專利名稱：：高強度結構瀝青料及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種瀝青混合料(鋪筑道路用)的添加劑材料及其制備方法，特別是涉及一種能顯著提高"瀝青混合料"模量且具有高分散性能的高強度結構瀝青料及其制備方法。
背景技術：
：隨著我國公路交通運輸量的不斷增大，特別是重載車輛的增多和高壓輪胎的使用、交通流的渠化以及持久的夏季高溫天氣。路面車轍已成了公路瀝青路面早期損壞的主要形式。車轍不僅使路面變形，破壞了平整度，也嚴重危害行車安全，因為高速行駛的車輛遇到車轍槽坑中的積水會產生漂移，對行車造成危險。國內外研究表明，瀝青混合料的模量越高，其鋪筑的瀝青路面的抗車轍能力越強。所以提高瀝青混合料的模量是解決瀝青路面車轍問題的重要辦法。提高瀝青混合料模量的方法有多種。近年來，向瀝青混合料中直接投入添加劑的方法來提高瀝青混合料的模量得到人們的廣泛重視?，F(xiàn)已知悉，國內外用于提高瀝青混合料模量的常規(guī)瀝青混合料添加劑，如法國的PR料、德國的DUROFLB料均是以聚烯烴等高聚物物理復合而成的。常規(guī)混合料添加劑是通過以下四個方面來提高瀝青混合料的模量，從而提高瀝青路面的抗車轍能力，并改善抗水損壞性能和抗低溫開裂性能。1、混合料添加劑加在石料中與石料一起在18(TC下干拌，熔融于石料表面的部分添加劑對石料具有粘結作用。2、混合料添加劑與石料干拌后就加入瀝青進行濕拌，在濕拌過程中有部分添加劑溶脹于瀝青中，提高了瀝青的軟化點、增加了瀝青粘度、降低了瀝青的溫度敏感性，相當于對瀝青進行了改性。3、在添加劑與石料、瀝青的干拌和濕拌過程中，有部分添加劑拉絲成塑料維，起到了纖維加筋作用。4、添加劑的主要成分是聚烯烴，因而添加劑中具有彈性的組分可以使瀝青路面產生的變形有恢復的功能，從而降低了瀝青路面的永久變形。常規(guī)的"瀝青混合料添加劑"直接加入瀝青混合料中雖然能提高瀝青混合料的模量，但在使用效果等方面存在以下兩個不足1、添加劑中的聚烯烴如果全部采用新材料則成本很高，推廣起來很難；如果采用一些回收的聚烯烴舊料作為添加劑的組分，當添加劑與石料干拌和與瀝青濕拌過程中，由于拌合時間短，添加劑在短時間內不可能全部熔融分散，影響其提高混合料模量效能的發(fā)揮。2、常規(guī)混合料添加劑是由多種聚烯烴組成的混合物，與混合物的粘結性不是很好，因而其提高瀝青混合料模量，從而提高抗車轍能力的效果雖然比改性瀝青好，但還是不理想。要想獲得能顯著提高瀝青混合物模量，且成本較低、分散性優(yōu)良的新型瀝青混合料添加劑，要從原材料選擇配比和生產制造工藝兩個方面研究。
發(fā)明內容針對現(xiàn)有工藝技術制備的常規(guī)瀝青混合料添加劑存在的不足之處，本發(fā)明人經過廣泛深入的研究，發(fā)明了一種高強度結構瀝青料及其制備方法，它包括新聚烯烴料、舊聚烯烴料、無機填料、超細碳黑粒子、有機酸酐、防老劑，其特征在于其重量份數(shù)配比為新聚烯烴料25-30份、舊聚烯烴料57-67份、無機填料3-5份、超細碳黑粒子0.8-1份、有機酸酐2-4.5份、防老劑O.1-0.15份。