言,薄层罩面技术由于铺装厚度较小,所用石料较少。但是路面施工厚度减薄后,普通面层混合料的模量会降低,施工时混合料温度降低速度较快,不易压实,后期出现病害的概率大大增加。因此,薄层罩面技术应用时需要添加一些外掺剂以增加混合料性能,例如:专利申请CN 110903661 A公开了一种U-pave专用改性沥青、制备方法及其在超薄铺装中应用,复合后得到的U-pave专用改性沥青能够在降低混合料拌合温度情况下依然具有较好的U-pave铺装的混合料性能。但是,这种专用改性沥青的关键原料是常用的弹性体SBS、SBR、SEBS类物质,上述弹性体属于石油化工产品,合成过程中能耗较大,环保性较差,且合成工艺控制不当容易发生爆炸,加工难度较大,安全性低,从而制约了此类技术和产品的推广应用。
发明内容
(一)发明目的
为了克服现有超薄铺装用改性沥青存在的加工困难、生产能耗大、环保性差、安全性低等缺陷,同时为了响应国家的双碳目标,本发明人基于多年从事此类产品设计制造积累的实务经验和专业知识,经过精心设计和反复验证,创设了一种X-Pave生物基添加剂的制备方法并获得了相关的X-Pave生物基添加剂产品,本发明X-Pave生物基添加剂系一种生物基的环保型材料,将其应用于超薄铺装技术中可以很好地克服现有技术中存在的上述不足,具有较大的实用性和产业化价值,为超薄铺装技术大规模推广应用提供有益的技术支撑。
(二)技术方案
为了实现上述技术目的,本发明提供了一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1-1.2mol的长链脂肪胺混合后在50-70℃条件下持续搅拌0.5-1.5h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值小于10时加入0.01mol的阻聚剂和0.02mol的催化剂;
(2)将上述反应体系升温至100-120℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到95%以上时去除反应体系中的阻聚剂和催化剂,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯和溶剂按质量比为10-20:30-60:30-60:15-25混合后在80-110℃条件下搅拌,加入一定量的引发剂,反应3-8h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B;
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、聚乙烯蜡、助剂和抗氧化剂,所述反应产物B、聚乙烯蜡、助剂和抗氧化剂的质量比为70-90:10-30:5-10:1-3,喂料口转速为30-50r/min,螺杆机螺杆温度为90-150℃,螺杆转速为200-400r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,即得到X-Pave生物基添加剂。
进一步地,本发明制备方法中所述长链脂肪胺为十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、十八烯胺和牛酯基胺中的任一种。
进一步地,本发明制备方法(3)步中所述引发剂为BPO、AIBN、过氧化二烷基、1-羟基-环己基-1苯甲酮、苯甲酮酸改性物和萘酸亚铜中的任一种;且当所述反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份时,引发剂的质量为0.3-0.9份。
进一步地,本发明制备方法(3)步中制备反应产物B的反应方程式如下:
其中,R为C12-C18的烷烃结构。
进一步地,本发明制备方法中所述阻聚剂为对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚和对羟基苯甲醚中的一种或任两种以任意比例混合的混合物。
进一步地,本发明制备方法中所述催化剂为三苯基膦、N,N二甲基苯胺、对苯二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺和N,N-二甲基环己胺中的任一种;所述溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、异丙醇、氯仿、N,N-二甲基乙酰胺、乙烯乙二醇醚和正丁醇中的一种或任两种以任意比例混合的混合物。
进一步地,本发明制备方法中所述聚乙烯蜡为经过硅烷偶联剂表面处理的氧化聚乙烯蜡,其软化点为120-140℃;所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和芳烃油中的任一种;所述抗氧化剂为茶多酚、二丁基羟基甲苯和丁基羟基茴香醚中的任一种。
此外,本发明还提供了一种X-Pave生物基添加剂,所述X-Pave生物基添加剂是通过上述制备方法制备而成的。
进一步地,本发明还提供了上述X-Pave生物基添加剂的使用方法,所述X-Pave生物基添加剂的加入量为基质沥青质量的8-15%。
最后,本发明还涉及了上述X-Pave生物基添加剂在制备超薄铺装用改性沥青中的用途。
(三)有益效果
(1)本发明制备方法中长链脂肪胺与环氧大豆油上的环氧基反应后使得聚合物的链端接入了类似长链烷烃的结构,该结构能增加X-Pave生物基添加剂(改性剂)与沥青的相容性,使得改性剂能在沥青中均匀分布,提升了改性沥青的稳定性。
(2)本发明制备方法中可以通过调节反应时间控制聚合物的分子量,获得分子量在10-30万的改性聚合物;可以通过改变软单体丙烯酸和硬单体苯乙烯的质量比,调节X-Pave生物基添加剂的硬度和柔韧性,使其和沥青作用后能够生成高低温性能俱佳的改性沥青,用于超薄铺装后面层混合料具有较高的模量和优异的抗疲劳性能。
(3)本发明制备方法中使用经过硅烷偶联剂表面处理的氧化聚乙烯蜡使得X-Pave生物基添加剂疏水性能增强,同时具备温拌功能,非常适宜于沥青混合料的超薄铺装。
