專利名稱：一種瀝青混合料抗車轍添加劑及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種抗車轍瀝青添加劑及其制備方法和使用方法。
背景技術(shù)：
在我國大部分地區(qū)，夏季的最高氣溫能達(dá)到35-4(TC ，路面的最高溫度 可達(dá)到60-65。C，再加上高溫持續(xù)的時(shí)間長，在行車荷載特別是重載交通工 具的反復(fù)碾壓作用下，瀝青作為一種粘彈性材料會由彈性體向塑性體轉(zhuǎn)化， 勁度模量大幅度降低，由于瀝青抗剪切強(qiáng)度不足導(dǎo)致壓密磨耗和流動失穩(wěn)發(fā) 生側(cè)向變形，路面在車輪通過的地方容易產(chǎn)生向下的凹陷，而車輪兩側(cè)容易 向上隆起，進(jìn)而產(chǎn)生帶狀的平行凹槽，這就是人們通常所說的車轍。車轍的 出現(xiàn)，不僅影響行車舒適性，也會大大降低路面的使用壽命和服務(wù)質(zhì)量。
車轍是瀝青路面的主要病害之一。在我國，隨著交通量、車輛軸載的不 斷增加，交通渠化程度的不斷提高，車轍問題日益嚴(yán)重。雖然SBS改性瀝 青、纖維瀝青、改性瀝青SMA、改性瀝青Superpave等的應(yīng)用大幅度增加， 但路面車轍現(xiàn)在的產(chǎn)生并沒有得到有效的抑制。
抗車轍劑的開發(fā)成功地解決了瀝青路面高溫抗變形的問題，同時(shí)抗車轍 劑瀝青混合料也具有較好的抗開裂和抗水損害能力。目前在國際上成功的抗 車轍產(chǎn)品有法國生產(chǎn)的PRPLAST.S系列添加劑產(chǎn)品，德國生產(chǎn)Duroflex 和路孚8000瀝青混合料添加劑，美國殼牌生產(chǎn)的SEAM硫磺瀝青改性劑。 這些瀝青混合料抗車轍添加劑產(chǎn)品共同的特點(diǎn)是能夠顯著提高瀝青路面的 抗車轍性能，并施工方便，但價(jià)格昂貴，造成路面成本提高，使其推廣應(yīng)用 受到一定的限制。
我國近幾年也開發(fā)研制了PE抗車轍添加劑，如CN1887951， 1052740， 1110693， 1847318，深圳海川公司的Rad Spimrie車轍王抗車轍劑產(chǎn)品等。
3在專利CN1757663中提到選用聚乙烯或聚丙烯作為單一的瀝青化學(xué)改性 劑。但簡單選用某一塑料作為改性劑，雖然在預(yù)防車轍上有所提高，但在改 善高溫穩(wěn)定性上仍有一定的限制。如果只用聚乙烯樹脂作改性劑，雖然與瀝 青混合料拌和時(shí)能形成一個(gè)良好的界面形態(tài)，但其熔點(diǎn)低，限制了抗車轍能 力的改善。而單一的選用聚丙烯樹脂作改性劑，雖然熔點(diǎn)提高，但其混合攪 拌困難，由于相容性差而在瀝青中不容易分散均勻。
從資源利用和節(jié)約成本的角度出發(fā)，也出現(xiàn)了很多用回收或再生聚乙烯 樹脂來制造抗車轍劑，如CN101054469， CN1164548。但由于再生樹脂為 大塊狀物，難溶于瀝青中，需采用具有高強(qiáng)剪切能力的粉碎機(jī)剪碎，再利用 真空吸附泵吹入瀝青中與瀝青拌合，從而增加了施工的難度和費(fèi)用。
CN101041744中公開了一種瀝青改性劑，由聚丙烯20-30重量％，聚乙 烯8-10重量％和其它的一些物質(zhì)在常溫下簡單攪拌混合而成。由于聚丙烯樹 脂本身就難攪拌，且其用量是聚乙烯樹脂用量的2-3倍，所以混合攪拌時(shí)存 在嚴(yán)重的分散不均勻的問題，在應(yīng)用時(shí)直接影響與瀝青的相容性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種瀝青混合料抗車轍添加劑及其制備方法和使 用方法，采用聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂并用，通過在熔融狀態(tài)下剪切混合處 理技術(shù)的使用，提高相容性，進(jìn)而在使用時(shí)可提高瀝青面層的高溫穩(wěn)定性。 為降低材料的成本，還可使用廢棄的聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂，同時(shí)達(dá)到降 低成本、實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用、減少環(huán)境污染的目的。
