專利名稱：一種環保型瀝青路面抗車轍劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及交通路面加鋪材料技術領域，尤其是涉及一種可以在高溫多雨極端環境下使用的環保型浙青路面抗車轍劑制備方法及其應用。
背景技術：
廢棄在環境中的廢塑料包裝袋和廢農膜會對市容景觀和生態環境造成破壞，這就是人們常說的“白色垃圾”。“白色垃圾”的危害主要有視覺污染和潛在危害。視覺污染指散落在環境中廢塑料制品對市容、景觀的破壞。影響城市風景點的整體美感。潛在的危害指廢舊塑料進入環境后，由于很難降解產生的危害，在土壤中阻礙農作物吸收水分和養分導致減產。其次，拋棄在陸地上或水體中的塑料制品被動物誤食導致死亡。“白色垃圾”循環利用成為熱點話題。 而把“白色垃圾”應用于高速公路，既可以收到可觀的環境效益，而且對高速公路性能也有一定的改善，提高浙青路面的抗車轍能力，延長路面的使用壽命。車轍是浙青路面的一種高溫季節常見的病害，近年來由于交通量與軸載的不斷增力口，浙青路面的車轍病害在浙青路面的病害中占了很大比例，而且出現越來越早，數量越來越多，程度越來越嚴重。尤其是在我國一些高溫多雨等極端環境較多的地區，浙青混凝土路面的高溫車轍，水損害等破壞情況更為嚴重，橋面鋪設多出現高溫推移，車轍，脫層等病害。車轍大多發生在交通量大、重型車輛多的道路上，出現最多的地方多為收費站和公交車的停站點。車轍不但影響行車質量而且危及行車安全，因此，解決車轍病害是近年來公路設計、施工、養護和研究單位十分重視的問題。車轍的類型大體可分為以下幾類①由于路面基層或路基強度不夠，在行車作用下路基或基層發生變形使路面出現車轍，一般稱為結構性車轍。②由于浙青混合料的高溫穩定性差，抗剪強度不足，造成浙青混合料在車輛作用下出現側向推移，這類變形一般稱為失穩性車轍。③在冬季某些冰凍滑溜路段，車輛使用防滑鏈或采用帶釘輪胎，造成路面的嚴重磨損,這類車轍一般稱為磨損性車轍。解決車轍的問題要從設計和施工著手，目前我國的很多地方路面的設計很不合理，交通量大，重型的超載車輛多，設計荷載普遍小于實際荷載，路面的厚度設計的很薄，非常不合理。為了能有效的解決浙青路面的車轍問題，國內公路建設、施工、養護、研究部門做了大量工作。本發明從提高浙青混合料的穩定性入手，將以“白色垃圾”為原料的聚乙烯與石油樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、浙青材料、無機礦物填充料混合，制備出一種環保型浙青路面抗車轍劑。提高浙青路面的高溫性能，抗車轍能力和防水抗低溫能力，延長路面的使用壽命
發明內容
本發明的目的在于，通過對環保型浙青路面抗車轍劑的研究，研究出一種可以大幅提高浙青路面耐熱，耐寒，抗水性能的改性材料，解決現有技術存在的缺陷。并回收利用“白色垃圾”，減少環境污染。解決上述技術問題所采用的技術方案是由下述的原料及其重量百分數比制成
聚乙烯45% 80%
石油樹脂15% 30%
聚甲基丙烯酸甲酯5% 15%
瀝青材料5% 15%
無機礦物填充料0% 10%
所述各組分之和為100%。上述的聚乙烯主要成分為工業生產低密度聚乙烯、工業回收廢舊聚乙烯中的一種或兩種，工業回收廢舊聚乙烯與低密度聚乙烯的重量比為I : I 4，低密度聚乙烯的密度為0.917 0. 932g/cm3，工業回收廢舊聚乙烯為聚乙烯回料或再生低壓聚乙烯或再生PE ；聚甲基丙烯酸甲酯分子量為8 12萬；石油樹脂分子量為300 3000。浙青材料為天然浙青，煤焦浙青，石油浙青中的一種或幾種；無機礦物填充料為500 800目級碳酸鈣、滑石粉、石英沙、玻璃中空微珠、高嶺土中一種或兩種以上。制備本發明環保型浙青路面抗車轍劑所采用的技術方案是由下述的原料及其重量百分數比制成
聚乙烯45%~80%
石油樹脂15%~30%
聚甲基丙烯酸甲酯5% 15%
瀝青材料5%~15%
無機礦物填充料0%~10%
所述各組分之和為100%。制備本發明環保型浙青路面抗車轍劑所采用的最佳技術方案是由下述的原料及其重量百分數比制成
聚乙烯52%
石油樹脂23%
聚甲基丙烯酸甲酯12%
瀝青材料8%
無機礦物填充料5%
所述各組分之和為100%。本發明所述的環保型浙青路面抗車轍劑的制備方法，如下A)按各組分比例計量各組分原料，在可加熱容器中充分混合各組分使其均勻；B)將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，加熱至150_170°C，并攪拌I. 5 2. 0小時，使其形成熔融混合物后擠出；C)在水冷過程中保持130_150°C的環境中切粒，制得成品。本發明將工業回收廢舊聚乙烯即“白色垃圾”和石油樹脂以及甲基丙烯酸甲酯作為產品的主要組分，不僅有利于保護環境，節省能源，變廢為寶，符合國家可持續發展的戰略方針。而本產品含有的聚甲基丙烯酸甲酯是一種高吸油性的高分子材料，在浙青混合料中形成一種三維交聯的網狀結構，具有一定的收縮與膨脹空間，提高了整個浙青路面的韌性與強度。這種材料的吸油原理與吸油材料不同，主要是利用其內部網絡結構對油分子的范德華力，分子內的親油基鏈與油分子的容積作用，由于網絡交聯結構的存在，高分子材料溶脹而不溶解，油分子包裹在大分子網絡結構中，材料中吸收的油在外部壓力作用下不容易釋放，達到吸油的目的，當夏季高溫時，浙青軟化，高分子網絡結構內外油濃度差加大，可以通過擴散和范德華力吸收更 多的軟化浙青，減少因浙青軟化導致的車轍。冬季低溫時，浙青硬化，產品中三維網絡結構通過范德華力對油有束縛作用，油很難釋放，浙青不會產生位移，減少裂逢的產生。提高產品的高溫性能，抗車轍能力和防水抗低溫性能，降低產品成本，增加了產品的市場竟爭力。采用本發明方法制備的環保型浙青路面抗車轍劑加到浙青浙青混合料中經測試，動穩定度、破壞應變、殘留穩定度和殘留強度比性能指標達到交通部頒發標準JTG F40-2004《公路浙青路面施工技術規范》的要求。本發明產品對浙青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性能具有明顯的改善效果。本發明有性能穩定、使用方便、產品成本低、環境污染小、使用方便等優點，可在浙青混合料中用作抗車轍劑。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細說明。實施例I在高速混和器中加入45%的聚乙烯，20%的石油樹脂，20%的天然浙青，調節混合器的轉速1800-2000轉/分升溫0. 5小時至140-150°C，加入5%的聚甲基丙烯酸甲酯和10%的玻璃中空微珠，調節混合器的轉速8000-10000轉/分，高速攪拌1-1. 5小時，升溫至150-170°C ;將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，保持150-170°C，使其形成熔融混合物后擠出；在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。實施例2在高速混和器中加入50%的聚乙烯，25%的石油樹脂，13%的天然浙青，調節混合器的轉速1800-2000轉/分升溫0. 5小時至140-150°C，加入8%的聚甲基丙烯酸甲酯和4%的玻璃中空微珠，調節混合器的轉速8000-10000轉/分，高速攪拌1-1. 5小時，升溫至150-170°C ;將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，保持150-170°C，使其形成熔融混合物后擠出；在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。實施例3在高速混和器中加入60%的聚乙烯，10%的石油樹脂，13%的天然浙青，調節混合器的轉速1800-2000轉/分升溫0.5小時至140-150°C，加入12%的聚甲基丙烯酸甲酯和5%的玻璃中空微珠，調節混合器的轉速8000-10000轉/分，高速攪拌1-1. 5小時，升溫至150-170°C ;將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，保持150-170°C，使其形成熔融混合物后擠出；在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。實施例4在高速混和器中加入70%的聚乙烯，5%的石油樹脂，9%的天然浙青，調節混合器的轉速1800-2000轉/分升溫0.5小時至140-150°C，加入6%的聚甲基丙烯酸甲酯和10%的玻璃中空微珠，調節混合器的轉速8000-10000轉/分，高速攪拌1-1. 5小時，升溫至150-170°C ;將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，保持150-170°C，使其形成熔融混合物后擠出；在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。實施例5在高速混和器中加入50%的聚乙烯，25%的石油樹脂，8%的天然浙青，調節混合器的轉速1800-2000轉/分升溫0. 5小時至140-150°C，加入12%的聚甲基丙烯酸甲酯和5%的玻璃中空微珠，調節混合器的轉速8000-10000轉/分，高速攪拌1-1. 5小時，升溫至150-170°C ;將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，保持150-170°C，使其形成熔融混合物后擠出；在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。產品實際運用將按照實施例制備的環保型浙青路面抗車轍劑按0. 2% -1%的比例加入浙青混合料中，混合料混合后進行攤鋪，攤鋪后可以緊跟攤鋪機碾壓，確保在不低于165°C情況下完成初壓，不低于140°C條件下。完成復壓，在不低于110°C條件先完成終壓。 混合料試件的性能對加入環保型浙青路面抗車轍劑的浙青混合料通過凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗分析對比，發現加入環保型浙青路面抗車轍劑的浙青在凍融劈裂試驗和浸水馬歇爾試驗中，效果均得到了大幅提升。試驗方法將浙青混合集料烘干，保證烘干溫度達到185°C以上穩定半小時以上；烘好的混合料一起倒入拌和鍋中，保證拌和鍋的溫度不低于185°C，然后把此環保型浙青路面抗車轍劑按0. 4%的比例加入到混合料中；攪拌后進行試驗。表I :環保型浙青路面抗車轍劑組分配比及添加相應組分制得的抗車轍劑后浙青混合料試件的性能
配比環保型瀝青路面抗車轍劑組分凍融劈
組號~ZITZ~聚甲基丙稀 IITZ 無機礦物二 , 穩定度裂強度
聚乙稀石油樹脂酸甲酯涵青材料填充料(次/mtn) KN 比(％)
145%20%5%20%10%>7800985
250%25%8%13%4%>112001193
360%10%12%13%5%>89001286
470%5%6%9%10%>80001189
552%23%12%8%5%>113001499表I中的I 5組實驗使用的為本發明實施例I 5所述的環保型浙青路面抗車轍劑。從表I可看出，未添加環保型浙青路面抗車轍劑的浙青混合料的動穩定度凍融劈裂強度比和浸水馬歇爾穩定度僅為1600次/mm，80%，8KN。而添加本發明環保型浙青路面抗車轍劑的浙青混合料的動穩定度凍融劈裂強度比和浸水馬歇爾穩定度可達到11300次/mm, 99%, 14KN。對比各組別的動穩定度可以看出環保型浙青路面抗車轍劑中浙青改性劑，聚甲基丙烯酸甲酯，浙青材料和無機礦物填充料的組分、配比對浙青混合料性能影響較大。以上實施例是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于發明型的保護 范圍。
權利要求
1.一種環保型浙青路面抗車轍劑，包括組分和含量(重量百分數)聚乙烯45% 80%石油樹脂15% 30%聚甲基丙稀酸甲酷5% 15%瀝青材料5% 15%無機礦物填充料0%~10%所述各組分之和為100%。
2.如權利要求I所述的環保型浙青路面抗車轍劑，其特征是所述的聚乙烯為工業生產低密度聚乙烯、工業回收廢舊聚乙烯中的一種或兩種，工業回收廢舊聚乙烯與低密度聚乙烯的重量比為I : I 4，低密度聚乙烯的密度為0.917 0.932g/cm3，工業回收廢舊聚乙烯為聚乙烯回料或再生低壓聚乙烯或再生PE。
3.如權利要求I所述的環保型浙青路面抗車轍劑，其特征是所述的石油樹脂分子量為 300 3000。
4.如權利要求I所述的環保型浙青路面抗車轍劑，其特征是所述的聚甲基丙烯酸甲酯分子量為8 12萬。
5.如權利要求I所述的環保型浙青路面抗車轍劑，其特征是所述的浙青材料為天然浙青，煤焦浙青，石油浙青中的一種或幾種。
6.如權利要求I所述的環保型浙青路面抗車轍劑，其特征是所述的無機礦物填充料為500 800目級碳酸鈣、滑石粉、石英沙、玻璃微珠、高嶺土中一種或兩種以上。
7.權利要求I 6任意一項所述環保型浙青路面抗車轍劑的制備方法，包括步驟 A)按各組分比例計量各組分原料，在可加熱容器中充分混合各組分使其均勻； B)將混合均勻后的物料投入雙螺桿擠出機，加熱至150-170°C，并攪拌I.5 2. 0小時，使其形成熔融混合物后擠出； C)在水冷過程中保持130-150°C的環境中切粒，制得成品。
全文摘要
本發明公開了一種環保型瀝青路面抗車轍劑制備方法及其應用，將以“白色垃圾”為原料的聚乙烯45％～80％與石油樹脂15％～30％、聚甲基丙烯酸甲酯5％～15％、瀝青材料5％～15％、無機礦物填充料0％～10％高速混合攪拌，高溫擠出，制備出一種環保型瀝青路面抗車轍劑。提高瀝青路面的性能，延長路面的使用壽命，并回收利用“白色垃圾”，減少環境污染。聚乙烯主要成分為工業生產低密度聚乙烯、工業回收廢舊聚乙烯中的一種或兩種，工業回收廢舊聚乙烯為聚乙烯回料或再生低壓聚乙烯或再生PE；石油樹脂分子量為300～3000；聚甲基丙烯酸甲酯分子量為8～12萬；瀝青材料為天然瀝青，煤焦瀝青，石油瀝青中的一種或幾種；無機礦物填充料為500～800目級碳酸鈣、滑石粉、石英沙、玻璃中空微珠、高嶺土中一種或兩種以上。
文檔編號C08L95/00GK102702600SQ20121018068
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月4日 優先權日2012年6月4日
發明者張少高, 謝順理, 黃燕生 申請人:深圳市科中大高分子材料研究所