专利名称：一种高模量的沥青改性剂、其制备方法及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高模量的浙青改性剂、其制备方法及其应用，属于节能环保型道路浙青技术领域。
背景技术：
近年来，我国浙青路面处于高速建设期，随着交通荷载日益增加以及夏季高温突出，浙青路面出现了大量的车辙、开裂等破坏现象。在城市道路的公交车停车站、十字路口与高速公路等地方，车辙现象十分普遍。车辙不仅影响了行车安全性，而且大大降低了路面的使用寿命，造成建设投资的浪费。·现有研究成果表明，提高中、上面层浙青混凝土的模量能够大大提高浙青路面的高温性能与抗裂性能，降低浙青路面的车辙与开裂风险几率。因此，众多科研机构均进行了高模量浙青混凝土的试验与高模量浙青改性剂的开发研究。所谓的高模量浙青混凝土是指在45°C的温度条件、IOHz加载频率时其动态模量大于2000MPa。而高模量浙青改性剂是提高浙青混凝土的模量最直接、最有效的方法。法国产品PR MODULE与德国产品Duroflex能提高浙青路面的抗车辙性能，但是价格贵。国内有一些抗车辙剂产品，价格较为便宜，但是性能不稳定。中国专利CN 102174265 A高模量高强度抗车辙剂添加剂及其制造方法和应用，其中添加剂是由可交联聚乙烯、无规聚丙烯、增粘剂、丁苯橡胶、纤维混合组成。该产品高温性能优异、低温性能较好，其不足之处是无规聚丙烯树脂熔点高，与浙青相容性差，难以均匀分散与浙青混合料中，其使得浙青混合料的拌合温度提高了 20°C以上，每锅浙青混合料的拌合时间会增加10-15s，大大降低了生产效率。中国专利CN200810132714. 2高模量浙青混凝土添加剂采用的原料包括聚乙烯、聚酯、聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚丙烯、橡胶、浙青、纤维素、助剂组成，原材料众多，另外浙青需要单独的加热与计量设备，工艺十分繁琐。目前市面上出现的以及以上专利所报道的抗车辙剂与高模量浙青改性剂均存在施工中浙青混合料拌和温度高时间长等现象，拌合温度往往比普通浙青混合料高出15_30°C，大大增加了能耗，同时混合料容易板结，实际工程中很难碾压密实。把温拌技术引入到高模量浙青混凝土中的技术鲜有报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种高模量的浙青改性剂、其制备方法及其应用。为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种高模量的浙青改性剂，其原料包括聚合物树脂100份、蜡基聚合物40 60份、增容剂5 20份、接枝剂2 8份、紫外光屏蔽剂2 6份、填料10 50份，所述聚合物树脂为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份数为质量份数。为了提高产品的耐温性能、分散性等性能，所述低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的质量比为I : (O. I 15)。优选，所述低密度聚乙烯(LDPE)的数均分子量为5-7万，190°C、2. 16Kg负荷下，熔融指数为O. 2-10g/10min ;线性低密度聚乙烯(LLDPE)的数均分子量为6-12万，190°C >2. 16Kg负荷下，熔融指数为O. 2_10g/10min。LDPE,LLDPE既可以为新料也可以为再生料。为了提高产品性能，所述的蜡基聚合物为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中一种或两种以上任意配比的混合物；所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物原料中醋酸乙烯(VA)的质量含量优选为14%-26% ;所述的接枝剂为马来酸酐，细度为40-100目；所述的紫外光屏蔽剂为炭黑，细度为400-1000目；所述的填料为蒙脱土，细度为200-800目。申请人:经研究发现，采用LDPE、LLDPE作为添加剂的主体成分，LLDPE可以大幅度改善高温性能与弯拉性能，而且易于挤出造粒，LDPE不仅可以提高高温性能，而且能够提高与浙青的相容性、低温性能与疲劳性能；采用聚乙烯蜡或EVA蜡作为蜡基聚合物，不仅能够降低浙青与浙青混合料的粘度，降低浙青混合料的拌合温度，同时不损失浙青混合料的高温性能，具有显著的温拌效果，而且在高模量的浙青添加剂造粒加工过程中具有润滑作用，·提高了加工速率；采用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)作为增容剂，不仅能够提高PE树脂与蜡基聚合物的相容性，而且能够明显改善高模量的浙青添加剂与浙青的相容性；采用马来酸酐作为接枝剂，可以改善PE树脂的极性，使其能与蒙脱土形成剥离型插层结构，提高高模量的浙青添加剂对浙青的高温作用与低温作用效果；紫外光屏蔽剂可以降低聚合物树脂的热老化，同时可以减少浙青的光老化与热老化，并对浙青进行补强作用；采用蒙脱土作为填料，不仅可以提高高温性能与抗水损害性能，而且可以作为插层剂，使聚合物形成剥离型结构，蒙脱土还可降低成本，对浙青混合料具有一定的补强作用。