专利名称：一种温拌硬质沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种温拌硬质浙青及其制备方法，特别是一种适合湿热地区使用的温拌硬质浙青及其制备方法。
背景技术：
传统的热拌浙青混合料HMA (Hot Mix Asphalt)由于施工温度很高,不仅要消耗大量的能源，而且在生产和施工的过程中还会排放大量的废气和粉尘，严重影响周围的环境质量和施工人员的身体健康。为了弥补HMA的不足，人们研制开发了温拌浙青混合料WMA(Warm Mix Asphalt)这种新的环保节能产品。所谓WMA就是通过一定的技术措施，降低浙青的施工粘度，从而使浙青在相对较低的温度下进行拌和及施工，同时保证其具有与HMA基本相同的路用性能和施工和易性。已有的温拌浙青技术可以概括为三种有机降粘温拌 技术、发泡降粘温拌技术和乳化浙青温拌技术。其中，有机降粘温拌技术具有制备工艺简单、不需特殊设备等优点，因而备受人们的关注。所谓有机降粘温拌技术，主要是往浙青或浙青混合料中添加有机添加剂，以在高温拌合时降低浙青的粘度，使浙青有更好的工作性。传统道路浙青的针入度一般为60 110 (O. Imm)。但随着我国现代交通量增加和荷载增大，传统浙青路面容易出现车辙。开发具有抗车辙性能的硬质浙青具有重要意义。硬质浙青其针入度一般为25 50(0. Imm)，因此也可以称为低标号浙青或高黏度浙青，相当于现行施工技术规范中的30、50号石油浙青。它具有针入度小、黏稠度大、劲度大、高温性能优异、温度敏感性好的特点。硬质浙青在国外已经有很长的应用历史，有些国家已经建立起相应的技术规范。I860年，南美洲的特立尼达湖浙青(TLA)最早作为硬质浙青被应用于道路工程。目前特立尼达湖浙青仍被用作浙青改性剂掺入其他浙青中提高浙青胶结料及其混合料的高温性能与温度敏感性。最早开始应用石油浙青中的硬质浙青(高黏度浙青)是在20世纪80年代前期的法国。法国科研人员通过室内试验表明，针入度为15(0. Imm)的浙青混合科的抗永久形变能力比SBS改性浙青混合料的抗永久形变能力还强.其疲劳寿命比原底面层混合科的疲劳寿命增长30%。1992年法国正式制定使用针入度15(0. Imm)的浙青制作高模量浙青混凝土的规范，同时将底面层厚度减薄1/4。近年来，硬质浙青在中国的应用逐渐增多，因此，有必要开发兼具环保性能的硬质浙青，有助于为中国湿热地区浙青路面材料的选择及施工提供依据。目前硬质浙青一般都采用减压蒸馏和调和等技术来获得，所得硬质浙青不但成本高，而且因粘度增加，其拌合温度也提高，不但耗能而且污染空气。目前所使用的温拌剂有一类是有机降粘剂，其熔点为100°C左右，在高于其熔点时就变成液体并且与浙青有很好的相容性，因而能降低浙青的粘度，从而降低施工温度。当低于其熔点时降粘剂又可以重新结晶，降低浙青的针入度，起到增强作用。如果能使用有机添加剂既降低浙青的粘度，有利于温拌，而且浙青的标号也降低，有利于抗车辙，得到一种适合湿热地区的温拌硬质浙青，将具有良好的环保和经济意义。CN 101205404A公开了一种用聚乙烯蜡改性橡胶浙青的方法，聚乙烯蜡能够提高橡胶浙青的软化点，降低橡胶浙青177°C时的粘度，从而使橡胶浙青有很好的施工性能。但该技术方案中使用的聚乙烯蜡是由纯净的原料制取的，因而价格较高，较难推广应用。此外SasobitFT腊、AsphaltanB (褐煤腊)、SLA (脂肪酰胺化合物)等对浙青的降粘效果也较好，但由于它们的价格都较高，从而严重阻碍了温拌浙青的推广应用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种低成本、适合温拌的硬质浙青及其制备方法。本发明的发明人经过多年研究发现可以将回收的聚乙烯通过高温裂解技术制成裂解聚乙烯蜡，将其与石油树脂和偶联剂等物质添加到浙青中制备温拌硬质浙青。由于回收聚乙烯原料来源广泛，价格低廉，石油树脂为炼油的副产品，价格便宜，因而能降低硬质浙青的成本，由于具有降低浙青粘度的作用，还具有温拌效果。本发明提供了一种温拌硬质浙青，其中，该硬质浙青包括基质浙青、裂解聚乙烯蜡、石油树脂、聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂。 在本发明提供的温拌硬质浙青中，所述基质浙青的含量可以为75-90重量％，裂解聚乙烯腊的含量可以为5-15重量石油树脂的含量可以为5-10重量聚乙烯腊接枝马来酸酐的含量可以为O. 1-0. 3重量％,娃烧偶联剂的含量可以为O. 2-1. O重量％。根据本发明提供的温拌硬质浙青，其中，所述基质浙青可以为重交基质石油浙青，优选地，所述基质浙青的针入度可以为60-90。例如，所使用的基质浙青可以为韩国SK集团生产的SK70#。所述裂解聚乙烯蜡的熔点可以为90_105°C，优选为98_103°C。可以用于本发明的裂解聚乙烯蜡的商业化产品可以包括，但不限于上海和源塑胶科技有限公司生产的RPEff ;江苏宝利浙青股份有限公司生产的BLW100。根据本发明提供的温拌硬质浙青，其中，所述石油树脂可以为石油副产品碳九化合物聚合产物，优选地，所述石油树脂的软化点为60-120°C，更优选为90-120°C。可以用于本发明的石油树脂的商业化产品可以包括，但不限于大庆华科公司生产的P90 ;台湾联和化学公司生产的SK120等。所述聚乙烯蜡接枝马来酸酐中的马来酸酐接枝含量可以为0.3-0.5重量％。可以用于本发明的聚乙烯蜡接枝马来酸酐的商业化产品可以包括，但不限于江苏宝利浙青股份有限公司生产的PEWM ;杭州君一公司生产的MP蜡。所述硅烷偶联剂可以为双官能团多硫有机硅烷，最优选为双-[3_(三乙氧基硅)丙基]-四硫化物。例如，可以使用的硅烷偶联剂可以为江苏爱特恩高分子材料有限公司生产的Si-69。根据本发明提供的温拌硬质浙青，其中，该温拌硬质浙青的针入度可以为25-50，优选为25-40，更优选为20-35(0. Imm)。根据本发明提供的温拌硬质浙青，其中，该温拌硬质浙青在135°C时的粘度小于
