CN1285676C - 一种用于高等级公路、大坝的改性沥青及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高等级公路、大坝的改性沥青及其制备方法，该改性沥青由以下重量比的原料加热搅拌而成：包装废弃聚合物PE(3-10)%，基质沥青(85-96)%，分散剂、表面活性剂占(0.1-1.5)%。经针入度、延伸度，软化点和由西安理工大学防渗研究所进行的冻断试验证明，本发明的改性沥青能够改善高等级沥青公路的综合性能，使其具有良好的耐久性、耐磨性、高温抗软化、低温抗开裂，可延长路面、大坝使用寿命及负载能力。并具有用途广、投资少、成本低、质量高、保护环境、改性再生等特点。具有明显的经济效益和显著的社会效益。解决或缓解了白色污染问题，达到了保护环境、废物利用和节约投资的目的。
Description
技术领域
本发明涉及公路用建设材料，特别一种利用包装废弃聚合物制成的高等级公路、大坝用改性沥青及其制备方法。
背景技术
随着我国包装业和塑料工业的发展，使塑料制品在造福人类的同时也对环境造成了污染。废弃塑料制品的回收再利用现状不容乐观，其中，废PE占据很大比分。与此同时，公路、大坝用沥青的性能不能满足日益发展的高等级重载路面和大坝的需求，高等级路面存在着诸如高温车辙、路面水损害、寒冷地区沥青路面温缩裂缝等问题，沥青的性能急需提高。白色污染和高等级公路、大坝用沥青的性能提高都亟待解决。根据申请人所进行的资料检索在国内专利中，还没有查阅到利用包装废PE对高等级公路用沥青进行改性的文献报道。已经公开的与本申请相关的文献如下：
1.英国专利GB2087921，该专利是利用废弃塑料如：PE、PVC、PS、PA或PC，在无氧条件下，经过400℃～800℃的干燥蒸馏提取出高温分解油加入到沥青块中，降低沥青突变温度、降低沥青的氧化性、弹性、展延性等性能。
2.德国专利DE4329459，该专利公开了利用沥青加热溶解废塑料制成沥青改性剂。主要用被裁切的塑料废料直接加入沥青混合器，混合过程准备的塑料废料尺寸范围大约在10mm～60mm、在混合过程中加热温度为170℃～180℃、塑料废料重量份额在10％～30％。
3.中国专利公开号CN1164548公开了一种利用废塑料制成沥青防水卷材、涂料、油膏的技术；主要是用废品回收站或垃圾站的废塑料特别是废塑料膜袋，先与溶解组分合成改性组分，再与沥青基料合成改性沥青基料，后与相应辅料分别制成改性沥青防水卷材、涂料、油膏。防水材料厂或沥青厂利用现有条件均可实施，投资少，见效快。
据申请人进行的资料检索，目前还没有有关将包装废弃聚合物直接用于高等级公路、大坝的改性沥青的报道。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种利用回收后的日常生活中的包装废弃聚合物-废聚乙烯(PE)制备一种用于高等级公路、大坝的改性沥青，以适应高等级公路的重载路面以及大坝的承载综合性能。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是，一种用于高等级公路、大坝的改性沥青，其特征在于该改性沥青包括以下重量比的原料加热搅拌而成：其中包装废聚乙烯(PE)为(3-10)％，基质沥青为(85-96)％，分散剂和表面活性剂占(0.1-1.5)％。
所述的包装废聚乙烯(PE)是日常生活中的包装废弃聚合物。
所述的表面活性剂为聚氧乙烯山梨醇酐酯，分散剂为季戊四醇硬脂酸酯。表面活性剂和分散剂可以等比例添加。
上述用于高等级公路、大坝的改性沥青制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)将废包装聚合物是由日常生活中的包装废弃聚合物经过清洗晾干后剪成大约1.5×2.5cm碎片备用；
2)将上述包装废弃聚乙烯(PE)碎片(3-10)％与基质沥青(85-96)％混合后置入转速为200-300转/分的搅拌锅内加热搅拌，搅拌过程中加入分散剂(季戊四醇硬脂酸酯)、表面活性剂(聚氧乙烯山梨醇酐酯)(0.1-1.5)％，搅拌时间1.5-2小时，搅拌温度控制为180℃-200℃，直到废包装弃聚乙烯(PE)全部融于热沥青后，混合液中没有沉淀物和团块，稠度均匀停止加热和搅拌，即可制成用于高等级公路、大坝的改性沥青。