(4)本发明制备方法使用的主要原料环氧大豆油是由植物油基聚合物等绿色高分子材料制备而成,具有积极的环保意义,另外,随着化石资源的日益枯竭,生物基材料在未来道路基建新材料中具有广阔的发展空间,本发明方法对此做出了有益的尝试,为生物基材料取代丁二烯与苯乙烯共聚物SBS提供了有价值的借鉴。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明部分实施例,而不是全部实施例。本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功能。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前,应理解,本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案;还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本发明中使用的所有技术术语与本领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外,根据本领域技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载,还可使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
在本发明中,若非特指,所有的份、百分比均为重量单位,若无特别说明,所有的设备和原料均可从商业途径得到或是本行业常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
以下实施例中,反应产物B的分子量由凝胶色谱法测试得到。
实施例1
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1mol的十六胺混合后在60℃条件下持续搅拌1h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值为8时加入0.01mol的叔丁基邻苯二酚和0.02mol的N,N二甲基苯胺;
(2)将上述反应体系升温至110℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到98%以上时去除反应体系中的叔丁基邻苯二酚和N,N二甲基苯胺,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯、异丙醇按质量比为15:35:50:20混合后在90℃条件下搅拌,加入0.5份的AIBN(反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份),反应4h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B(通过凝胶色谱法测得反应产物B的分子量为176000);
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、软化点为130℃的氧化聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯、二丁基羟基甲苯,质量比为80:20:8:1,喂料口转速为40r/min,螺杆机螺杆温度为130℃,螺杆转速为300r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,得到X-Pave生物基添加剂。
将制备获得的X-Pave生物基添加剂添加到基质沥青中,添加量为基质沥青质量的10%,测试经改性后沥青的性能指标,并与市面上通用的高粘改性剂在同等掺量下进行对比,测试结果如下表所示。
试验项目 | 技术要求 | 实施例1 | 市面通用 |
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm) | ≥40 | 47 | 45 |
软化点(℃) | ≥80 | 88.7 | 85.6 |
延度(5℃)(cm) | ≥20 | 35 | 37 |
延度(15℃)(cm) | ≥60 | 74 | 78 |
运动粘度(135℃)(Pa·s) | ≤3 | 1.9 | 2.2 |
动力粘度(60℃)(Pa·s) | ≥50000 | 158000 | 126000 |
粘韧性(N·m) | ≥20 | 31 | 28 |
韧性(N·m) | ≥15 | 24 | 21 |
48h离析(℃) | ≤2.5 | 1.2 | 1.4 |
弹性恢复(25℃)(%) | ≥70 | 82 | 85 |
PG等级 | PG76-22 | 满足 | 满足 |
实施例2
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1.2mol的十二胺混合后在55℃条件下持续搅拌0.5h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值为6时加入0.01mol的对苯二酚和0.02mol的三苯基膦;
(2)将上述反应体系升温至100℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到98%以上时去除反应体系中的对苯二酚和三苯基膦,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯、溶剂乙酸乙酯和N,N-二甲基乙酰胺(体积比为1:1)按质量比为10:40:50:15混合后在110℃条件下搅拌,加入0.8份的BPO(反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份),反应3h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B(通过凝胶色谱法测得反应产物B的分子量为108000);
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、软化点为120℃的氧化聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二丁酯、茶多酚,质量比为70:30:5:2,喂料口转速为30r/min,螺杆机螺杆温度为100℃,螺杆转速为200r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,得到X-Pave生物基添加剂。
