一种含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂及其制备与使用方法与流程

文档序号:18669977发布日期:2019-09-13 20:52阅读:597来源:国知局
本发明涉及路用沥青添加剂领域,具体涉及一种含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂及制备方法。
背景技术
:冰雪天气下,沥青公路积雪、结冰以后,道路路面很容易打滑,尤其是高速公路由于车速高,极易造成交通事故。目前处理路面积雪的主要措施是物理移除法和化学消融法。移除法的使用效果很难保证,而且人力花费成本高。化学消融法中的融雪剂是目前在冰雪天气下使用较多的方法,融雪除冰剂的研究很多,如cn201811056363.1公开了一种蓄盐缓释型融雪除冰剂及其制备方法,利用氯盐饱和溶液和纳米二氧化硅修饰的硅藻土悬浮液通过搅拌、真空过滤、干燥、粉碎得缓释型无机盐;再和异丙醇或丙二醇甲醚及包裹聚合物,形成融雪除冰剂,融雪物质不受温控分子的限制,且融雪物质释放时间长,融冰量较高。但是这些融雪剂含有腐蚀道路材料、设备和机动车辆的物质,同时可能还会造成一定程度的环境污染。以有机酸盐为冰点降低剂的道面除冰剂中引入缓蚀剂的相关专利报道较多,侧重解决除冰剂对某些金属材料的腐蚀。cn201110270365.2公开了一种甲酸型融雪剂,缓蚀体系由硅酸盐、偏铝酸钠、碳酸钠和含磷酰基团的有机磷酸盐组成,按ams1431c评估其适航性能。在路用沥青中添加能缓释出的降低冰点的材料,可以有效地降低冰雪天气下道路结冰问题。高速公路采用的玄武岩集料或辉绿岩集料与沥青粘附性不好,在摊铺中掺入适宜的抗剥离剂,其中常见的有一些增磨纤维材料或者具有一定的防剥离颗粒。目前研究较多的抗剥离剂是有机胺类化合物,以脂肪族胺、酞胺基多胺和咪唑啉为基础,能较好地增进沥青和集料的粘附。如cn103601392a公开了公开一种长链烷基多胺系列沥青抗剥离剂,其原料包括长链烷基有机酸、环氧氯丙烷、有机胺,不但具有良好的抗剥离能力,还具有与沥青相容性好,易于在沥青中溶解分散。cn102531445a公开了一种非胺类粉状沥青抗剥落剂其主要成份为木质素磺酸钠和硅藻土,两种成份的重量比为(4~5):(6~4)。抗剥落剂主要原料源于植物表面活性剂,可再生,对环境污染小。但由于该类剥落剂在沥青表面仅发生物理吸附,而且热稳定性差,长期性能并不是很好。有机硅微球,是一种多功能特种有机硅树脂微球,为雪白色规整可自由流动球形细微粉,具有三维交联网状的分子结构,呈现出优异的防水性和极好的耐热性能、分散性能,用途非常广泛、应用领域众多。但是作为沥青抗剥离剂使用的未见报道。技术实现要素:本发明的目的之一是提供一种含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂,组分搭配合理,使用方便,性能优良,能满足沥青路面在冰雪天气下的机车安全行驶。本发明的目的之二是提供上述含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂的制备方法,步骤简单。为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂,包括占添加剂总量90.0-99.0%的冰点降低剂和抗剥离剂,冰点降低剂和抗剥离剂的质量比为3:1,其中,所述的冰点降低剂是有机羧酸修饰的无机钠盐、无机钾盐、无机钙盐、无机镁盐、无机钡盐中的一种或者几种;所述的抗剥离剂是由乙烯基硅油以及不同的含氢硅油,在1305与1309复配乳化剂和铂络合物催化剂作用下,于60~70度的水中加速硫化5个小时,烘干,粉碎,得到的硅橡胶弹流体。进一步地,所述的沥青复合添加剂还包括填充剂,所述的填充剂占添加剂总量0.5-9.5%。进一步地,所述的沥青复合添加剂还包括抗老化剂,所述的抗老化剂占添加剂总量0.5-3.0%。优选的,所述的有机羧酸为硬脂酸或油酸。优选的,所述的无机钙盐为氯化钙。优选的,所述的填充剂为脲醛树脂、环氧树脂、萜烯树脂、松香变性树脂和辛基酚醛树脂中的一种或者几种。优选的,所述的抗老化剂为苯并三氮唑类、受阻胺类和二苯甲酮类抗老化剂中的一种或者几种。本发明还提供上述含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂的制备方法,包括以下步骤:(1)将冰点降低剂、抗剥离剂、填充剂加入二甲苯中,在100-120℃搅拌反应器中,反应2-3小时;(2)当混合均匀后,升温到130℃-140℃,继续搅拌反应1.5小时;(3)当搅拌均匀后,降温至120℃,加入抗老化剂,继续搅拌1.0小时,减压蒸除溶剂;(4)待固体形成时,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体型粉末添加剂。本发明的目的之三是提供上述含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂的使用方法,包括以下步骤:按适宜比例将含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂加入路面沥青中,与石料在180-200℃中搅拌均匀进行摊铺,用于道路施工。与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:1、无需特殊生产设备、生产工艺简单,无污染。2、能够降低冰雪的冰点,消除和防止沥青路面在冰雪天气下雪融化成水后在路面的结冰现象,具有超长防冰保持时间,并且具有抗剥离的性能,路面寿命得到延长。3、本发明所述的沥青复合添加剂分散性好、软化点高、稳定性好、安全环保、流动性能好、耐候性好、与沥青粘结性强,能改善沥青的力学性能,能显著增强沥青路面的路用性。4、本发明所述的沥青复合添加剂,对机车材料安全,对道路和桥梁主体金属材料部件无腐蚀。具体实施方式下面通过具体实施进一步说明本发明的方案和效果。以下实施例中,所述的抗剥离剂是由乙烯基硅油以及不同的含氢硅油,在1305与1309复配乳化剂和铂络合物催化剂作用下,于60~70度的水中加速硫化5个小时,烘干,粉碎得到的硅橡胶弹流体。