本發(fā)明瀝青混合料抗車轍添加劑為聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂的均一混
合物，兩者的質(zhì)量比例在99: l一60: 40之間，優(yōu)選在95: 5 — 85: 15之間。
上述抗車轍添加劑的制備方法為-
將聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂按照上述質(zhì)量比混合，并攪拌均勻，放入擠
出機(jī)中，加溫至熔融狀態(tài)(最好為180-200°C)、經(jīng)剪切混合處理，制成均一 物質(zhì)，經(jīng)造粒、風(fēng)干制得。
為了降低成本，聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂均可以采用經(jīng)過清洗和破碎的廢棄材料或再生料。
本發(fā)明抗車轍添加劑的制備方法，采用擠出機(jī)實(shí)現(xiàn)物料的高溫熔融、剪 切混合處理，也可以采用其他設(shè)備、方法，如捏合，混煉等，只要能夠?qū)崿F(xiàn) 聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂在高溫條件下的熔融、剪切和混合，并制成均一物 質(zhì)均可適用。
上述抗車轍添加劑的使用方法簡單，以2%。一 15%。的質(zhì)量比例(添加的比 例根據(jù)公路等級而定，等級高，添加的比例大)將所述添加劑在170 — 195'C 的溫度下與瀝青混合料進(jìn)行熱混合，適用于任何熱混合料配方。同時(shí)也可以 在拌制瀝青混合料時(shí)直接將其加入拌和機(jī)內(nèi)，通過拌和過程達(dá)到改性瀝青混 合料的目的。
在使用本發(fā)明的抗車轍添加劑時(shí)無需對攪拌設(shè)備進(jìn)行改造，適用于任何 瀝青攪拌設(shè)備。在熱力、機(jī)械力的作用下，聚合物以粒狀、微絲狀分散在瀝 青中，形成部分交聯(lián)的彈性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，限制了瀝青膠體的流動性，同時(shí)瀝青 中的蠟分溶脹于聚合物結(jié)構(gòu)中，其相對含量降低，提高了瀝青的粘度，降低 了溫度敏感性。
本發(fā)明的抗車轍添加劑作為一種環(huán)保材料的聚合物產(chǎn)品，適用于機(jī)場、 工廠、高速公路、 一般路面等的新建工程鋪設(shè)，也可用于路面的養(yǎng)護(hù)維修。
下面通過實(shí)驗(yàn)例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明的效果，將所制備的添加劑用于 路面性能測試。瀝青路面性能是否優(yōu)越，取決于瀝青混凝土路面的穩(wěn)定性和 耐久性。目前最能反映路面情況的測試是車轍實(shí)驗(yàn)，按GB/T0719-2000測 定。
本發(fā)明的抗車轍添加劑，其組成為聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂。所用的聚 乙烯樹脂的熔點(diǎn)在90 — 140。C之間，優(yōu)選在110 — 14(TC之間；聚丙烯樹脂的 熔點(diǎn)在140 — 180。C之間，優(yōu)選在150—170。C之間。其中，聚乙烯樹脂和聚 丙烯樹脂可采用廢棄或再生料，形態(tài)可以為粉末、粒子、碎片、薄膜、薄片， 凝塊等，如選擇廢棄材料，需先進(jìn)行清洗，破碎。
聚乙烯和聚丙烯作為通用塑料，產(chǎn)量很大，每年產(chǎn)生大量的廢棄物，造成白色污染。通過選用回收的聚乙烯和聚丙烯樹脂作為原料，不僅大大降低 了原料的成本，而且有利于塑料的循環(huán)利用，保護(hù)了環(huán)境，制備的抗車轍添 加劑成為一種環(huán)保的聚合物。這樣不僅有效改善瀝青混合料的性能，而且能 夠循環(huán)利用大量的廢棄物達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l:所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在120—13(TC之間，聚丙烯樹脂的熔 點(diǎn)在160—170。C之間，聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂之間質(zhì)量比為95: 5，先攪 拌均勻，放入TE-50型雙螺桿擠出機(jī)中，在180-20(TC下進(jìn)行熔融、剪切混 合處理，制成均一物質(zhì)，然后通過噴嘴擠壓，制成擠出物。