将制备获得的X-Pave生物基添加剂添加到基质沥青中,添加量为基质沥青质量的8%,测试经改性后沥青的性能指标,并与市面上通用的高粘改性剂在同等掺量下进行对比,测试结果如下表所示。
实施例3
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1.1mol的十八胺混合后在70℃条件下持续搅拌1.5h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值为7时加入0.01mol的2,5-二叔丁基对苯二酚和0.02mol的三乙胺;
(2)将上述反应体系升温至115℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到96%以上时去除反应体系中的2,5-二叔丁基对苯二酚和三乙胺,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯、四氢呋喃按质量比为13:50:37:18混合后在95℃条件下搅拌,加入0.9份的1-羟基-环己基-1苯甲酮(反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份),反应8h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B(通过凝胶色谱法测得反应产物B的分子量为285000);
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、软化点为125℃的氧化聚乙烯蜡、芳烃油、丁基羟基茴香醚,质量比为75:25:10:3,喂料口转速为38r/min,螺杆机螺杆温度为108℃,螺杆转速为240r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,得到X-Pave生物基添加剂。
将制备获得的X-Pave生物基添加剂添加到基质沥青中,添加量为基质沥青质量的15%,测试经改性后沥青的性能指标,并与市面上通用的高粘改性剂在同等掺量下进行对比,测试结果如下表所示。
试验项目 | 技术要求 | 实施例3 | 市面通用 |
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm) | ≥40 | 55 | 52 |
软化点(℃) | ≥80 | 95.5 | 89.5 |
延度(5℃)(cm) | ≥20 | 46 | 42 |
延度(15℃)(cm) | ≥60 | >100 | >100 |
运动粘度(135℃)(Pa·s) | ≤3 | 1.9 | 2.4 |
动力粘度(60℃)(Pa·s) | ≥50000 | 387900 | 248900 |
粘韧性(N·m) | ≥20 | 38 | 30 |
韧性(N·m) | ≥15 | 32 | 28 |
48h离析(℃) | ≤2.5 | 1.5 | 1.9 |
弹性恢复(25℃)(%) | ≥70 | 95 | 87 |
PG等级 | PG76-22 | 满足 | 满足 |
实施例4
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1.05mol的十二胺混合后在64℃条件下持续搅拌1.2h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值为9时加入0.01mol的对羟基苯甲醚和0.02mol的三乙醇胺;
(2)将上述反应体系升温至105℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到97%以上时去除反应体系中的对羟基苯甲醚和三乙醇胺,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯、乙烯乙二醇醚按质量比为18:32:60:22混合后在105℃条件下搅拌,加入0.5份的萘酸亚铜(反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份),反应5h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B(通过凝胶色谱法测得反应产物B的分子量为223000);
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、软化点为131℃的氧化聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二辛酯、丁基羟基茴香醚,质量比为85:15:6:2,喂料口转速为38r/min,螺杆机螺杆温度为135℃,螺杆转速为340r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,得到X-Pave生物基添加剂。
将制备获得的X-Pave生物基添加剂添加到基质沥青中,添加量为基质沥青质量的11%,测试经改性后沥青的性能指标,并与市面上通用的高粘改性剂在同等掺量下进行对比,测试结果如下表所示。
试验项目 | 技术要求 | 实施例4 | 市面通用 |
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm) | ≥40 | 52 | 50 |
软化点(℃) | ≥80 | 91.5 | 84.5 |
延度(5℃)(cm) | ≥20 | 41 | 38 |
延度(15℃)(cm) | ≥60 | >100 | >100 |
运动粘度(135℃)(Pa·s) | ≤3 | 1.7 | 2.3 |
动力粘度(60℃)(Pa·s) | ≥50000 | 317900 | 198900 |
粘韧性(N·m) | ≥20 | 32 | 27 |
韧性(N·m) | ≥15 | 29 | 23 |
48h离析(℃) | ≤2.5 | 1.2 | 1.7 |
弹性恢复(25℃)(%) | ≥70 | 90 | 82 |
PG等级 | PG76-22 | 满足 | 满足 |
实施例5
一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1.08mol的牛酯基胺混合后在68℃条件下持续搅拌1.4h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值为7时加入0.01mol的甲基氢醌和0.02mol的对苯二胺;