实施例1将30.0g的硬脂酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和38%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,1.2g的松香变性树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在100℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到130℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例2将30.0g的油酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和40%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,1.5g的萜烯树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在100℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到130℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例3将30.0g的油酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和45%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,0.2g的环氧树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在100℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到140℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,降温至120℃,加入0.2g癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯,继续搅拌1.0小时,减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例4将30.0g的油酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和45%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,1.2g的松香变性树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在100℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到140℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,降温至120℃,加入1.2g癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶醇)酯,继续搅拌1.0小时,减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例5将30.0g的硬脂酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和50%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,2.8g的脲醛树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在100℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到140℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,降温至120℃,加入1.2g2-(2h-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚,继续搅拌1.0小时,再减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例6将30.0g的油酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和48%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,3.2g的辛基酚醛树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在120℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到140℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,降温至120℃,加入1.0g2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,继续搅拌1.0小时,再减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。实施例7将30.0g的油酸修饰的氯化钙作为冰点降低剂、10.0g的乙烯基硅油和48%含氢硅油聚合而成的硅橡胶弹流体作为抗剥离剂,4.15g的辛基酚醛树脂作为填充剂,加入二甲苯中,在120℃搅拌反应器中,反应2-3小时。待混合均匀后,升温到140℃左右反应1.5小时,搅拌均匀后,降温至120℃,加入0.25g2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮,继续搅拌1.0小时,再减压蒸除溶剂,采用挤压造粒,筛分得到2-5mm的固体粉末添加剂。对实施例1、6在cxs-2801型全自动沥青针入度仪,按t0604试验方法对各试样进行针入度测试,单位为0.1mm,试验结果如表1所示。表1不同含量添加剂的沥青针入度值(0.1mm)在sy-2.0c型沥青延伸度仪,按照标准试验方法测定各个试样在25℃条件下的延度值,单位cm,拉伸速度为5cm/min。其结果如表2所示。表2不同含量添加剂的延度在cxs-2806型全自动软化点测定仪,按照t0606试验方法测定了各试样的软化点。其结果如表3所示。表3不同添加剂含量沥青的软化点添加剂含量5%10%15%20%25%基质沥青+实施例163.964.965.669.673.259.8沥青+实施例663.165.466.867.877.659.8制备添加剂的抗冰冻试验将击实的沥青路面芯样(油石比为4.8%,添加剂含量为5.5%)放入冰箱冷冻区冰冻,24小时后观察其结冰情况,含合成添加剂的芯样和加入市售冰点降低剂(路丽美)的芯样一样,在芯样表面均几乎没有冰。根据沥青稳定碎石混合料的马歇尔试验配合比设计标准,油石比为4.8%,进行马歇尔试件吸水率的测定,试件的吸水率都小于2%,符合技术标准。按适宜比例将含硅橡胶弹流体的沥青复合添加剂加入路面沥青中,与石料在180-200℃中搅拌均匀进行摊铺,用于道路施工。本发明的沥青复合添加剂无腐蚀性,在沥青混合料中加入时,可以增加路面的抗冻能力,防止在低温时结冰,并且能增加沥青路面的抗剥离性能,这样沥青路面的寿命可以延长。当前第1页12
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