O.2Pa. S，例如，可以为 O. 15-0. 19Pa. S。本发明还提供了上述温拌硬质浙青的制备方法，该方法包括将基质浙青熔化，然后加入裂解聚乙烯蜡、石油树脂、聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂，搅拌均匀制得温拌硬质浙青。
根据本发明提供的制备方法，其中，将基质浙青熔化的温度可以为120-180°C，优选为140-160°C，最优选为150°C。所述搅拌的时间可以为20-40分钟，优选为25-35分钟。在一种优选的实施方案中，本发明的有机降粘温拌浙青的制备过程如下首先将回收的废旧聚乙烯高温裂解制备有机降粘剂。在60-90号基质浙青中加入10-25%的降粘剂，在140-160°C下，分别加入裂解聚乙烯蜡、石油树脂和偶联剂，搅拌20-40分钟得到温拌硬质浙青。所采用的基质浙青，为重交基质石油浙青，针入度为60-90。裂解聚乙烯蜡，熔点范围为90-105°C。石油树脂为石油副产品碳九化合物聚合产物，其软化点范围为60-120°C。聚乙烯蜡接枝马来酸酐为工业化商品，马来酸酐的接枝含量为O. 3-0. 5%。所加入的偶联剂为双_[3-( 二乙氧基娃)丙基]-四硫化物。 通过加工改性的温拌硬质浙青，其针入度为20-35(0. 1mm)，135 °C粘度小于
O.2Pa. S，适合于湿热地区温拌浙青路面的摊铺需求。本发明通过用高温裂解的废旧聚乙烯、石油裂解产品石油树脂作降粘剂，制得成本较低的温拌硬质浙青，该方法工艺简单，操作方便，适用性较广，并且回收聚乙烯原料来源广泛，价格低廉，对浙青的改性效果也较好。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。试骀例I把基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)在烘箱内加热至150°C熔化，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号Cl)的综合性能指标列于下表I。试验例2向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入5千克的废旧聚乙烯裂解蜡(上海和源塑胶科技有限公司RPEW)，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号C2)的综合性能指标列于下表I。C2与Cl相比改性浙青C2与没有添加降粘剂的浙青Cl相比，废旧聚乙烯蜡能够降低浙青的粘度和针入度、提高浙青的软化点，并且对浙青的延度没有影响。试验例3向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入10千克的废旧聚乙烯裂解蜡(上海和源塑胶科技有限公司RPEW)，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号C3)的综合性能指标列于下表I。C3与Cl相比改性浙青C3与没有添加降粘剂的浙青Cl相比，废旧聚乙烯蜡能够降低浙青的粘度和针入度、提高浙青的软化点，并且对浙青的延度没有影响。C3与C2相比增加废旧聚乙烯裂解蜡的添加量能明显提高浙青的改性效果。试验例4向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入15千克的废旧聚乙烯裂解蜡(上海和源塑胶科技有限公司RPEW)，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号C4)的综合性能指标列于下表I。C4与Cl相比改性浙青C4与没有添加降粘剂的浙青Cl相比，废旧聚乙烯蜡能够降低浙青的粘度和针入度、提高浙青的软化点，并且对浙青的延度没有影响。
C2、C3和C4相比废旧聚乙烯裂解蜡的添加量在3 4%范围内时可以明显降低浙青的施工粘度，同时对浙青的其它性能没有影响。试骀例5向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入10千克的石油树脂(大庆华科公司生产的P90)，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号C5)的综合性能指标列于下表I。C5与Cl相比改性浙青C5与没有添加石油树脂的浙青Cl相比，石油树脂能够降低浙青的粘度和针入度、提高浙青的软化点，降低了浙青的延度。C5与C3相比石油树脂可以明显降低浙青的施工粘度，但其延度不及加入废旧聚乙烯腊的浙青。