(2)将上述反应体系升温至108℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到95%以上时去除反应体系中的甲基氢醌和对苯二胺,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯、正丁醇按质量比为12:56:32:17混合后在92℃条件下搅拌,加入0.4份的苯甲酮酸改性物(反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份),反应5h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B(通过凝胶色谱法测得反应产物B的分子量为191000);
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、软化点为128℃的氧化聚乙烯蜡、邻苯二甲酸二丁酯、茶多酚,质量比为90:10:9:1,喂料口转速为42r/min,螺杆机螺杆温度为128℃,螺杆转速为310r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,得到X-Pave生物基添加剂。
将制备获得的X-Pave生物基添加剂添加到基质沥青中,添加量为基质沥青质量的13%,测试经改性后沥青的性能指标,并与市面上通用的高粘改性剂在同等掺量下进行对比,测试结果如下表所示。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、替换等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.一种X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括下述步骤:
(1)将1mol的环氧大豆油与1-1.2mol的长链脂肪胺混合后在50-70℃条件下持续搅拌0.5-1.5h,搅拌过程中测试反应体系的总胺值,当总胺值小于10时加入0.01mol的阻聚剂和0.02mol的催化剂;所述长链脂肪胺为R-NH2,R为C12-C18的烷烃结构;所述催化剂为三苯基膦、N,N二甲基苯胺、对苯二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、三乙醇胺和N,N-二甲基环己胺中的任一种;
(2)将上述反应体系升温至100-120℃,在0.5h内向其中缓慢滴加1mol的丙烯酸,反应过程中测试反应体系的酯化率,当酯化率达到95%以上时去除反应体系中的阻聚剂和催化剂,得到反应产物A;
(3)将反应产物A、丙烯酸、苯乙烯和溶剂按质量比为10-20:30-60:30-60:15-25混合后在80-110℃条件下搅拌,加入一定量的引发剂,反应3-8h后去除溶剂,剩余物干燥至恒重,得到反应产物B;
(4)向螺杆机的喂料口中加入反应产物B、聚乙烯蜡、助剂和抗氧化剂,所述反应产物B、聚乙烯蜡、助剂和抗氧化剂的质量比为70-90:10-30:5-10:1-3,喂料口转速为30-50r/min,螺杆机螺杆温度为90-150℃,螺杆转速为200-400r/min,将喂料口中混合均匀的物料通过螺杆机造粒出料,即得到X-Pave生物基添加剂;所述聚乙烯蜡为经过硅烷偶联剂表面处理的氧化聚乙烯蜡,其软化点为120-140℃;所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯和芳烃油中的任一种。
2.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,所述长链脂肪胺为十二胺、十四胺、十六胺、十八胺中的任一种。
3.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,(3)步中所述引发剂为BPO、AIBN、过氧化二烷基、1-羟基-环己基-1苯甲酮、苯甲酮酸改性物和萘酸亚铜中的任一种;且当所述反应产物A、丙烯酸和苯乙烯的总质量为100份时,引发剂的质量为0.3-0.9份。
4.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,(3)步中制备反应产物B的反应方程式如下:
,
其中,R为C12-C18的烷烃结构。
5.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,所述阻聚剂为对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚和对羟基苯甲醚中的一种或任两种以任意比例混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、异丙醇、氯仿、N,N-二甲基乙酰胺、乙烯乙二醇醚和正丁醇中的一种或任两种以任意比例混合的混合物。
7.根据权利要求1所述的X-Pave生物基添加剂的制备方法,其特征在于,所述抗氧化剂为茶多酚、二丁基羟基甲苯和丁基羟基茴香醚中的任一种。
8.一种X-Pave生物基添加剂,其特征在于,所述X-Pave生物基添加剂是通过权利要求1-7任一项所述的制备方法制备而成的。
9.根据权利要求8所述的X-Pave生物基添加剂的使用方法,其特征在于,将所述X-Pave生物基添加剂加入到基质沥青中,加入量为基质沥青质量的8-15%。
10.根据权利要求8所述的X-Pave生物基添加剂在制备超薄铺装用改性沥青中的用途。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210461712.8A CN115011055B (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210461712.8A CN115011055B (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115011055A CN115011055A (zh) | 2022-09-06 |
