專利名稱：一種道路瀝青混合料抗車轍添加劑及其制備方法
技術領域：
本發明屬于道路浙青混合料添加劑技術領域，涉及一種浙青混合料抗車轍劑及其制備方法。
背景技術：
隨著我國高速公路大流量、大軸載和渠化交通特點表現得越來越突出，浙青路面在高溫和持續荷載的作用下，產生流動變形不斷累積形成車轍。車轍是浙青路面早期破壞的幾個主要因素之一。浙青路面車轍的出現將嚴重影響路面結構的服務能力，不但直接影響到路面的平整度和行車安全性，而且由于輪跡處浙青層厚度減薄，削弱了面層及路面結構的整體強度，將會進一步誘發其他病害，影響浙青路面的使用品質和使用壽命。車轍危害已成為道路建設中一個急需解決的技術難題。通常情況下，浙青路面車轍防治都是指流動性車轍的防治。為了防治車轍的產生，需從開發抗車轍能力強的浙青混合料和改進施工工藝兩方面入手。目前常用的預防性技術措施主要有以下幾種a、提高浙青的高溫粘度,采用高粘度浙青或各種改性浙青；b、合理調整級配，采用更粗的礦料級配；C、在混合料中摻加各種聚酷纖維、木質素纖維和礦物纖維等；d、采用高性能浙青路面(Superpave)、浙青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)、大碎石浙青混合料(LSAM)、浙青穩定碎石混合料(ATB)等結構層。外摻各種纖維或采用Superpave、SMA等結構因成本大幅度提高而很少使用，特別是很少用于中面層。國內外一些機構和產家針對路面產生車轍的原因研制出用于提高道路浙青混合料抗車轍能力的外添加劑，這種添加劑在道路浙青施工過程中，直接摻加到浙青混合料中，施工方法簡單。現階段國際市場上抗車轍劑產品主要有法國PRI公司的PR PLASTS顆粒、德國巴賽爾集團的DUR0FLEX顆粒、殼牌浙青公司的SEAM顆粒等。國內主要有RadSpunrie車轍 王抗車轍劑。目前這些抗車轍劑的價格較昂貴，且產量有限，不能滿足國內日益增長的需求。西安高遠公路養護技術有限公司的徐培華等人將聚乙烯、石油浙青、硅藻土等采用單螺桿擠出機共混制得抗車轍外加劑(中國專利公開號CN1887951A)，其專利說明書顯示添加
0.4%，道路浙青混合料的動穩定度可達3000次/mm以上。華中科技大學解孝林等人也發明了一種由馬來酸酐接枝改性聚烯烴、聚烯烴、無機礦物填充料、天然浙青等混合通過熔融擠出制得的抗車轍劑(中國專利公開號CN101955335A)，添加0. 4%的此種抗車轍劑，道路浙青混合料的動穩定度可達11200次/_。交通部公路科學研究院、武漢理工大學等單位也開展過浙青混合料抗車轍劑的相關研究工作。總體來說，目前我國在該領域成熟產品較少，相關研究有待進一步深入。

發明內容
本發明的目的是提供一種道路浙青混合料抗車轍添加劑及其制備方法，該方法制備的添加劑能顯著提高浙青混合料的抗車轍性能。為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是一種道路浙青混合料抗車轍添加齊U，其特征在于它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉3 30份(優選5 15份)，馬來酸酐(MA) 0. 5 2份，過氧化二異丙苯(DCP) 0. 05 0. 2份。上述各原料所占重量份最佳為聚烯烴100份，廢橡膠粉5 15份，馬來酸酐
0.5 2份，過氧化二異丙苯0. 05 0. 2份。所述的聚烯烴是新的聚烯烴和廢舊聚烯烴的混合料，混合料中原料所占重量份為新的聚烯烴10 100份(優選30 100份)，廢舊聚烯烴0 90份(優選0 70份)。所述的聚烯烴(新的聚烯烴、廢舊的聚烯烴)是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種以上按任意配比的混合物。
所述的廢橡膠粉為普通廢橡膠粉改性浙青用廢輪胎橡膠粉(為現有的產品)，目數從40目 80目均可。上述一種道路浙青混合料抗車轍添加劑的制備方法，其特征是它包括如下步驟I)按各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉3 30份，馬來酸酐0. 5 2份，過氧化二異丙苯0. 05 0. 2份，選取聚烯烴、廢橡膠粉、馬來酸酐和過氧化二異丙苯，備用;2)將聚烯烴、廢橡膠粉、馬來酸酐和過氧化二異丙苯在常溫下混合后，加入到螺桿擠出機中，在160 230°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到道路浙青混合料抗車轍添加劑。將本發明提供的道路浙青混合料抗車轍添加劑與浙青、集料和礦料，采用《公路浙青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)中的AC-13型級配，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)標準中的《浙青混合料試件制作方法》(T0703-1993)標準，制備浙青混合料試件，本發明道路浙青混合料抗車轍添加劑的添加量為0. 3% (占浙青混合料的質量分率)，油石比為5. 3%。浙青混合料試件按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)標準中的《浙青混合料車轍試驗》(T0719-1993)標準，進行動穩定度測定，衡量上述浙青混合料試件的抗車轍性能。本發明的抗車轍劑的作用機理為上述混合物通過混熔發生聚合物與馬來酸酐的接枝反應，得到部分馬來酸酐接枝改性聚烯烴，其共混物拉伸強度和沖擊強度得到提高，廢橡膠粉的加入進一步提高了混合物的粘彈性，并且廢橡膠粉中的抗老化成分增加了抗車轍劑的耐老化性能。在拌合過程中，抗車轍劑中的聚合物形成的微結晶區具有相當的勁度，部分拉絲成塑料纖維，在集料骨架內搭橋交聯而形成纖維加筋作用；抗車轍劑在施工中臨時軟化、分散在集料中，在碾壓過程中成型，相當于具有高粘附性的細集料填充了集料骨架中的空隙，增加了浙青混合料結構的骨架作用，同時降低了成型路面的滲透性；抗車轍劑中彈性成分在較高溫度時具有使路面的變形部分彈性恢復的功能，降低了成型浙青路面的永久變形。本發明的有益效果是通過大量的實驗，制備不同原料配比的道路浙青混合料抗車轍添加劑，優化實驗條件，對浙青混合料試件的動穩定度結果進行考察，實驗結果顯示本發明提供的道路浙青混合料抗車轍添加劑能顯著提高浙青混合料的抗車轍性能。通過加入廢舊聚烯烴和廢橡膠粉來制備道路浙青混合料抗車轍添加劑大大降低了抗車轍及劑的成本。具體實施方法為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例I :一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為新的聚乙烯(粒狀)100kg， 廢橡膠粉10kg，馬來酸酐I. 2kg，過氧化二異丙苯0. 12kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在160 190°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5_長的道路浙青混合料抗車轍添加劑(本發明產品)。聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯均為現有原料。將本發明實施例提供的道路浙青混合料抗車轍添加劑與浙青、集料和礦料，采用《公路浙青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)中的AC-13型級配，按《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)標準中的《浙青混合料試件制作方法》(T0703-1993)標準，制備浙青混合料試件，本發明道路浙青混合料抗車轍添加劑的添加量為0. 3% (占浙青混合料的質量分率)，油石比為5. 3%。浙青混合料試件按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規程》(JTJ052-2000)標準中的《浙青混合料車轍試驗》(T0719-1993)標準，進行動穩定度測定，衡量上述浙青混合料試件的抗車轍性能。抗車轍性能見表1，以下實施例相同。實施例2 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)65kg，廢舊低密度聚乙烯(粒狀)35kg，廢橡膠粉10kg，馬來酸酐0. 5kg，過氧化二異丙苯0. 05kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在180 210°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例3 —種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)65kg，
廢舊低密度聚乙烯(粒狀)35kg，廢橡膠粉10kg，馬來酸酐2.0kg，過氧化二異丙苯0. 2kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在180 210°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例4 ·一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)70kg，廢舊低密度聚乙烯(粒狀)30kg，廢橡膠粉15kg，馬來酸酐I. 5kg，過氧化二異丙苯0. 15kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在180 210°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例5 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粉狀)70kg，廢舊低密度聚乙烯(粒狀)30kg，廢橡膠粉15kg,馬來酸酐I. 5kg，過氧化二異丙苯0. 15kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在190 220°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例6 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)75kg，廢舊高密度聚乙烯(粒狀)25kg，廢橡膠粉5kg,馬來酸酐I. 2kg，
過氧化二異丙苯0. 12kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在170 200°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例I 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粉狀)75kg，廢舊高密度聚乙烯(粒狀)25kg， 廢橡膠粉5kg，馬來酸酐I. 2kg，過氧化二異丙苯0. 12kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在170 200°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出、切粒、干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例8 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為線性低密度聚乙烯(粒狀)50kg，廢舊高密度聚乙烯(粒狀)50kg，廢橡膠粉10kg，馬來酸酐1kg，過氧化二異丙苯0. Ikg0其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在180 210°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例9 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)30kg，廢舊低密度聚乙烯(粒狀)70kg，廢橡膠粉5kg，馬來酸酐1kg，過氧化二異丙苯0. Ikg0其制備方法為按上述配比將聚乙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在190 220°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。實施例10 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)50kg，聚丙烯(粒狀)25kg，
廢舊低密度聚乙烯(粒狀)25kg，廢橡膠粉5kg，馬來酸酐I. 2kg，過氧化二異丙苯0. 12kg。其制備方法為按上述配比將聚乙烯、聚丙烯、廢舊聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在190 220°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min),得到2 5mm長的本發明產品。實施例11 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為低密度聚乙烯(粒狀)10kg，廢舊低密度聚乙烯(粒狀)90kg，廢橡膠粉3kg，馬來酸酐1.2kg，過氧化二異丙苯0. 12kg。其制備方法為按上述配比將低密度聚乙烯、廢舊低密度聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在210 230°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5_15min),得到2 5mm長的本發明產品。實施例12 一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量為高密度聚乙烯(粒狀)60kg，聚丙烯(粒狀)20kg，廢舊高密度聚乙烯(粒狀)20kg，廢橡膠粉30kg，馬來酸酐2kg，過氧化二異丙苯0.2kg。其制備方法為按上述配比將高密度聚乙烯、聚丙烯、廢舊高密度聚乙烯、廢橡膠粉、馬來酸酐、過氧化二異丙苯在室溫下均勻混合，混合料加入到雙螺桿擠出機中，在200 230°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥(常溫鼓風干燥5-15min)，得到2 5mm長的本發明產品。表I中的數據為本發明實施例1-12所述的道路浙青混合料抗車轍添加劑(或稱道路浙青混合料抗車轍劑)的原料重量份及混合料動穩定度試驗結果。抗車轍劑的添加量為0. 3% (占浙青混合料的質量分率)，油石比為5. 3%。為考察道路浙青混合料抗車轍劑對浙青混合料試件動穩定度的影響，制備了未添加道路浙青混合料抗車轍劑的浙青混合料試件對比樣，并測得對比樣的動穩定度為1500次/mm。對比樣除了未添加道路浙青混合料抗車轍劑外，其制備方法與條件、試件的動穩定度檢測方法與條件均與添加道路浙青混合料抗車轍劑的浙青混合料試件相同。表I :道路浙青混合料抗車轍添加劑組分重量份對混合料動穩定度的影響
道路浙青混合料抗車轍劑各組分重量份(份)~
實施------ 動穩足度
廢舊聚乙備
例聚烯烴 -二,， 橡膠粉 MA DCP (次/mm)_(粒狀)_
聚乙烯粒料
1010I. 20. 129875100
2聚乙烯粒料 6535100.50. 055727
3聚乙烯粒料 6535102. 00.210250
4聚乙烯粒料 703015I. 50. 159750
5聚乙烯粉料 703015I. 50. 159000
6聚乙烯粒料 75255I. 20. 129000
7聚乙烯粉料 75255I. 20. 129000
8聚乙烯粒料505010I0.14846
9聚乙烯粒料30705I0. I10500
聚乙;!希粒料
1050+聚丙烯粒料255I. 20. 1210500
25
11聚乙烯粒料 10903I. 20. 124200
聚乙烯粒料200.2
1260+聚丙烯粒料3023300_20_從表I可用看出，未添加道路浙青混合料抗車轍劑的重交浙青混合料的動穩定度僅為1500次/mm，普通的SBS改性浙青混合料的動穩定度也只有3500次/mm，而添加了本發明的道路浙青混合料抗車轍劑后，浙青混合料的動穩定度可達到10500次/_，混合料的抗車轍性能明顯提高。對比各組實驗的動穩定數據可以看出，浙青混合料抗車轍劑組分中聚烯烴的種類和組分配比、馬來酸酐的加入量、筒體溫度等對浙青混合料抗車轍性能影響較大。
本發明所列舉的各原料 ，以及本發明各原料的上下限、區間取值，以及工藝參數(如溫度、時間等)的上下限、區間取值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。
權利要求
1.一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉3 30份，馬來酸酐0. 5 2份，過氧化二異丙苯0. 05 0. 2份。
2.根據權利要求I所述的一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉5 15份，馬來酸酐0. 5 2份，過氧化二異丙苯0. 05 0. 2 份。
3.根據權利要求I或2所述的一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于所述的聚烯烴是新的聚烯烴和廢舊聚烯烴的混合料，混合料中原料所占重量份為新的聚烯烴10 100份，廢舊聚烯烴0 90份。
4.根據權利要求3所述的一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于混合料中原料所占重量份為新的聚烯烴30 100份，廢舊聚烯烴0 70份。
5.根據權利要求I所述的一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于所述的聚烯烴是聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯中的一種或兩種以上按任意配比的混合物。
6.根據權利要求I所述的一種道路浙青混合料抗車轍添加劑，其特征在于所述的廢橡膠粉的目數為40目 80目。
7.一種制備如權利要求I所述的道路浙青混合料抗車轍添加劑的方法，其特征是它包括如下步驟 1)按各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉3 30份，馬來酸酐0.5 2份，過氧化二異丙苯0. 05 0. 2份，選取聚烯烴、廢橡膠粉、馬來酸酐和過氧化二異丙苯，備用； 2)將聚烯烴、廢橡膠粉、馬來酸酐和過氧化二異丙苯在常溫下混合后，加入到螺桿擠出機中，在160 230°C筒體溫度、30 50轉/分鐘主機轉速、30 60轉/分鐘喂料速率下熔融擠出，切粒，干燥，得到道路浙青混合料抗車轍添加劑。
全文摘要
本發明屬于道路瀝青混合料添加劑技術領域，涉及一種瀝青混合料抗車轍劑及其制備方法。一種道路瀝青混合料抗車轍添加劑，其特征在于它由下述原料混合后，通過熔融擠出、切粒、干燥制備而成，原料組成及各原料所占重量份為聚烯烴100份，廢橡膠粉3～30份，馬來酸酐0.5～2份，過氧化二異丙苯0.05～0.2份。該方法制備的添加劑能顯著提高瀝青混合料的抗車轍性能。
文檔編號C08L21/00GK102964525SQ20121006048
公開日2013年3月13日 申請日期2012年3月8日 優先權日2012年3月8日
發明者吉永海, 涂娟, 張瑜, 江國其, 高濤 申請人:湖北國創高新材料股份有限公司