其生產制備工藝如下A、將經過選型評定的25-30重量份新聚烯烴料和57-67重量份舊聚烯烴料計量后分別投入混合器中，開啟混合器混合30-40分鐘，使之充分混合；B、將計量好的3-5重量份無機填料、0.8-1重量份超細碳黑粒子和0.1-0.15重量份防老劑分別投入混合器中與新舊聚烯烴充分混合；C、將混合充分的物料按一定流量進入一個特制改型的雙螺桿擠出機上與2.5-4.5重量份的有機酸酐一起擠出；D、在特制的雙螺桿機的高溫強力擠壓下，新舊高聚烯烴發(fā)生分子間位移，產生大量不飽和鍵，這些不飽和鍵會與有機酸酐發(fā)生產化學反應生成穩(wěn)定的具有粘結性能的且分散性好的彈性物質，同時無機填料和納米級超細碳黑粒子也與新舊聚烯烴充分結合一起；E、從雙螺桿擠出機擠出的熔融狀的物料經過水冷卻，再造粒后包裝。有益效果新型的瀝青混合料添加劑(名稱為高強度結構瀝青料)的制備方法，所制得的高強度結構瀝青料產品除了同"常規(guī)瀝青混合料添加劑"一樣通過上述四個方面來提高瀝青混合料的模量，從而提高瀝青路面的抗車轍能力并改善抗水損壞性能和抗低溫開裂性能以外，還具有生產成本較低、分散性能好、提高瀝青混合料模量顯著的優(yōu)點。1、高強度結構瀝青料產品是由多種聚烯烴、少量填料及微量有機添加劑經特殊技術加工工藝復合而成。其中聚烯烴的總含量為90-95%(重量)，采用了獨特的生產技術工藝，提高回收的聚烯烴舊料(即聚乙烯PE舊料、聚丙烯PP舊料和乙烯一醋酸乙烯共聚物EVA舊料)的熔融指數(shù)，使回收舊料的熔融指數(shù)達到2.8克/10分鐘以上，回收舊料的熔融指數(shù)提高了，相應地分散效果好。在這種技術條件下，混合料新型添加劑——"高強度結構瀝青料"組分中含的90-95%的聚烯烴材料采用了70-80%的回收舊聚烯烴料，仍可以保持很好的分散性，且提高瀝青混合料模量的效果十分明顯。因此高強度結構瀝青料的生產成本比國內外常規(guī)的混合料添加劑的生產成本低的多。2、采用高聚物與有機酸酐化學接枝的工藝，使"高強度結構瀝青料中的新舊聚烯烴料生成具有一定膠結料性能的高聚物材料，改善了高強度結構瀝青料與石料的粘結性能，由于與石料的粘結性越強，其瀝青混合料抗高溫變形能力和抗車轍能力越強。從而使高強度結構瀝青料比常規(guī)混合料添加劑在相同應用比例下更能提高瀝青混合料的模量。圖1為制備工藝流程具體實施方式實施例l:如圖所示，一種高強度結構瀝青料，包括新聚烯烴料、舊聚烯烴料、無機填料、超細碳黑粒子、有機酸酐、防老劑，其特征在于其重量份數(shù)配比為新聚烯烴料25-30份、舊聚烯烴料57-67份、無機填料3-5份、超細碳黑粒子0.8-1份、有機酸酐2-4.5份、防老劑0.1-0.15份，其生產制備工藝如下A、將經過選型評定的25-30重量份新聚烯烴料和57-67重量份舊聚烯烴料計量后分別投入混合器中，開啟混合器混合30-40分鐘，使之充分混合；B、將計量好的3-5重量份無機填料、0.8-1重量份超細碳黑粒子和0.1-0.15重量份防老劑分別投入混合器中與新舊聚烯烴充分混合；C、將混合充分的物料按一定流量進入一個特制改型的雙螺桿擠出機上與2.5-4.5重量份的有機酸酐一起擠出；D、在特制的雙螺桿機的高溫強力擠壓下，新舊高聚烯烴發(fā)生分子間位移，產生大量不飽和鍵，這些不飽和鍵會與有機酸酐發(fā)生產化學反應生成穩(wěn)定的具有粘結性能的且分散性好的彈性物質，同時無機填料和納米級超細碳黑粒子也與新舊聚烯烴充分結合一起；E、從雙螺桿擠出機擠出的熔融狀的物料經過水冷卻，再造粒后包裝。實施例2:如圖所示，一種高強度結構瀝青料，包括新聚烯烴料、舊聚烯徑料、無機填料、超細碳黑粒子、有機酸酐、防老劑，其特征在于其重量份數(shù)配比為新聚烯烴料25-30份、舊聚烯烴料57-67份、無機填料3-5份、超細碳黑粒子0.8-1份、有機酸酐2-4.5份、防老劑0.1-0.15份，其生產制備工藝如下-A、將經過選型評定的28重量份新聚烯烴料和62重量份舊聚烯烴料計量后分別投入混合器中，開啟混合器混合30-40分鐘，使之充分混合；B、將計量好的3.5重量份無機填料、0.86重量份超細碳黑粒子和0.11重量份防老劑分別投入混合器中與新舊聚烯烴充分混合；C、將混合充分的物料按一定流量進入一個特制改型的雙螺桿擠出機上與3.35重量份的有機酸酐一起擠出；D、在特制的雙螺桿機的高溫強力擠壓下，新舊高聚烯烴發(fā)生分子間位移，產生大量不飽和鍵，這些不飽和鍵會與有機酸酐發(fā)生產化學反應生成穩(wěn)定的具有粘結性能的且分散性好的彈性物質，同時無機填料和納米級超細碳黑粒子也與新舊聚烯烴充分結合一起；E、從雙螺桿擠出機擠出的熔融狀的物料經過水冷卻，再造粒后包裝。實施例3:實施例1和實施例2中所述的無機填料為硅藻土，所述的有機酸酐為醋酸酐和馬來酸酐混合物，所述舊聚烯烴料為高壓聚乙烯離子料PE和EVA料混合物，所述超細碳黑粒子為超細納米級超細碳黑粒子。所述的醋酸酐重量份為1.5-2.5，所述的馬來酸酐重量份為1-2，所述的高壓聚乙烯離子料PE重量份為35-40，所述的EVA料重量份為22-27。實施例4:實施例1和實施例2中所述的無機填料為硅藻土，所述的有機酸酐為醋酸酐和馬來酸酐混合物，所述舊聚烯烴料為高壓聚乙烯離子料PE和EVA料混合物，所述超細碳黑粒子為超細納米級超細碳黑粒子。所述的醋酸酐重量份為2.15，所述的馬來酸酐重量份為1.2，所述的高壓聚乙烯離子料PE重量份為37，所述的EVA料重量份為25。制備工藝的關鍵是原材料的配比，只要某一種原材料的質量參數(shù)發(fā)生變化，其它原材料配比均要相應調整，因而針對不同來源的原材料均要通過實驗確定工藝配方，特別是回收的聚烯烴舊料的質量千差萬別，更要做大量實驗，以保證"高強度結構瀝青料"的性能滿足使用要求。本發(fā)明涉及的"高強度結構瀝青料"制備方法的原料配比組成如下表(原材料所用的各固態(tài)和液態(tài)成分應按化學性質分別儲運)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>下面實例是本發(fā)明的進一步說明，不限制本發(fā)明的范圍。原材料配比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施后的"高強度結構瀝青料"產品的質量指標參產量質量指標<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>參在不同摻量下AC-20瀝青混合料車轍試驗結果和勁度模量測試結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>說明按照中國交通部行業(yè)標準《瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTJ052-2000)和江蘇寶利瀝青股份有限公司企業(yè)標準Q/320281NYD01-2000進行測試。權利要求1、一種高強度結構瀝青料，包括新聚烯烴料、舊聚烯烴料、無機填料、超細碳黑粒子、有機酸酐、防老劑，其特征在于其重量份數(shù)配比為新聚烯烴料25-30份、舊聚烯烴料57-67份、無機填料3-5份、超細碳黑粒子0.8-1份、有機酸酐2-4.5份、防老劑0.1-0.15份。