上述各组分同时使用，相互之间有着意想不到的协同效应，其综合效果远远大于各组分单独使用效果的叠加。上述的高模量的浙青改性剂的制备方法，包括如下步骤A、将接枝剂、紫外光屏蔽剂、填料与50%的聚合物树脂120°C _160°C下，混勻、造粒;B、将步骤A所得物料与剩余的聚合物树脂、蜡基聚合物、增容剂，IlO0C _150°C下，混勻、造粒，得高模量的浙青改性剂。上述高模量的浙青改性剂的制备方法具体可按如下步骤制备第一步将接枝齐U、紫外光屏蔽剂、填料与50%的聚合物树脂进行高速混合后加入双螺杆挤出机中挤出、热风干燥、切粒制备出高浓度接枝母料，挤出机温度控制为120°C _160°C，机头温度控制为150°C，挤出速度为20-50r/min ;第二步将第一步制备出的高浓度接枝母料与剩余的聚合物树脂、蜡基聚合物、增容剂进行高速混合后加入双螺杆挤出机中挤出、热风干燥、切粒，挤出机温度控制为110°C _150°C，机头温度控制为140°C，挤出速度为30_60r/min，造粒出圆柱体或长条体，控制颗粒最大径向尺寸不大于6mm。本发明所述径向尺寸指颗粒上任意两点间距离。上述制备方法为通过实验得出的效果较好的方法，申请人认为其原因为高模量的浙青改性剂在造粒过程中采用二步法造粒方式，是因为两步法更利于提高聚乙烯与蒙脱土的插层效果，其中第一步主要是为了提高混炼效果，使PE聚合物在蒙脱土片层结构中形成有效插层，增加晶面间距，进而更好实现蒙脱土的剥离，提高高模量的浙青添加剂的力学性能；第二步是避免了蜡基聚合物、增容剂的过早老化，使其与聚乙烯聚合物形成稳定均匀的体系，降低熔融混炼温度。上述高模量的浙青添加剂，其在浙青混合料中的使用方法为将具有温拌功能的高模量的浙青添加剂加入搅拌缸中与集料一起拌合，拌合温度与拌合时间均不需增加，拌合温度还可以降低至150°C左右，然后加入基质浙青进行搅拌，即可制得具有高抗车辙能力的浙青混合料。上述的高模量的浙青改性剂的应用，用于高速公路中面层时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 25%-0. 45% ;用于上面层时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 3%-0. 5% ;用于城市公交车专用道、交通路口、爬坡路段时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 35%-0. 6%。 本发明高模量的浙青改性剂，不仅解决了现有抗车辙剂、高模量的浙青添加剂存在吃料难、熔融难、塑化差、拌合温度过高等问题，同时提高了浙青软化点、降低了浙青的粘度，提高了浙青路面的抗车辙性能、低温性能、抗剪切性能、性能稳定性，且制备简单，成本低廉。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。以下实施例中，具有温拌功能的高模量的浙青添加剂的密度按照GB1033-70中的试验方法进行，融熔指数测试按照GB/T 3682-2000中的试验方法进行，其中190°C表示测量温度，2. 16Kg表示标称负荷，维卡软化温度按照GB1633中的试验方法进行；高模量的浙青混合料的动稳定度、抗压回弹模量(静态模量)、动态模量、冻融劈裂试验强度比的测试方法参照《公路工程浙青及浙青混合料试验规程》JTG E20-2011进行。实施例I :一种具有温拌功能的高模量的浙青添加剂，它由100份聚合物树脂、40份蜡基聚合物、20份增容剂、2份接枝剂、2份紫外光屏蔽剂、10份填料组成。聚合物树脂由LDPE、LLDPE组成，LDPE、LLDPE的质量比例为I : I ;LDPE为齐鲁石化2100TN00，190°C熔融指数为O. 3g/10min ;所述的LLDPE为扬子巴斯夫7042，190°C熔融指数为2. 0g/10min ;蜡基聚合物为聚乙烯蜡，型号为PEW-0300，来自南京天诗实验微粉有限公司；增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，来自扬子巴斯夫V4110J，VA含量为14% ；接枝剂为马来酸酐，来自江阴顺飞精细化工有限公司，细度为40目；紫外光屏蔽剂为炭黑，来自安阳市同盛碳黑有限公司黑有限公司，目数为400目；填料为蒙脱土，来自浙江丰虹新材料股份有限公司，目数为300目。上述的具有温拌功能的高模量的浙青添加剂的制备方法如下第一步将50%的聚合物树脂与接枝剂、紫外光屏蔽剂、填料进行高速混合后加入双螺杆挤出机中挤出、热风干燥、切粒制备出母料，挤出机料筒温度控制为120°C，机头温度控制为160°C，挤出速度为20r/min。第二步将第一步制备出的母料与剩余的聚合物树月旨、蜡基聚合物、增容剂进行高速混合后加入双螺杆挤出机中挤出、热风干燥、切粒，挤出机料筒温度控制为110°C，机头温度控制为140°C，挤出速度为30r/min，造粒出圆柱体或长条体，控制颗粒最大径向尺寸为5. 8mm。制备出的具有温拌功能的高模量的浙青添加剂的技术指标如表I所示，其对浙青的性能作用效果如表2所示，表I具有温拌功能的高模量的浙青添加剂技术指标