經(jīng)過冷卻定型， 擠出物在造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，后風(fēng)干。所制備的添加劑樣品性能如下彈性 模量103.8 MPa，拉伸強(qiáng)度14.67 MPa，斷裂伸長率433.3%，沖擊強(qiáng)度51.97 X103J.m-2，熔融指數(shù)1.6513g/10min。將該添加劑以6%。的質(zhì)量比在180°C 與瀝青混凝土密集料進(jìn)行混合后，進(jìn)行抗車轍測試為63000次/mm。
實(shí)施例2:所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在120—13(TC之間，聚丙烯樹脂的熔 點(diǎn)在160—170。C之間，聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂之間質(zhì)量比為90: 10，先 攪拌均勻，將上述組合物放入TE-50型雙螺桿擠出機(jī)中，在180-200'C下進(jìn) 行熔融、剪切混合處理，制成均一物質(zhì)，然后通過噴嘴擠壓，制成擠出物。 經(jīng)過冷卻定型，擠出物在造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，后風(fēng)千。所制備的添加劑樣品 性能如下彈性模量154.7 MPa，拉伸強(qiáng)度15.46 MPa，斷裂伸長率383.4%, 沖擊強(qiáng)度52.87 X103J.m-2，熔融指數(shù)1.5876g/10min。將該添加劑以6%>的質(zhì) 量比在18(TC與瀝青混凝土密集料進(jìn)行混合后，進(jìn)行抗車轍測試在60 min
內(nèi)沒有產(chǎn)生明顯的形變。
實(shí)施例3:所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在120—130。C之間，聚丙烯樹脂的熔 點(diǎn)在160 — 170。C之間，聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂之間質(zhì)量比為80: 20，先 攪拌均勻，將上述組合物放入TE-50型雙螺桿擠出機(jī)中，在180-200'C下進(jìn) 行熔融、剪切混合處理，制成均一物質(zhì)，然后通過噴嘴擠壓，制成擠出物。 經(jīng)過冷卻定型，擠出物在造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，后風(fēng)干。所制備的添加劑樣品
6性能如下彈性模量215.7 MPa，拉伸強(qiáng)度18.36 MPa，斷裂伸長率434.4%， 沖擊強(qiáng)度53.67X 103J.nf2，熔融指數(shù)1.6465g/10min。將該添加劑以6%。的質(zhì) 量比在18(TC與瀝青混凝土密集料進(jìn)行混合后，進(jìn)行抗車轍測試為3706次 /mm。
實(shí)施例4:所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在130—140。C之間，聚丙烯樹脂的熔 點(diǎn)在160—17(TC之間，聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂之間質(zhì)量比為90: 10，先 攪拌均勻，將上述組合物放入TE-50型雙螺桿擠出機(jī)中，在180-20(TC下進(jìn) 行熔融、剪切混合處理，制成均一物質(zhì)，然后通過噴嘴擠壓，制成擠出物。 經(jīng)過冷卻定型，擠出物在造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，后風(fēng)干。所制備的添加劑樣品 性能如下彈性模量753.3 MPa，拉伸強(qiáng)度21.18 MPa，斷裂伸長率55.2%， 沖擊強(qiáng)度9.29X103J.m—2，熔融指數(shù)0.6923g/10min。將該添加劑以6%。的質(zhì) 量比在18(TC與瀝青混凝土密集料進(jìn)行混合后，進(jìn)行抗車轍測試為3938次 /mm。