本发明的改性沥青经针入度、延伸度，软化点和由西安理工大学防渗研究所进行的冻断试验证明，本发明的改性沥青能够改善高等级沥青公路的综合性能，使其具有良好的耐久性、耐磨性、高温抗软化、低温抗开裂，可延长路面、大坝使用寿命及负载能力。并具有用途广、投资少、成本低、质量高、保护环境、改性再生等特点。具有明显的经济效益和显著的社会效益。解决或缓解了白色污染问题，达到了保护环境、废物利用和节约投资的目的。
具体实施方式
依照上述技术方案，本发明的目的实现途径：将包装废聚乙烯(PE)(3-10)％，基质沥青(85-96)％，分散剂、表面活性剂(0.1-1.5)％作为原料，按重量比的加热搅拌而成。其制备方法是，包装废PE经过清洗晾干后剪成1.5×2.5cm碎片，在混合时，混合比为：包装废聚乙烯(PE)占混合料总质量的(3-10)％，基质沥青占总质量的(85-96)％，分散剂、表面活性剂占(0.1-1.5)％。混合加热搅拌温度控制在180℃左右，不能超过200℃，即温度控制在190±10℃。若温度过高，会导致沥青老化；温度过低，又不利于包装废PE的熔融，进而延长了加热时间。
依照本发明，进行了具体实例实验。实例选用克拉玛依70#为基质沥青，具体配比为：包装废聚乙烯(PE)10％，基质沥青89.5％，分散剂(季戊四醇硬脂酸酯)、表面活性剂(聚氧乙烯山梨醇酐酯)0.5％；表面活性剂和分散剂按等比例添加，在温度为180-200℃、转速为200-300转/分的搅拌锅内搅拌1.5-2小时，直到废PE全部融于热沥青后，混合液中没有沉淀物和团块，稠度均匀停止加热和搅拌，即可得到含有包装废聚乙烯(PE)的改性沥青。
上述包装废聚乙烯(PE)采用废弃牛奶袋经过清洗晾干剪成大约1.5×2.5cm碎片。试验证明，当包装废聚乙烯(PE)占混合料总质量的3～10％，均可得到合格的用于高等级公路、大坝的改性沥青。
对上述实施例中取含有包装废聚乙烯(PE)10％的改性后的沥青进行软化点、针入度、延伸度的实验，并与未改性的沥青作比较，实验数据见下表：
针入度实验数据(0.1mm) (表1)
软化点实验数据(℃) (表2)
延伸度实验数据(mm) (表3)
其低温性能由西安理工大学防渗研究所进行的冻断试验，冻断试验系统是由西安理工大学自行研制，也是目前全国唯一能够进行此试验的研究单位。经过冻断试验测得试验数据如下：
| 试件 | 起始温度(℃) | 冻断温度(℃) | 冻断应力(Mpa) | 冻断部位 |
| 10％废PE改性沥青混凝土试件 | 10 | -36.7 | 5.21 | 中间 |
从上表可以看出，本发明的改性沥青完全达到了应用要求。
Claims (3)
1.一种用于高等级公路、大坝的改性沥青，其特征在于该改性沥青包括以下重量比的原料经加热搅拌而成：废包装聚合物PE 3％～10％，基质沥青85％～96％，分散剂和表面活性剂占0.1％～1.5％，其中，表面活性剂为聚氯乙烯山梨醇酐酯，分散剂为季戊四醇硬脂酸酯，其比例为1∶1。
2.如权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，所述的废包装聚合物是日常生活中的包装废弃聚乙烯。
3.一种实现权利要求1所述的用于高等级公路、大坝的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)将包装废聚合物经过清洗晾干后剪成1.5×2.5cm2碎片备用；
2)将上述包装废聚合物PE碎片3％～10％与基质沥青85％～96％混合后置入转速为200-300转/分的搅拌锅内加热搅拌，搅拌过程中加入分散剂、表面活性剂1％～1.5％，其中表面活性剂为聚氯乙烯山梨醇酐酯，分散剂为季戊四醇硬脂酸酯，其比例为1∶1；搅拌时间1.5-2小时，搅拌温度控制为180℃-200℃，直到废包装聚合物全部融于热沥青，混合物中没有沉淀物和团块，稠度均匀停止加热和搅拌，即可制成用于高等级公路、大坝的改性沥青。
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