试骀例6向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入10千克的废旧聚乙烯裂解蜡和5千克的石油树脂，然后在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号C6)的综合性能指标列于下表I。C6与C3相比改性浙青C6与没有添加石油树脂的浙青C3相比，废旧聚乙烯蜡和石油树脂能一起能够降低浙青的粘度和针入度、提高浙青的软化点，并且对浙青的延度影响较小。C6与C4相比添加5%的石油树脂时可以明显降低浙青的施工粘度，同时对减低浙青的针入度。实施例I向100千克150°C熔化后的基质浙青(韩国SK集团生产的SK70#)中加入10千克的废旧聚乙烯裂解蜡(上海和源塑胶科技有限公司RPEW)和5千克的石油树脂(大庆华科公司生产的P90)，然后加入聚乙烯蜡接枝马来酸酐(杭州君一公司生产的MP蜡)和硅烷偶联剂(江苏爱特恩高分子材料有限公司的Si-69)各O. 25千克，在150°C下搅拌30分钟。该浙青(编号Al)的综合性能指标列于下表I。Al与Cl相比改性浙青Al与未改性的浙青Cl相比，聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂对浙青的粘度、针入度和软化点影响较小。Al与C3相比改性浙青Al与改性的浙青C3相比，添加的石油树脂降低了针入度，增加了软化点，对粘度影响较小。Al与C4相比改性浙青Al与改性的浙青C4相比，更多的聚乙烯蜡明显提高了软化点，但延度变差。Al与C6相比改性浙青Al与改性的浙青C6相比，聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂对浙青的粘度、针入度和软化点影响较小。表I
权利要求
1.一种温拌硬质浙青，其特征在于，该硬质浙青包括基质浙青、裂解聚乙烯腊、石油树月旨、聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂。
2.根据权利要求I所述的温拌硬质浙青，其中，基质浙青的含量为75-90重量％，裂解聚乙烯蜡的含量为5-15重量％，石油树脂的含量为5-10重量％，聚乙烯蜡接枝马来酸酐的含量为O. 1-0. 3重量％，硅烷偶联剂的含量为O. 2-1. O重量％。
3.根据权利要求I或2所述的温拌硬质浙青，其中，所述基质浙青为重交基质石油浙青，优选地，所述基质浙青的针入度为60-90。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，所述裂解聚乙烯蜡的熔点为 90-105。。。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，所述石油树脂为石油副产品碳九化合物聚合产物，优选地，所述石油树脂的软化点为60-120°C。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，所述聚乙烯蜡接枝马来酸酐中的马来酸酐接枝含量为O. 3-0. 5重量％。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，所述硅烷偶联剂为双官能团多硫有机娃烧，最优选为双_[3-( 二乙氧基娃)丙基]-四硫化物。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，该温拌硬质浙青的针入度为25-50，优选为25-40，更优选为20-35。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的温拌硬质浙青，其中，该温拌硬质浙青在135°C时的粘度小于O. 2Pa. S。
10.权利要求I至9中任一项所述温拌硬质浙青的制备方法，其特征在于，该方法包括将基质浙青熔化，然后加入裂解聚乙烯蜡、石油树脂、聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂，搅拌均匀制得温拌硬质浙青。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其中，将基质浙青熔化的温度为120-180°c，优选为140-160°C，最优选为150°C。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其中，所述搅拌的时间为20-40分钟。
全文摘要
本发明提供一种温拌硬质沥青，其特征在于，该硬质沥青包括基质沥青、裂解聚乙烯蜡、石油树脂、聚乙烯蜡接枝马来酸酐和硅烷偶联剂。本发明通过将高温裂解的废旧聚乙烯和石油裂解产品石油树脂用作降粘剂，制得成本较低的温拌硬质沥青，该方法工艺简单，操作方便，适用性较广，并且回收聚乙烯原料来源广泛，价格低廉，对沥青的改性效果也很好。
文档编号C08L51/06GK102838872SQ201110169620
公开日2012年12月26日 申请日期2011年6月22日 优先权日2011年6月22日
发明者汪红兵, 王仕峰, 朱亚琴 申请人:江苏宝利沥青股份有限公司