實(shí)施例5:所用回收聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在110—12(TC之間，回收聚丙烯 樹脂的熔點(diǎn)在150—16(TC之間，回收聚乙烯樹脂與回收聚丙烯樹脂之間質(zhì) 量比為95: 5，先攪拌均勻，將上述組合物放入TE-50型雙螺桿擠出機(jī)中， 在180-200'C下進(jìn)行熔融、剪切混合處理，制成均一物質(zhì)，然后通過噴嘴擠 壓，制成擠出物。經(jīng)過冷卻定型，擠出物在造粒機(jī)上進(jìn)行造粒，后風(fēng)干。所 制備的添加劑樣品性能如下彈性模量73.9 MPa，拉伸強(qiáng)度1182 MPa，斷 裂伸長率527.7%，沖擊強(qiáng)度82.33 X 103J.nf2，熔融指數(shù)2.0725g/10min。將 該碌加劑以6%。的質(zhì)量比在18(TC與瀝青混凝土密集料進(jìn)行混合后，進(jìn)行抗 車轍測試在60min內(nèi)沒有產(chǎn)生明顯的形變。
一般路面采用的AC-131型基質(zhì)瀝青混合料的抗車轍性能為1280次 /mm,而加入本發(fā)明的抗車轍添加劑后瀝青混合料的抗車轍因子產(chǎn)生大幅度 提高?？梢匀嫣岣吆透纳茷r青的質(zhì)量，具有卓越的高溫抗車轍能力和低溫 抗裂能力，從而提高瀝青混凝土的整體耐久性能。
權(quán)利要求
1. 一種瀝青混合料抗車轍添加劑，為聚乙烯樹脂與聚丙烯樹脂的均一混合物，兩者的質(zhì)量比為991—6040。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗車轍添加劑，其特征是聚乙烯樹脂與聚 丙烯樹脂的質(zhì)量比為99: l一85: 15。
3. —種瀝青混合料抗車轍添加劑的制備方法，將聚乙烯樹脂和聚丙烯 樹脂按照權(quán)利要求1或2所述的質(zhì)量比混合，攪拌均勻，加溫至熔融狀態(tài)、經(jīng)剪切混合處理，制成均一物質(zhì)，經(jīng)造粒、風(fēng)干制得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的制備方法，其特征是熔融狀態(tài)下的剪切混合處理在擠出機(jī)中進(jìn)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3的制備方法，其特征是所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在 卯—14(TC之間，聚丙烯樹脂的熔點(diǎn)在140—18(TC之間。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5的制備方法，其特征是所用聚乙烯樹脂的熔點(diǎn)在110—14(TC之間，聚丙烯樹脂的熔點(diǎn)在150 — 17(TC之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3 — 6的任何一種制備方法，其特征是所用的聚乙烯 樹脂、聚丙烯樹脂均為經(jīng)過清洗和破碎的廢棄材料或再生料。
8. —種瀝青混合料抗車轍添加劑的使用方法，將權(quán)利要求1或2的抗 車轍添加劑，按照2%。一15%。的質(zhì)量比在170 — 195。C的溫度下與瀝青混合料 進(jìn)行熱混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗車轍瀝青添加劑及其制備方法和使用方法。采用聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂并用，通過在高溫下進(jìn)行熔解、剪切混合的擠出造粒技術(shù)的使用，提高物質(zhì)之間的相容性，進(jìn)而在使用時(shí)提高瀝青面層的高溫穩(wěn)定性。為降低材料的成本，還可使用廢棄的聚乙烯樹脂和聚丙烯樹脂，同時(shí)達(dá)到降低成本、實(shí)現(xiàn)廢棄物再利用、減少環(huán)境污染的目的。
文檔編號C08L95/00GK101451016SQ20071017891
公開日2009年6月10日 申請日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者玲 劉, 張立群, 曹貴昌, 李曉林, 黃小溪 申請人:北京化工大學(xué)