权利要求
1.一种高模量的浙青改性剂，其特征在于其原料包括聚合物树脂100份、蜡基聚合物40 60份、增容剂5 20份、接枝剂2 8份、紫外光屏蔽剂2 6份、填料10 50份，所述聚合物树脂为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份数为质量份数。
2.如权利要求I所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的质量比为I : (O. I 15)。
3.如权利要求I所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述低密度聚乙烯的数均分子量为5-7万，190°C、2. 16Kg负荷下，熔融指数为O. 2-10g/10min ;线性低密度聚乙烯的数均分子量为6-12万，1900C >2. 16Kg负荷下，熔融指数为O. 2_10g/10min。
4.如权利要求I至3任意一项所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述的蜡基聚合物为聚乙烯蜡或氧化聚乙烯蜡中一种或两种以上任意配比的混合物。
5.如权利要求I至3任意一项所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述的增容剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物。
6.如权利要求5所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述乙烯-醋酸乙烯共聚物原料中醋酸乙烯的质量含量为14%-26%。
7.如权利要求I至3任意一项所述的高模量的浙青改性剂,其特征在于所述的接枝剂为马来酸酐，细度为40-100目。
8.如权利要求I至3任意一项所述的高模量的浙青改性剂，其特征在于所述的紫外光屏蔽剂为炭黑，细度为400-1000目。
9.如权利要求I至3任意一项所述的高模量的浙青改性剂,其特征在于所述的填料为蒙脱土，细度为200-800目。
10.权利要求I至9任意一项所述的高模量的浙青改性剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤 A、将接枝剂、紫外光屏蔽剂、填料与50%的聚合物树脂120°C_160°C下，混匀、造粒； B、将步骤A所得物料与剩余的聚合物树脂、蜡基聚合物、增容剂，110°C_150°C下，混匀、造粒，得高模量的浙青改性剂。
11.权利要求I至9任意一项所述的高模量的浙青改性剂的应用，其特征在于用于高速公路中面层时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 25%-0. 45% ;用于上面层时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 3%-0. 5% ;用于城市公交车专用道、交通路口、爬坡路段时，其掺量为浙青混合料总质量的O. 35%-0. 6%。
全文摘要
本发明公开一种高模量的沥青改性剂、其制备方法及其应用。上述高模量的沥青改性剂，其原料包括聚合物树脂100份、蜡基聚合物40～60份、增容剂5～20份、接枝剂2～8份、紫外光屏蔽剂2～6份、填料10～50份，所述聚合物树脂为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯任意配比的混合物，所述份数为质量份数。本发明高模量的沥青改性剂，不仅解决了现有抗车辙剂、高模量的沥青添加剂存在吃料难、熔融难、塑化差、拌合温度过高等问题，同时提高了沥青软化点、降低了沥青的粘度，提高了沥青路面的抗车辙性能、低温性能、抗剪切性能、性能稳定性，且制备简单，成本低廉。
文档编号C08L23/30GK102942793SQ20121047600
公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者洪锦祥, 黄冲, 刘至飞, 徐静, 陈香, 邓成 申请人:江苏博特新材料有限公司, 江苏苏博特新材料股份有限公司, 江苏省建筑科学研究院有限公司, 姜堰市博特新材料有限公司