2、根據(jù)權利要求1所述的高強度結構瀝青料的制備方法，其特征在于生產制備工藝如下A、將經過選型評定的25-30重量份新聚烯烴料和57-67重量份舊聚烯烴料計量后分別投入混合器中，開啟混合器混合30-40分鐘，使之充分混合；B、將計量好的3-5重量份無機填料、0.8-1重量份超細碳黑粒子和0.1-0.15重量份防老劑分別投入混合器中與新舊聚烯烴充分混合；C、將混合充分的物料按一定流量進入一個特制改型的雙螺桿擠出機上與2.5-4.5重量份的有機酸酐一起擠出；D、在特制的雙螺桿機的高溫強力擠壓下，新舊高聚烯烴發(fā)生分子間位移，產生大量不飽和鍵，這些不飽和鍵會與有機酸酐發(fā)生產化學反應生成穩(wěn)定的具有粘結性能的且分散性好的彈性物質，同時無機填料和納米級超細碳黑粒子也與新舊聚烯烴充分結合一起；E、從雙螺桿擠出機擠出的熔融狀的物料經過水冷卻，再造粒后包裝。3、根據(jù)權利要求1所述的高強度結構瀝青料的制備方法，其特征在于生產制備工藝如下A、將經過選型評定的28重量份新聚烯烴料和62重量份舊聚烯烴料計量后分別投入混合器中，丌啟混合器混合30-40分鐘，使之充分混合；B、將計量好的3.5重量份無機填料、0.86重量份超細碳黑粒子和0.11重量份防老劑分別投入混合器中與新舊聚烯烴充分混合；C、將混合充分的物料按一定流量進入一個特制改型的雙螺桿擠出機上與3.35重量份的有機酸酐一起擠出；D、在特制的雙螺桿機的高溫強力擠壓下，新舊高聚烯烴發(fā)生分子間位移，產生大量不飽和鍵，這些不飽和鍵會與有機酸酐發(fā)生產化學反應生成穩(wěn)定的具有粘結性能的且分散性好的彈性物質，同時無機填料和納米級超細碳黑粒子也與新舊聚烯烴充分結合一起E、從雙螺桿擠出機擠出的熔融狀的物料經過水冷卻，再造粒后包裝。4、根據(jù)權利2或3所述的高強度結構瀝青料的制備方法，其特征在于所述的無機填料為硅藻土，所述的有機酸酐為醋酸酐和馬來酸酐混合物，所述舊聚烯烴料為高壓聚乙烯離子料PE和EVA料混合物，所述超細碳黑粒子為超細納米級超細碳黑粒子。5、根據(jù)權利要求令所述的高強度結構瀝青料的制備方法，其特征在于所述的醋酸酐重量份為1.5-2.5，所述的馬來酸酐重量份為1-2，所述的高壓聚乙烯離子料PE重量份為35-40，所述的EVA料重量份為22-27。6、根據(jù)權利要求4所述的高強度結構瀝青料的制備方法，其特征在于所述的醋酸酐重量份為2.15，所述的馬來酸酐重量份為1.2，所述的高壓聚乙烯離子料PE重量份為37,所述的EVA料重量份為25。全文摘要為提高瀝青路面的抗車轍能力并改善抗水損壞性能和抗低溫開裂性能，本發(fā)明提出一種高強度結構瀝青料及其制備方法，它包括新聚烯烴料、舊聚烯烴料、無機填料、超細碳黑粒子、有機酸酐、防老劑，其特征在于其重量份數(shù)配比為新聚烯烴料25-30份、舊聚烯烴料57-67份、無機填料3-5份、超細碳黑粒子0.8-1份、有機酸酐2-4.5份、防老劑0.1-0.15份。應用本制備方法制備的高強度結構瀝青料生產成本較低、分散性能好、能顯著提高瀝青混合料模量。文檔編號C04B16/04GK101549975SQ20081002269公開日2009年10月7日申請日期2008年7月24日優(yōu)先權日2008年7月24日發(fā)明者周德洪申請人:周德洪