CN115011055B true CN115011055B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=83066697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210461712.8A Active CN115011055B (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115011055B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101289570A (zh) * | 2008-03-18 | 2008-10-22 | 中山大学 | 环氧大豆油树脂基硬质泡沫塑料及其制备方法 |
CN105837750A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-10 | 常州市灵达化学品有限公司 | 一种道路乳化沥青改性用丁苯胶乳及制备方法 |
WO2019020010A1 (zh) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种环氧油脂基不饱和酯光固化树脂及其制备方法和应用 |
CN109852181A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-07 | 江西原石科技有限公司 | 环氧改性丙烯酸树脂防锈乳液的制备方法 |
-
2022
- 2022-04-28 CN CN202210461712.8A patent/CN115011055B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101289570A (zh) * | 2008-03-18 | 2008-10-22 | 中山大学 | 环氧大豆油树脂基硬质泡沫塑料及其制备方法 |
CN105837750A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-10 | 常州市灵达化学品有限公司 | 一种道路乳化沥青改性用丁苯胶乳及制备方法 |
WO2019020010A1 (zh) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 | 一种环氧油脂基不饱和酯光固化树脂及其制备方法和应用 |
CN109852181A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-07 | 江西原石科技有限公司 | 环氧改性丙烯酸树脂防锈乳液的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
"环氧大豆油丙烯酸酯的固化与应用";应俏等;《热固性树脂》;第36卷(第1期);50-54 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115011055A (zh) | 2022-09-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106867431B (zh) | 水性环保塑胶跑道胶粘剂及其制备方法 | |
CN103805122A (zh) | 一种水性聚氨酯贴布胶及其制备方法 | |
CN104403206B (zh) | 一种低气味、耐刮擦的软触感聚丙烯组合物及其制备方法 | |
CN111808518A (zh) | 一种高稳定性单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
CN106046453A (zh) | 一种吸水膨胀丁腈橡胶及其制备工艺 | |
CN113444440A (zh) | 单组分聚氨酯防水涂料及其制备方法 | |
CN107987240A (zh) | 护具用聚氨酯组合物及其制备方法 | |
CN115011055B (zh) | 一种X-Pave生物基添加剂的制备方法及其产品和在超薄铺装中的应用 | |
JPS59187041A (ja) | スチレン−ブタジエン共重合体ゴム組成物 | |
CN112574385B (zh) | 一种抗湿滑低滚阻热塑性聚氨酯弹性体及制备方法 | |
Kalita et al. | Bio-based coating resins derived from cardanol using carbocationic polymerization and their evaluation as one-component alkyd-type coatings | |
CN109111645A (zh) | 一种阻燃橡胶组合物及复合阻燃剂 | |
CN112980161A (zh) | 一种高透明pbat材料及其制备方法和应用 | |
CN106674970B (zh) | 一种聚碳酸亚丙酯/ppc型聚氨酯弹性体高强度复合材料及其制备方法 | |
CN109251273B (zh) | 一种由丁羟胶接枝改性合成多羟基聚丁二烯的方法 | |
CN111763360B (zh) | 一种橡胶组合物和一种硫化橡胶及其制备方法和应用 | |
CN109575232B (zh) | 一种高抗张强度的无溶剂型水性聚氨酯及其制备方法 | |
CN109251294A (zh) | 混凝土嵌缝用聚氨酯弹性体组合物及其制备方法 | |
CN115850828A (zh) | 一种高速轮胎用胎面胶及其制备方法 | |
CN111635602B (zh) | 一种耐热性和分散性高的色母粒 | |
CN114907590A (zh) | 一种合成橡胶湿法母炼胶及其制备方法和应用 | |
CN115232258A (zh) | 一种聚酯醚基聚合物多元醇及其制备方法和应用 | |
CN114316344A (zh) | 填充式物理发泡塑胶材料及制备方法 | |
CN109233115B (zh) | 一种具有高耐磨性的橡胶组合物、制备方法及其应用 | |
CN114854205A (zh) | 一种高撕裂强度硅橡胶及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |