專利名稱：具有合成功能的瀝青改性劑合成物和制造方法
發(fā)明詳細(xì)說(shuō)明發(fā)明目的發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域及其領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及具有合成功能的瀝青改性劑合成物和制造方法{Compositions and manufacturing methods of bitumen modifiershaving complex functionality}本發(fā)明屬于在瀝青中混合改性劑，用于道路鋪裝，提高鋪裝的共用性和延長(zhǎng)鋪裝壽命。本發(fā)明中的改性劑合成物和改性劑制造方法具有如下技術(shù)特點(diǎn)即，可同時(shí)解決夏季炎熱、冬季寒冷地區(qū)的瀝青鋪裝所能引發(fā)的高溫塑性變形問(wèn)題和低溫的各種龜裂問(wèn)題。
本發(fā)明中具有合成功能的瀝青改性劑的合成物由如下結(jié)構(gòu)混合而成即，在可提高瀝青鋪裝高溫性能(塑性變形抵抗性)的(廢棄或再生)發(fā)泡高分子樹脂群和(廢棄、再生或新材料)熱可塑性樹脂群的構(gòu)成要素中的一個(gè)以上要素；并能提高低溫性能(各種龜裂抵抗性)的具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的(廢棄、再生或新材料)彈性體群中一個(gè)以上要素；能夠降低添加劑熔點(diǎn)和粘度并能提高與瀝青間親和力的(廢棄、再生或新材料)可塑劑群中的一個(gè)以上要素。上述合成物的構(gòu)成材料以使用廢材料為原則，但在難以弄到上述材料時(shí)推薦使用再生材料，若還是困難，便積極推薦使用新材料，這可有效節(jié)約成本，并有助于廢棄物再利用。
本發(fā)明中的瀝青改性劑制造技術(shù)還具有如下特點(diǎn)即，將上述合成物放入混合器(班拍里混煉機(jī)、加壓捏合機(jī)、單加壓雙螺旋式擠壓機(jī))中，經(jīng)高溫加壓下的剪切混合，制成均等材料，并通過(guò)擠壓機(jī)的擠壓臺(tái)制成粒狀，然后進(jìn)行冷卻及干燥處理并予以儲(chǔ)藏，最終將其定量包裝于包括PE袋的各種袋子中，以制成改性劑產(chǎn)品。
現(xiàn)有的大部分改性瀝青將高價(jià)新材高分子樹脂或熱可塑性彈性體混入瀝青內(nèi)，主要用于改性瀝青制造，導(dǎo)致高費(fèi)用引起的材料使用量受限現(xiàn)象。因此，只能添加少量(約為瀝青量的3-8重量％)改性瀝青，故只能獲得限定程度的物性提高效果。例如，在現(xiàn)有技術(shù)中分別采用依據(jù)韓國(guó)專利公報(bào)第1999-0079717號(hào)和第2003-0046053號(hào)的昂貴的SBS主高分子樹脂和依據(jù)第1997-0070122號(hào)的LDPE及依據(jù)第2003-0039343號(hào)的廢輪胎粉末或依據(jù)第2002-0034496號(hào)的SBR乳膠。
至今為止，已有很多從資源再利用和成本節(jié)約的角度出發(fā)，采用廢高分子樹脂的專利技術(shù)。例如，依據(jù)韓國(guó)專利公報(bào)第2001-0044036號(hào)，在制作瀝青混凝土的過(guò)程中，粉碎廢塑料，用作骨材的一部分；依據(jù)第0122302號(hào)，回收并洗滌帶有污物且熔點(diǎn)較低的多個(gè)廢高分子樹脂，并將其制成微粒子，然后對(duì)其進(jìn)行加熱、熔解處理并與瀝青進(jìn)行混合處理；依據(jù)第1990-0003887號(hào)，對(duì)篩選分離的不可再生的廢高分子樹脂，利用瀝青和重油和催化劑進(jìn)行熔解、混合處理制成改性瀝青。上述發(fā)明的廢樹脂屬于大部分熱可塑性廢樹脂(LDPE、HDPE、PP等)，完全不可能通過(guò)彈性改善低溫性能，并得不到預(yù)期的鋪裝效果。即，上述專利大部分出于再利用廢棄的樹脂，但為考慮到廉價(jià)的鋪裝共用性問(wèn)題(塑性變形、各種龜裂等)。
現(xiàn)有的大部分改性瀝青只將一種主高分子或橡膠添加瀝青當(dāng)中，此外還需添加其它的輔助劑。這種改性瀝青根據(jù)添加的高分子樹脂特性，雖然具有高溫性質(zhì)提高(第1997-0070122號(hào))或低溫性質(zhì)提高(第1999-0079717號(hào)、第2003-0046053號(hào)、第2003-0039343號(hào)、第2002-0034496號(hào))的偏向物性。但在具有夏季炎熱、冬季寒冷氣候條件地區(qū)的瀝青鋪裝時(shí)，上述改性瀝青極不適用，從而會(huì)在短時(shí)間內(nèi)引發(fā)鋪裝問(wèn)題。
制造改性瀝青的方法有事先配合方式(pre-mix type)(第1999-0079717號(hào))和現(xiàn)場(chǎng)配合方式(plant-mix type)(第1999-0007510號(hào))，事先配合方式是將瀝青和高分子樹脂(或橡膠)事先在瀝青生產(chǎn)廠的混合箱中進(jìn)行混合及反應(yīng)處理，制成改性瀝青，并用油罐車運(yùn)到瀝青混凝土工廠后儲(chǔ)藏于瀝青儲(chǔ)藏箱中。上述儲(chǔ)藏的改性瀝青將被放入用泵計(jì)量槽中，通過(guò)計(jì)量的噴射裝備，噴射到攪拌混合機(jī)內(nèi)的骨材和填充劑中，經(jīng)45-50秒的強(qiáng)力混合處理，制成改性瀝青混凝土。
上述事先配合方式存在如下問(wèn)題即，改性瀝青的粘度較低時(shí)或許不會(huì)引發(fā)其它問(wèn)題，但粘度較高時(shí)，在用油罐車進(jìn)行搬運(yùn)，并從油罐車轉(zhuǎn)移到瀝青混凝土工廠的儲(chǔ)藏箱，然后從儲(chǔ)藏箱用泵傳送到計(jì)量槽中或從計(jì)量槽噴射到攪拌混合機(jī)內(nèi)時(shí)，因高粘度成分而導(dǎo)致幾乎不能運(yùn)行的現(xiàn)象。但現(xiàn)實(shí)中的多倍性瀝青鋪裝或耐流動(dòng)性改性瀝青鋪裝，需使用高粘度改性瀝青，因此無(wú)法采用事先配合方式。
此外，在用油罐車進(jìn)行搬運(yùn)或長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏于瀝青混凝土工廠的儲(chǔ)藏箱時(shí)，改性高分子和瀝青之間將會(huì)引發(fā)相互分離的現(xiàn)象。如果發(fā)生相互分離現(xiàn)象，就不能起到改性瀝青的功能。利用上述事先配合方式生產(chǎn)改性瀝青的韓國(guó)專利公報(bào)第1999-0079717號(hào)，因處理及輸送方面的困難，盡可能地避免生產(chǎn)高粘度產(chǎn)品，而主要生產(chǎn)低粘度產(chǎn)品，并在用油罐車運(yùn)送或在儲(chǔ)藏箱中長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏時(shí)，會(huì)導(dǎo)致相互分離的現(xiàn)象，故需特別留意。
與之相比，現(xiàn)場(chǎng)配合方式在另行生產(chǎn)需要混合到瀝青中的改性劑，并將其搬運(yùn)到瀝青混凝土工廠，然后在攪拌機(jī)的混合機(jī)內(nèi)混合骨材、填充劑和瀝青時(shí)，投放適量的改性劑，方便搬運(yùn)和處理，但投放的改性劑在短暫的混合時(shí)間(45～50秒)內(nèi)，需要熔解并與瀝青均等，而且均等的改性瀝青需要均勻覆蓋在所有骨材和填充物表面上。
為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)配合方法(第1999-0007510號(hào))將各個(gè)構(gòu)成要素制成微細(xì)粉末(1mm以下)，以便高分子合成物在極短時(shí)間內(nèi)熔解，并需要單純地混合粉末狀態(tài)的構(gòu)成成分，從而導(dǎo)致粒子大小和密度差引起的各構(gòu)成要素間的材料分離問(wèn)題。第1999-0007510號(hào)專利將廢輪胎粉末和石油樹脂粉末單純地混合成適當(dāng)比率，并將其裝入PE袋中，因此會(huì)引發(fā)局部性的材料分離現(xiàn)象。若在粉末狀態(tài)下，產(chǎn)生材料分離現(xiàn)象，這些粉末很難在短暫的混合時(shí)間內(nèi)與瀝青混合，并成為均等的改性瀝青，從而導(dǎo)致骨材和填充劑不均等覆蓋的現(xiàn)象，成為瀝青鋪裝時(shí)的主要問(wèn)題。
作為事先配合方式和現(xiàn)場(chǎng)配合方式的折中形態(tài)，優(yōu)先生產(chǎn)用于現(xiàn)場(chǎng)配合方式的改性劑，并與事先配合方式一樣，將適當(dāng)量的該改性劑添加到瀝青當(dāng)中，并進(jìn)行混合處理，以制成添加有瀝青的改性劑。這種改性瀝青可在瀝青生產(chǎn)工廠或?yàn)r青混凝土工廠予以生產(chǎn)。上述改性瀝青將在攪拌混合機(jī)內(nèi)與骨材予以混合處理，以制成改性瀝青混凝土。該方法在制成改性瀝青后，需要防止瀝青和添加劑之間產(chǎn)生相互分離現(xiàn)象。為了防止出現(xiàn)相互分離的問(wèn)題，可將大量的填充劑(filler)包括在合成物中。
發(fā)明所要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)課題本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有的改性瀝青中所存在的上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)成本節(jié)約性能提高的目的。除了必須使用新材料的情況以外，盡可能采用廉價(jià)的廢發(fā)泡高分子樹脂或廢高分子樹脂。其使用量以可塑劑量為準(zhǔn)，采用新材料時(shí)，考慮到高費(fèi)用的問(wèn)題只能采用3～8重量％，但采用廢材料時(shí)，由于價(jià)廉而能增至3～30重量％。據(jù)此，可達(dá)到改性瀝青的物性提高和產(chǎn)業(yè)廢棄物再利用的效果。本發(fā)明在碎片或薄膜、凝塊、粒子、薄片形態(tài)的收集廢棄物中，僅采用適合相應(yīng)于本發(fā)明中合成物構(gòu)成要素的特定樹脂。據(jù)此，通過(guò)上述方式，再利用廢棄物，可有效節(jié)約添加劑制造費(fèi)用。在本發(fā)明中，最初制造添加劑所采用的班拍里混合機(jī)或加壓捏合機(jī)混合機(jī)，可容納并混合粉末、薄膜、粒子、薄片、凝塊、碎片等所有形態(tài)的廢材料，故方便再利用廢材料。
為了研制適用于高溫或寒冷地區(qū)乃至炎熱夏季和寒冷冬季氣溫的改性瀝青，需要一種混合可同時(shí)提高高溫性能和低溫性能的材料，制成均等材料的技術(shù)。在此，所謂的提高高溫性能的材料是指玻璃轉(zhuǎn)換點(diǎn)((-15)～(+10)℃)相對(duì)高的熱可塑性高分子樹脂，這種材料即使在夏季鋪裝溫度60℃以上的情況下，也不易發(fā)生變形現(xiàn)象，通常在100℃以上的情況下，才能變成高粘度熔解液體。這樣在高溫(60℃)中也不易發(fā)生變形現(xiàn)象的材料與瀝青進(jìn)行均等混合，將會(huì)提高瀝青的高溫性能，以加強(qiáng)鋪裝的塑性變形抵抗性。這種材料雖適合于高溫地區(qū)，但由于玻璃轉(zhuǎn)換點(diǎn)高，在0℃左右的溫度下，可引發(fā)堅(jiān)硬且大部分的材料收縮現(xiàn)象。因此，在低溫中容易發(fā)生龜裂現(xiàn)象。
此外，提高低溫性能的高分子是指，作為具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的熱可塑性彈性體或橡膠，通常屬于玻璃轉(zhuǎn)換溫度為(-20)～(-45)℃的范圍，故在零下溫度中也不易變硬而能保持其柔軟性。在低溫條件下也能保持柔然性的材料，對(duì)各種龜裂的抵抗性能極為突出，在與瀝青進(jìn)行混合時(shí)，將會(huì)提高瀝青的低溫性能，故適用于寒冷地區(qū)，但在高溫下，粘度低而易引發(fā)塑性變形現(xiàn)象。
如上所述，大部分高分子只能提高低溫性能或高溫性能中的一種性能，在低溫和高溫下均具有優(yōu)秀物性的高分子材料幾乎不存在。因此，將低溫和高溫不同性能的高分子樹脂進(jìn)行混合，制成同時(shí)具有兩種性能的單一高分子樹脂便是本發(fā)明的核心內(nèi)容，從而首次提供這種合成物的構(gòu)成要素。若在高溫加壓下，長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行強(qiáng)力剪切混合，合成物的構(gòu)成要素之間便會(huì)發(fā)生剪切摩擦引起的化學(xué)反應(yīng)，以此實(shí)現(xiàn)材料的均等效果，這就是本發(fā)明中改性劑制造方法的特點(diǎn)。
下面將對(duì)通過(guò)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成均等材料的合成物構(gòu)成實(shí)例進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。為引起化學(xué)反應(yīng)，而需要具有雙重結(jié)合(-CH＝CH-)結(jié)構(gòu)的熱可塑性彈性體或橡膠應(yīng)包括在合成物中，而且用于和雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)發(fā)生反應(yīng)的酚羧酸(-(C＝O)OH)或碳酰基群(-C＝O)化合物也應(yīng)包括在合成物中。即，上述材料與合成物并存時(shí)，高溫加壓下的強(qiáng)力剪切混合將使雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)分解，并可引起擁有酚羧酸或碳酰基群的化合物相結(jié)合的反應(yīng)。在此，有機(jī)脂肪酸或EVA中的vinylacetate，可參與到雙重結(jié)合反應(yīng)中。共聚物EVA的vinylacetate部分將與具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的熱可塑性彈性體進(jìn)行反應(yīng)，而EVA的ethylene部分則與熱可塑性高分子PE相互具有親和力，PE與瀝青中的蠟成分具有親和力。在此，添加與瀝青具有親和力且可降低熔點(diǎn)的淀粉，以構(gòu)成能夠形成均等物質(zhì)的合成物。因此，在上述實(shí)例中，熱可塑性高分子PE和EVA(高溫性能提高)、具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的熱可塑性彈性體SBS和SBR(低溫性能提高)、可塑劑瀝青、淀粉、有機(jī)脂肪酸(降低熔點(diǎn)和親和力)均可成為合成物的構(gòu)成要素。在上述反應(yīng)當(dāng)中，若希望迅速分解雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)，以進(jìn)一步縮短反應(yīng)時(shí)間，便可將包括有機(jī)過(guò)氧化物的化學(xué)反應(yīng)制劑添加到合成物中，以迅速引起化學(xué)反應(yīng)。為進(jìn)一步加強(qiáng)摩擦力，獲得更加均等的混合效果，還可添加大量的填充劑(filler)。
在本發(fā)明中，為通過(guò)化學(xué)反應(yīng)制成均等物質(zhì)，而應(yīng)在高溫加壓下提供強(qiáng)力剪切混合的過(guò)程，且提供具備這種條件的裝備，時(shí)在本發(fā)明中制造改性劑的必需裝備。用于高分子材料或橡膠配合的混合裝備，即，班拍里混合機(jī)、加壓捏合機(jī)混合機(jī)、單螺旋式或雙螺旋式擠壓機(jī)等裝備均可滿足上述所需條件，故在本發(fā)明中，首次將這種裝備適用于瀝青改性劑制造工序中。利用上述裝備制造出的改性劑，其合成物的所有構(gòu)成要素相互結(jié)合，形成一個(gè)均等物質(zhì)，但現(xiàn)有改性劑構(gòu)成物的各構(gòu)成要素被制成粉末，呈各自單純攪拌的狀態(tài)，故現(xiàn)有的改性劑和本發(fā)明中的改性劑之間存在較大的差距。即，在現(xiàn)有改性劑中所發(fā)生的構(gòu)成要素間的均等性喪失，最終會(huì)導(dǎo)致道路鋪裝的嚴(yán)重缺陷，故有必要引起重視。
此外，現(xiàn)場(chǎng)配合方式中存在的另一個(gè)問(wèn)題是，添加劑可否在瞬間被熔解后，與瀝青適當(dāng)混合，并形成均等材料的問(wèn)題?，F(xiàn)有的方法是通過(guò)將合成物的各構(gòu)成要素，分別制成微細(xì)粉末，并在粉末狀態(tài)下單純進(jìn)行攪拌，以此解決上述問(wèn)題，這是因?yàn)榱Ｗ釉叫≡饺菀兹劢?。但在將微粒粉末放入混合空間內(nèi)時(shí)，由于它不會(huì)降落，而懸浮在空氣中或與骨材的比重存在差距，因此很難獲得均勻混合的效果。但在本發(fā)明中，通過(guò)降低改性劑的熔點(diǎn)和粘度，使改性劑容易熔解并與瀝青均勻混合，同時(shí)還將適量的可塑劑添加到合成物中，然后投入大量的填充劑。此時(shí)，改性劑將會(huì)均勻覆蓋填充劑，以增加其比重，從而能夠解決降落及混合不均勻等問(wèn)題。此外，在進(jìn)行混合時(shí)填充劑已處于被覆蓋的狀態(tài)，故可在短時(shí)間內(nèi)得到均勻混合的效果。經(jīng)過(guò)經(jīng)改性劑制造工序，將上述合成物制成單一物質(zhì)，并將其制成微粒子，以此解決上述問(wèn)題。當(dāng)該方法也不盡如人意時(shí)，還可將微粒子加工成更小的粒子，以圓滿解決所存在的問(wèn)題。本發(fā)明中用于上述目的的可塑劑，通常與高分子相比，分子量相對(duì)較小，粘度較低，并與瀝青具有良好的親和力，只有如此方能實(shí)現(xiàn)上述目的。在本發(fā)明中，瀝青也歸類為可塑劑，而實(shí)際上也將瀝青用作可塑劑的一部分，以通過(guò)包括在改性劑中的瀝青可塑劑，提高改性劑與瀝青相混合時(shí)的親和力。
發(fā)明構(gòu)成本發(fā)明旨在提供1～300重量部的高分子樹脂和1～300重量部的熱可塑性彈性體及1～300重量部的可塑劑相混合的具有合成功能的瀝青改性劑合成物。
上述高分子樹脂采用(廢棄或再生)發(fā)泡高分子樹脂群和(廢棄、再生或新材料)熱可塑性高分子樹脂群的整體構(gòu)成要素中一個(gè)以上要素，其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
上述發(fā)泡高分子樹脂群是破碎粒子、碎片、薄片、凝塊形態(tài)的發(fā)泡物，其至少包括LDPE(Low Density Polyethylene)、HDPE(HighDensity Polyethylene)、EVA(Ethylenevinylacetate)、SBR(Styrenebutadiene Rubber)、SBS(Styrenebutadienestyrene)、PE+EVA樹脂混合物、EVA+SBR樹脂混合物、EVA+SBS樹脂混合物、PE+EVA+SBR樹脂混合物及PE+EVA+SBS樹脂混合物中的一個(gè)以上物質(zhì)。
此外，熱可塑性高分子群在微細(xì)粉末、粒狀、小球狀、薄膜、薄片、凝塊形態(tài)的LDPE、HDPE、LLDPE(Linear Low DensityPolyethylene)、APP(Atactic Polypropylene)、PS(Polystyrene)、HIPS(High Impact Polystyrene)、EVA、ABS(Acrylonitril ButadieneStyrene)、CMC(Carboxymethylcellulose)、PVA(Polyvinylacetate)、PVC(Polyvinylchloride)、聚丁烯(Polybuten)、EthyleneBis-Stearamide(Bisamide wax)、Elvaloy中至少應(yīng)該包括一個(gè)以上物質(zhì)。
上述彈性體在具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的(廢棄、再生或新材料)彈性體群的構(gòu)成要素中，至少采用一個(gè)以上要素，而其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
上述具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的彈性體群是指微細(xì)粉末、粒狀(particle)、小球狀(pellet)、薄片(sheet)、凝塊(lump)形態(tài)的所有種類的熱可塑性彈性體(thermoplastic elastomer)及橡膠(rubber)，在SBR、SBS、SEBS(Styrene-ethylene-butadiene-styrene)、SIS(Styrene-isoprene-styrene)、ABR橡膠(Acrylonitrile-butadiene Rubber)、BR橡膠(PolybutadieneRubber)、SBR乳膠(Latex)、Polychloroprene橡膠、NBR(NitrileButadiene Rubber)橡膠、Butyl橡膠、EPDM(Ethylene-Propylene-Diene-Monomer)橡膠、Isoprene橡膠、天然橡膠、輪胎橡膠、聚亞安酯(Polyurethane)中至少包括一個(gè)以上的物質(zhì)。
上述可塑材使用(廢棄、再生或新材料)可塑劑群的構(gòu)成要素中的一個(gè)以上要素，其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
上述可塑劑群在各種植物油(豆油、玉米油、香油、芝麻油、棉子油等)、各種動(dòng)物油(牛油、豬油、狗油、各種魚油等)、各種動(dòng)植物油(各種植物油和各種動(dòng)物油的混合油)、各種有機(jī)酸(脂肪酸、富馬酸、草酸、(無(wú)數(shù))馬來(lái)酸、(無(wú)數(shù))對(duì)苯二酸、硬脂酸、油酸、棕櫚酸等)、烴油、DBP(Dibutylphthalate)、DOP(Dioctyiphthalate)、PPA(Polypropyleneadipate)、松焦油、低分子量PE(Polyethylene)、低分子量PP(Polypropylene)、松脂(rosin)、松脂鹽、石蠟、微細(xì)結(jié)晶蠟(Microcrystalline wax)、芳香族油(Aromatic oil)、重油、脂肪族(Aliphatic)石油樹脂、芳香族(Aromatic)石油樹脂(PetroleumResin)、淀粉、普通Straight瀝青、硫磺中，至少應(yīng)該包括一個(gè)以上物質(zhì)。
此外，在上述可塑劑100重量部中還應(yīng)添加1～30重量部的化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑。
此時(shí)，上述化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑為反應(yīng)改性劑、反應(yīng)催化劑及分子體防切斷劑的組合，它們的比率分別是1∶1～10∶1～10，上述反應(yīng)改性劑在DCP(Dicumyl peroxide)、DBP(Dibenzoyl peroxide)、MEKP(Methyl-ethyl-ketone Peroxide)、t-Butylperoxy Benzoate、Di-2-ethyl hexyl peroxy neodecanoate、t-Butylperoxy Pivalate、Di-isopropylperoxy dicarbonate、bis(2、4-dichlorobenzoyl)peroxide、1、1-bis(t-butylperoxy)-3、3、5-trimethylcyclohexane、2、5-dimethyl-2、5-bis(t-butylperoxy)hexane、t-Butylperoxyneodecanoate、t-Butylperoxy-2-ethylhexanoate、Di-3-methoxybutylperoxy dicarbonate、Di-3、5、5-trimethylhexanonyl peroxide、t-Butylperoxy acetate中，至少代表一個(gè)以上的有機(jī)物質(zhì)和氧化物，上述反應(yīng)催化劑是指在金屬氧化物中添加硬脂酸或油酸的金屬鹽的混合物，其混合比例為1∶1～5，上述金屬氧化物在氧化鈣、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、氧化錳、氧化銅中至少包括一種物質(zhì)，而上述硬脂酸或油酸的金屬鹽在硬脂酸或油酸的鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、錳鹽、銅鹽、鐵鹽中，至少包括一種物質(zhì)，上述分子體的防切斷劑在硫磺、m-phenylenebismaleimide、high-1、2(high vinyl)polybutadiene、triallyl cyanurate、diallylphthalate、ethylene diacrylate中，應(yīng)至少包括一種物質(zhì)。
此外，在上述可塑劑100重量部中還應(yīng)添加1～1000重量部的填充劑。
此時(shí)，上述填充劑在填充劑群的構(gòu)成要素中，采用1～10種要素，其使用比率是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98，四個(gè)為1～97∶1～97∶1～97∶1～97，五個(gè)為1～96∶1～96∶1～96∶1～96∶1～96，六個(gè)為1～95∶1～95∶1～95∶1～95∶1～95∶1～95、七個(gè)為1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94，八個(gè)為1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93，九個(gè)為1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92，十個(gè)為1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～94。
上述填充劑群應(yīng)在碳黑、調(diào)色劑、斑脫土、硅石、粘土、云母、石灰石粉末、尼龍短纖維、聚酯短纖維、玻璃纖維、纖維素纖維中，至少包括一種物質(zhì)。
本發(fā)明中具有合成功能的瀝青改性劑制造方法由如下兩個(gè)步驟組成即，準(zhǔn)備具有上述造成和特性合成功能的瀝青改性劑合成物；將上述合成物，在高溫加壓條件下，進(jìn)行強(qiáng)力剪切和混合處理，以備混合物。
此時(shí)，將上述合成物在高溫加壓條件下，進(jìn)行強(qiáng)力剪切和混合處理，以備上述混合物的步驟，應(yīng)將上述合成物放入加壓捏合機(jī)(kneader)或加壓班拍里(banbury)的封閉混合爐中，并在90～200攝氏度高溫下進(jìn)行3～90分鐘的加壓處理，繼續(xù)予以混合及反應(yīng)處理，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)L/D為8～12的擠壓機(jī)的噴嘴，制成擠壓物，或采用L/D為15～42的混合用單加壓雙螺旋式擠壓機(jī)，在90～200攝氏度高溫下進(jìn)行壓縮、熔解、剪切混合處理，并使其反應(yīng)，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)噴嘴，制成擠壓物。
在此，可選用如下步驟中的一個(gè)步驟即，在通過(guò)上述噴嘴擠壓的擠壓物中，利用高速旋轉(zhuǎn)的刀刃，將其中的一個(gè)擠壓物制成0.1～20mm的粒狀；利用多種方法，對(duì)上述粒狀材料進(jìn)行冷卻、干燥、儲(chǔ)藏處理；將上述儲(chǔ)藏的粒子定量裝入鋪裝袋子中，或利用加壓各種粉狀體裝備，將上述粒子制成0.01～2mm的微粒子狀態(tài)后予以包裝。
在上述合成物的各個(gè)群中，使用一個(gè)以上材料時(shí)的使用比率是，賦予選定功能的主材料的比率最多，其次為輔助該功能的材料，再其次是進(jìn)一步補(bǔ)充上述功能的材料。在各個(gè)材料群中，可使用三個(gè)以上，但由于使用比率較小，故起到的作用微乎其微。在上述合成物中，應(yīng)優(yōu)先采用廢材料，若很難獲取廢材料，便可采用再生材料，再不然還可采用新材料。
在除了可塑劑(瀝青)群的合成物中，各構(gòu)成要素的下限重量值是指事先配合方式的最小值，而上限重量值則代表現(xiàn)場(chǎng)配合方式的最大值。此外，切記制作改性瀝青用的瀝青應(yīng)包括在可塑劑群中。在此，可塑劑群代表下限重量值為現(xiàn)場(chǎng)配合方式的最小值，而上限重量值則代表事先配合方式的最大值?；瘜W(xué)反應(yīng)調(diào)劑的下限重量值是指可進(jìn)行反應(yīng)的最小值，而上限重量值則代表即便繼續(xù)添加也不會(huì)給反應(yīng)帶來(lái)任何影響的數(shù)值。此時(shí)，填充劑群的下限重量值所起到的作業(yè)微乎其微，而上限重量值的粘度過(guò)高，故很難進(jìn)行加工。因此，適當(dāng)選定上述合成物的構(gòu)成含量，以提供可同時(shí)適用于事先配合方式或現(xiàn)場(chǎng)配合方式的合成物。
也就是說(shuō)，通過(guò)事先配合方式，對(duì)上述合成物和瀝青進(jìn)行混合處理，直接制成改性瀝青。此時(shí)，除了可塑劑(瀝青)的其它合成物之和，應(yīng)調(diào)整為可塑劑含量的3～30重量％，以保持液體狀態(tài)，因此除了可塑劑以外的合成物的添加量應(yīng)相對(duì)較少。如此生產(chǎn)的改性瀝青為熔解液體，可用油罐車運(yùn)送到瀝青混凝土工廠中。因此，在上述合成物中，除了可塑劑的下限值代表事先配合方式的最小值，這里的最小值是指，在可塑劑中添加比其更少量時(shí)，將幾乎不會(huì)出現(xiàn)任何效果。
但在現(xiàn)場(chǎng)配合方式中的上述合成物，是為在瀝青混凝土工廠制作瀝青混凝土，而在將骨材和瀝青投放到攪拌機(jī)的混合爐內(nèi)時(shí)，生產(chǎn)所添加的改性劑用的合成物。上述改性劑并非屬于熔解液體，而是固體狀態(tài)。包括在改性劑合成物中的瀝青并非用于制作改性瀝青，而是作為改性劑的構(gòu)成要素，用于緩解改性劑的熔點(diǎn)和粘度，使其在瞬間熔解，以起到可塑劑的作用。因此，瀝青將被包括在可塑劑中。此時(shí)，改性劑應(yīng)為在常溫下不會(huì)變形的固體狀態(tài)，可塑劑以外的固體合成物添加含量，將遠(yuǎn)多于可塑劑。上述合成物中的上限值代表現(xiàn)場(chǎng)配合方式的最大值，而該最大值是指添加比其多的量，便因粘度過(guò)高而很難制造改性劑的最大含量。將瀝青用作改性劑的可塑劑的另一種理由是，在投放到瀝青混凝土工廠的攪拌混合機(jī)內(nèi)的骨材和瀝青中，放入上述改性劑，并同時(shí)予以混合時(shí)，便于改性劑迅速與瀝青均等。
通常而言，即便對(duì)廢發(fā)泡樹脂進(jìn)行加熱也不會(huì)熔解，并在高溫條件下冒煙燃燒，因此很難找到其用途，故屬于較低廉的樹脂。通過(guò)本發(fā)明技術(shù)，將該材料混入可塑劑中后，在高溫加壓下，施加較強(qiáng)的剪切應(yīng)力，繼續(xù)進(jìn)行混合處理，那么就不會(huì)燃燒而得到熔解，起到等同于熱可塑性高分子樹脂的作用。據(jù)此，在本發(fā)明的改性劑合成物中，添加了能提高高溫性能的高分子樹脂——熱可塑性高分子群和廢發(fā)泡高分子樹脂群。廢發(fā)泡高分子樹脂群的化學(xué)成分有PE、EVA、SBR、SBS、PE+EVA、EVA+SBR、EVA+SBS、PE+EVA+SBR、PE+EVA+SBS等，它們以碎片(scrap)、粒狀(pellet)、薄片(sheet)、凝塊等形態(tài)存在。在此′+′代表高分子混合物(blending)。
可提高瀝青鋪裝的高溫性能(塑性變形抵抗性)的熱可塑性高分子樹脂群有LDPE(low density ployethylene)、HDPE(high densitypolyethylene)、LLDPE(linear low density polyethylene)、PB(Polybutene)、PVC(polyvinylchloride)、PS(polystyrene)、HIPS(high impact polystyrene)、PVA(polyvinyacetate)、EVA(ethylene-vinylacetate copolymer)等，這些熱可塑性樹脂還可以碎片(scrap)、粒狀(pellet)、粉末(powder)、薄片(sheet)、薄膜(film)、凝塊(lump)等形態(tài)投入使用。
增加彈性，并提高低溫物性，即提高鋪裝龜裂抵抗性的材料有彈性體群，粉末、粒狀、薄片、凝塊、碎片形態(tài)的熱可塑性彈性體、(天然、合成)橡膠加壓橡膠粉末均屬于這一類型。即，熱可塑性彈性體有SBS(Styrene-Butadiene-Styrene)、SBR(styrene-butadienerubber)、SBR乳膠(Latex)、SEBS(styrene-ethylene-butadiene-styrene)、SIS(styrene-isoprene-styrene)，橡膠有Butyl橡膠、ABR橡膠(Acrylonitrile-butadiene Rubber)、BR橡膠(PolybutadieneRubber)、Polychloroprene橡膠、Isoprene橡膠、天然橡膠、NBR橡膠(Nitrile Butadiene Rubber)、EPDM(Ethylene-Propylene-Diene-Monomer)橡膠，橡膠粉末有上述各種橡膠的粉末、廢輪胎粉末、廢酸氨酯粉末。
可塑劑群的各構(gòu)成要素(稱為可塑劑)可降低添加劑的熔點(diǎn)和粘度，并瞬間熔解，與瀝青均等混合，同時(shí)方便覆蓋骨材。在此，可塑劑中包括各種Straight瀝青、DBP(di-butylphthalate)、DOP(di-octylphthalate)、DOS(di-octylsebacate)、DMP(di-methylphthalate)、DOA(di-octyladipate)、PPA(polypropyleneadipate)、石油樹脂、松焦油、低分子量PE(Polyethylene)、低分子量PP(Polypropylene)、松脂(rosin)、松脂鹽、重油、石蠟、微細(xì)結(jié)晶蠟(Microcrystalline wax)、烴系油、芳香族油(Aromatic oil)、淀粉、植物油(豆油、玉米油、香油、芝麻油、棉子油等)、動(dòng)物油(牛油、豬油、狗油、各種魚油等)、動(dòng)植物混合油(各種植物油和動(dòng)物油的混合油)、各種有機(jī)酸(脂肪酸、富馬酸、草酸、(無(wú)數(shù))馬來(lái)酸、(無(wú)數(shù))對(duì)苯二酸、硬脂酸、油酸、棕櫚酸、 等)、硫磺等物質(zhì)。
化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑用于迅速開放彈性體的雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)，并縮短化學(xué)反應(yīng)時(shí)間。在此，化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑代表反應(yīng)改性劑、反應(yīng)催化劑、鐵鏈切割劑，其比率為1∶1～10∶1～10。此時(shí)，下限值代表不會(huì)對(duì)反應(yīng)起作用的值，而上限值這代表繼續(xù)添加也不會(huì)提高影響度的值。反應(yīng)改性劑是指包括DCP(Dicumyl peroxide)、DBP(Dibenzoyl peroxide)、MEKP(Methyl-ethyl-ketone Peroxide)、t-Butylperoxy Benzoate、Di-2-ethyl hexyl peroxy neodecanoate、t-Butylperoxy Pivalate、Di-isopropylperoxy dicarbonate、bis(2、4-dichlorobenzoyl)peroxide、t-Butylperoxy、2、5-dimethyl-2、5-bis(t-butylperoxy)hexane、acetatel、1-bis(t-butylperoxy)-3、3、5-trimethylcyclohexane、t-Butylperoxy neodecanoate、t-Butylperoxy-2-ethylhexanoate、Di-3、5、5-trimethylhexanonylperoxide、Di-3-methoxybutylperoxy dicarbonate等物質(zhì)的所有有機(jī)和氧化物。反應(yīng)催化劑是指在金屬氧化物中添加硬脂酸(stearicacid)或油酸(oleicacid)等金屬鹽的混合物，其混合比例應(yīng)為1∶1～5，金屬氧化物中包括氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)、氧化鈦(TiO2)、氧化鋁(PbO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化錳(MnO)、氧化銅(CuO)，硬脂酸或油酸的金屬鹽中包括硬脂酸或油酸的鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、錳鹽、銅鹽、鐵鹽。鐵鏈切割遏制劑為硫磺、m-phenylenebismaleimide、high-1、2(high vinyl)polybutadiene、triallyl cyanurate、diallylphthalate、ethylene diacrylate、dibinylbenzene等物質(zhì)。
填充劑群的各構(gòu)成要素可防止相互分離，提高比重，誘導(dǎo)均等混合，并縮短混合時(shí)間，其中包括(廢棄、再生或新材料)碳黑、調(diào)色劑、斑脫土、硅石、粘土、云母、石灰石粉末、尼龍短纖維、聚酯短纖維、玻璃纖維、纖維素纖維等物質(zhì)。
本發(fā)明的改性劑制造方法具有如下特點(diǎn)即，在加壓捏合機(jī)(kneader)或加壓班拍里(banbury)封閉的混合爐中添加上述合成物，并在90～200攝氏度高溫下，進(jìn)行3～90分鐘的加壓處理，繼續(xù)進(jìn)行混合、反應(yīng)處理，以制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)L/D(長(zhǎng)度/直徑＝Length/Diameter)為8～12的擠壓機(jī)噴嘴，制成擠壓物，或采用L/D為15～42的具有混合用途的單加壓雙螺旋式擠壓機(jī)，在90～200攝氏度高溫下進(jìn)行壓縮、熔解、剪切混合反應(yīng)，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)噴嘴制成擠壓物。將在上述方法中任選一種方法生產(chǎn)的擠壓物，利用高速旋轉(zhuǎn)的刀刃，制成0.1～2mm的粒狀，并經(jīng)過(guò)冷卻、干燥、儲(chǔ)藏等步驟，定量裝入PE(Polyethylene)袋子中，或利用加壓各種粉狀體裝備，將這些粒子進(jìn)一步制成0.01～0.5mm的微粒子，然后裝入PE袋中。
本發(fā)明的改性劑制造方法最先采用了橡膠配合或高分子混合(compounding)裝備，而這種混合器的種類包括如下兩道工序與班拍里混煉機(jī)加壓捏合機(jī)一樣，可用高溫加壓剪切混合機(jī)中制作均等物質(zhì)，并在L/D為8～12的擠壓機(jī)內(nèi)，將均等物質(zhì)制成粒狀的雙重工序；與單加壓雙螺旋式擠壓機(jī)一樣，履行加壓熔解、剪切混合、粒狀制造的所有工序的單一工序。本發(fā)明的改性劑制造方式，并不提倡采用不能任意調(diào)整混合及反應(yīng)時(shí)間的單一工序，而舉薦采用可任意調(diào)整時(shí)間，并賦予更強(qiáng)的剪切應(yīng)力，制成更均等物質(zhì)的雙重工序。
本發(fā)明中瀝青改性劑的投放方法，將制成的瀝青改性劑造成用粒子放入攪拌機(jī)中，并與骨材、瀝青及填充劑一起在攪拌機(jī)中得到混合處理，以制成均等瀝青改性瀝青混凝土。
此外，還可將瀝青改性劑造成用粒子搬運(yùn)到瀝青混凝土工廠，并在該工廠的箱式瀝青100重量部中，添加改性劑造成用粒子5～30重量部，然后進(jìn)行混合處理，并將改性瀝青、骨材、添加劑添加到攪拌機(jī)中予以混合，以制成瀝青改性瀝青混凝土。根據(jù)下述實(shí)施例和比較例，制成了互不相同的改性瀝青。為了進(jìn)行各改性瀝青的物性測(cè)試，而進(jìn)行了瀝青針入度試驗(yàn)，并為進(jìn)行混合改性瀝青和骨材制成的混合物的物性測(cè)試，而進(jìn)行了馬歇爾試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果如下[表1]。據(jù)[表1]中的瀝青針入度試驗(yàn)和馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明研發(fā)出的改性瀝青的物性和改性混合物物性，遠(yuǎn)比比較例中的其它改性瀝青優(yōu)秀。
表1
瀝青(AP-5、仁川精油)∶廢植物油的比率為80∶20的可塑劑整體重量是100重量部，可提高高溫性能的熱可塑性高分子樹脂——廢發(fā)泡(EVA+SBR)樹脂是100重量部，可提高低溫性能的彈性體——廢輪胎粉末(30～40微米)是200重量部，由它們構(gòu)成改性劑合成物。將上述合成物放入100℃的班拍里混合機(jī)中，利用10馬力的空氣壓縮機(jī)進(jìn)行加壓處理，并通過(guò)混合回轉(zhuǎn)軸，進(jìn)行5分鐘的強(qiáng)力混合處理，制成了均等應(yīng)集體。打開班拍里混合機(jī)的下罩，將上述應(yīng)集體放在圓錐形排種機(jī)(cone feeder)上，通過(guò)圓錐形排種機(jī)的運(yùn)行，材料被傳送到L/D為10的螺旋式擠壓機(jī)內(nèi)，在螺旋式旋轉(zhuǎn)下，前進(jìn)并通過(guò)擠壓臺(tái)，生成絲狀擠壓物。該擠壓物通過(guò)擠壓臺(tái)前的高速旋轉(zhuǎn)刀刃，被切割成微細(xì)粒子，并與噴射的水一起降落后迅速冷卻。分離水和粒子，使粒子經(jīng)過(guò)干燥過(guò)程，儲(chǔ)藏到儲(chǔ)藏筒倉(cāng)內(nèi)，便可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)配合方式制成添加劑。
將如此制造的改性劑20重量％，在瀝青(AP-5)80重量％和160℃條件下，利用強(qiáng)力剪切混合機(jī)進(jìn)行30分鐘的混合處理，以制成改性瀝青，并為了解改性瀝青的物性，將制造的改性瀝青進(jìn)行熔解，并倒入瀝青針入度罐內(nèi)，并在25℃恒溫水槽內(nèi)放置1個(gè)小時(shí)，然后立即進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)(通過(guò)100克的針，針入5秒鐘，然后測(cè)定針入深度)。
此外，為了解混合物的物性，將19mm密粒度表層骨材(參看韓國(guó)建交部說(shuō)明書)1000克(155℃的烤爐中加熱10個(gè)小時(shí))、瀝青(AP-5、仁川精油)44克(165℃的烤爐中加熱熔解的液體)和制造的11克改性劑分別放入馬歇爾混合機(jī)內(nèi)，進(jìn)行3分鐘的混合處理，然后將這些混合物放入馬歇爾搗模具中，對(duì)其兩面進(jìn)行75次搗捶，以此制成馬歇爾試料。在室內(nèi)溫度下對(duì)馬歇爾試料進(jìn)行一天的硬化處理后，在60℃的恒溫水槽內(nèi)放置30分鐘，然后以50.8mm/分鐘的速度，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定測(cè)試，以測(cè)定穩(wěn)定度和流動(dòng)值。在改性瀝青生產(chǎn)工廠，在170℃的混合箱內(nèi)瀝青(AP-5、仁川精油)1000重量部中，添加廢發(fā)泡EVA樹脂∶廢HDPE為80∶20的可提高高溫性能的熱可塑性高分子樹脂50重量部，并添加廢輪胎粉末(30-40微米)和SBR(錦湖石油化學(xué))的比率為75∶25的可提高低溫性能的彈性體100重量部，再放入斑脫土10重量部，構(gòu)成整體合成物。直至罐內(nèi)上述合成物的所有構(gòu)成要素成為一個(gè)均等材料為止，進(jìn)行3個(gè)小時(shí)的強(qiáng)力剪切混合處理，以通過(guò)事先配合方式制成改性瀝青。對(duì)如此制造的改性瀝青，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度測(cè)試。此外，為了解混合物的物性，將19mm密粒度表層骨材(參看韓國(guó)建交部說(shuō)明書)1000克(在155℃的烤爐內(nèi)加熱10個(gè)小時(shí))和上述改性瀝青55克(在185℃的烤爐內(nèi)加熱熔解的液體)分別放入馬歇爾混合機(jī)中，進(jìn)行3分鐘的混合處理，然后將混合物倒入馬歇爾搗捶模具中，對(duì)其兩面進(jìn)行75次搗捶，以此制成馬歇爾試料。在室內(nèi)溫度下對(duì)馬歇爾試料進(jìn)行一天的硬化處理后，在60℃的恒溫水槽內(nèi)放置30分鐘，然后以50.8mm/分鐘的速度，進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定測(cè)試，以測(cè)定穩(wěn)定度和流動(dòng)值。瀝青(AP-5、仁川精油)∶由廢植物油∶DOP的比率為75∶20∶5的可塑劑整體重量100部、廢發(fā)泡(EVA+SBR)樹脂∶廢HIPS為70∶30的可提高高溫性能的熱可塑性高分子樹脂總重量100部、廢輪胎粉末(30～40微米)和SBR(錦湖石油化學(xué))的比率為90∶10的可提高低溫性能的彈性體整體重量200部、benzoyl peroxide∶氧化鋅∶硬脂酸鋅∶硫磺的比率為1∶2∶3∶4的化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑整體重量5部，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)配合方式的改性劑合成物。利用上述合成物制造改性劑的工序與[實(shí)施例1]相同。將如此制造的改性劑20重量％和瀝青(AP-5、仁川精油)80重量％予以均等混合處理，以制成改性瀝青，并對(duì)該包扎工具進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并在相同條件下分別測(cè)定了該試料的馬歇爾穩(wěn)定度和流動(dòng)值。瀝青(AP-5、仁川精油)∶由廢植物油∶硬脂酸的比率為75∶20∶5的可塑劑整體重量100部、廢發(fā)泡(EVA+SBR)樹脂∶廢LDPE∶廢HIPS為70∶20∶10的可提高高溫性能的熱可塑性高分子樹脂總重量100部、廢輪胎粉末(30-40微米)∶SBR(錦湖石油化學(xué))∶SBS(LG化學(xué))的比率為80∶15∶5的可提高低溫性能的彈性體整體重量200部，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)配合方式的改性劑合成物。利用上述合成物制造改性劑的工序與[實(shí)施例1]相同。將如此制造的改性劑20重量％和瀝青(AP-5、仁川精油)80重量％予以均等混合處理，以制成改性瀝青，并對(duì)該包扎工具進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并在相同條件下分別測(cè)定了該試料的馬歇爾穩(wěn)定度和流動(dòng)值。瀝青(AP-5、仁川精油)∶由廢植物油的比率為80∶20的可塑劑整體重量100部、可提高高溫性能的熱可塑性高分子樹脂——廢發(fā)泡(EVA+SBR)樹脂250重量部、可提高低溫性能的彈性體——SBR(錦湖石油(株))50重量部，構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)配合方式的改性劑合成物。利用上述合成物制造改性劑的工序與[實(shí)施例1]相同。將如此制造的改性劑20重量％和瀝青(AP-5、仁川精油)80重量％予以均等混合處理，以制成改性瀝青，并將其裝入瀝青針入度測(cè)試罐內(nèi)，進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并在相同條件下分別測(cè)定了該試料的馬歇爾穩(wěn)定度和流動(dòng)值。對(duì)瀝青(AP-5、仁川精油)進(jìn)行熔解處理，將其裝入瀝青針入度測(cè)試罐內(nèi)，并在25℃條件下進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并進(jìn)行了馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果記錄在[表1]中。對(duì)商用SBS改性瀝青((株)SK、PG76-22)進(jìn)行熔解處理，將其裝入瀝青針入度測(cè)試罐內(nèi)，并在25℃條件下進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并進(jìn)行了馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果記錄在[表1]中。對(duì)商用CRM改性瀝青((株)UNIXRUBBER)進(jìn)行熔解處理，將其裝入瀝青針入度測(cè)試罐內(nèi)，并在25℃條件下進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)瀝青針入度試驗(yàn)。此外，利用相同于[實(shí)施例1]的方法，制成馬歇爾試料，并進(jìn)行了馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)。測(cè)試結(jié)果記錄在[表1]中。
發(fā)明效果
通過(guò)本發(fā)明，可根據(jù)改性劑構(gòu)成要素和添加到瀝青中的改性劑含量，生產(chǎn)用于改性瀝青鋪裝的多種改性瀝青混凝土。即，可生產(chǎn)出包括普通改性瀝青鋪裝、多倍性改性瀝青鋪裝、耐流動(dòng)性改性瀝青鋪裝、寒冷地用改性瀝青鋪裝、橋面改性瀝青鋪裝等產(chǎn)品，并能適用于所有鋪裝表層、中間層、氣層鋪裝的瀝青混凝土。
權(quán)利要求
1.一種具有復(fù)合功能的瀝青改性劑組合物，包含1～300重量份的高分子樹脂和1～300重量份的熱塑性彈性體，及1～200重量份可塑劑。
2.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中上述高分子樹脂還應(yīng)具備如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即，采用(廢棄或再生)發(fā)泡高分子樹脂群和(廢棄、再生或新材料)熱可塑性高分子樹脂群的整體構(gòu)成要素中一個(gè)以上要素，其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
3.權(quán)利要求2所述的瀝青改性劑組合物，其中上述發(fā)泡高分子樹脂群應(yīng)具備如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即，作為破碎粒子、碎片、薄片、凝塊形態(tài)的發(fā)泡物，其至少包括LDPE(低密度聚乙烯)、HDPE(高密度聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯基酯)、SBR(丁苯橡膠)、SBS(苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)、PE+EVA樹脂混合物、EVA+SBR樹脂混合物、EVA+SBS樹脂混合物、PE+EVA+SBR樹脂混合物及PE+EVA+SBS樹脂混合物中的一個(gè)以上物質(zhì)。
4.權(quán)利要求2所述的瀝青改性劑組合物，其中上述熱可塑性高分子群應(yīng)具備如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)即，在微細(xì)粉末、粒狀、小球狀、薄膜、薄片、凝塊形態(tài)的LDPE、HDPE、LLDPE(線性低密度聚乙烯)、APP(無(wú)規(guī)聚丙烯)、PS(聚苯乙烯)、HIPS(抗沖聚苯乙烯)、EVA、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、CMC(羧甲基纖維素)、PVA(聚醋酸乙烯基酯)、PVC(聚氯乙烯)、聚丁烯(Polybuten)、亞乙基雙硬脂酰胺(Bisamidewax)、Elvaloy中至少應(yīng)該包括一個(gè)以上物質(zhì)。
5.權(quán)利要求4所述的瀝青改性劑組合物，其中應(yīng)在上述熱可塑性高分子群中選用1～3個(gè)要素。
6.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中上述彈性體應(yīng)在具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的(廢棄、再生或新材料)彈性體群的構(gòu)成要素中，至少采用一個(gè)以上要素，而其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
7.權(quán)利要求6所述的瀝青改性劑組合物，其中上述具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的彈性體群是指微細(xì)粉末、粒狀(particle)、小球狀(pellet)、薄片(sheet)、凝塊(1ump)形態(tài)的所有種類的熱可塑性彈性體(thermoplastic elastomer)及橡膠(rubber)，在SBR、SBS、SEBS(Styrene-ethylene-butadiene-styrene)、SIS(Styrene-isoprene-styrene)、ABR橡膠(Acrylonitrile-butadieneRubber)、BR橡膠(Polybutadiene Rubber)、SBR乳膠、氯丁橡膠、NBR(丁腈橡膠)、丁基橡膠、EPDM(Ethylene-Propylene-Diene-Monomer)橡膠、異戊二烯橡膠、天然橡膠、輪胎橡膠、聚氨酯(Polyurethane)中至少包括一個(gè)以上的物質(zhì)。
8.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中上述可塑材使用(廢棄、再生或新材料)可塑劑群的構(gòu)成要素中的1～10個(gè)要素，其使用比率應(yīng)該是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，且三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98。
9.權(quán)利要求8所述的瀝青改性劑組合物，其中上述可塑劑群應(yīng)在各種植物油(豆油、玉米油、香油、芝麻油、棉子油等)、各種動(dòng)物油(牛油、豬油、狗油、各種魚油等)、各種動(dòng)植物油(各種植物油和各種動(dòng)物油的混合油)、各種有機(jī)酸(脂肪酸、富馬酸、草酸、(無(wú)數(shù))馬來(lái)酸、(無(wú)數(shù))對(duì)苯二酸、硬脂酸、油酸、棕櫚酸等)、烴油、DBP(Dibutylphthalate)、DOP(Dioctyiphthalate)、PPA(Polypropyleneadipate)、松焦油、低分子量PE(Polyethylene)、低分子量PP(Polypropylene)、松脂(rosin)、松脂鹽、石蠟、微細(xì)結(jié)晶蠟(Microcrystalline wax)、芳香族油(Aromatic oil)、重油、脂肪族(Aliphatic)石油樹脂、芳香族石油樹脂、淀粉、普通Straight瀝青、硫磺中，至少應(yīng)該包括一個(gè)以上物質(zhì)。
10.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中在上述可塑劑100重量份中還應(yīng)添加1～30重量份的化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑。
11.權(quán)利要求10所述的瀝青改性劑組合物，其中上述化學(xué)反應(yīng)調(diào)劑為反應(yīng)改性劑、反應(yīng)催化劑及分子體防切斷劑的組合，它們的比率分別是1∶1～10∶1～10；上述反應(yīng)改性劑選自DCP(過(guò)氧化二枯基)、DBP(過(guò)氧化二苯甲酰)、MEKP(過(guò)氧化甲乙酮)、過(guò)苯甲酸叔丁酯、過(guò)新癸酸二(2-乙基己基)酯(Di-2-ethyl hexyl peroxy neodecanoate)、過(guò)新戊酸叔丁酯、過(guò)氧化二碳酸二異丙酯、過(guò)氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、1，1-雙(叔丁基過(guò)氧基)-3，3，5-三甲基環(huán)己烷、2，5-二甲基-2，5-雙(叔丁基過(guò)氧基)己烷、過(guò)新癸酸叔丁酯、過(guò)2-乙基己酸叔丁酯、過(guò)氧化二碳酸二(3-甲氧基丁基)酯、過(guò)氧化二-3，5，5-三甲基己酰、過(guò)乙酸叔丁酯中至少之一；上述反應(yīng)催化劑是指在金屬氧化物中添加硬脂酸或油酸的金屬鹽的混合物，其混合比例為1∶1～5，上述金屬氧化物選自氧化鈣、氧化鎂、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵、氧化錳、氧化銅中至少之一，而上述硬脂酸或油酸的金屬鹽選自硬脂酸或油酸的鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、錳鹽、銅鹽、鐵鹽中至少之一；上述分子體的防切斷劑選自硫磺、間亞苯基雙馬來(lái)酰亞胺、高-1，2(高乙烯基)聚丁二烯、氰尿酸三烯丙酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二丙烯酸酯中至少之一。
12.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中在上述可塑劑100重量份中還應(yīng)添加1～1500重量份的填充劑。
13.權(quán)利要求1所述的瀝青改性劑組合物，其中在上述瀝青改性劑100重量份中還應(yīng)添加1～1500重量份的填充劑。
14.權(quán)利要求12或13所述的瀝青改性劑組合物，其中上述填充劑在填充劑群的構(gòu)成要素中，應(yīng)采用1～10種要素，其使用比率是，當(dāng)整體為100時(shí)，一個(gè)為100，兩個(gè)為1～99∶1～99，三個(gè)為1～98∶1～98∶1～98，四個(gè)為1～97∶1～97∶1～97∶1～97，五個(gè)為1～96∶1～96∶1～96∶1～96∶1～96，六個(gè)為1～95∶1～95∶1～95∶1～95∶1～95∶1～95、七個(gè)為1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94∶1～94，八個(gè)為1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93∶1～93，九個(gè)為1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92∶1～92，十個(gè)為1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～91∶1～94。
15.權(quán)利要求14所述的瀝青改性劑組合物，其中上述填充劑選自碳黑、調(diào)色劑、斑脫土、硅石、粘土、云母、石灰石粉末、尼龍短纖維、聚酯短纖維、玻璃纖維、纖維素纖維中至少之一。
16.制備具有復(fù)合功能的瀝青改性劑的方法，包括如下兩個(gè)步驟準(zhǔn)備權(quán)利要求1-權(quán)利要求13任意一項(xiàng)中所述的具有復(fù)合功能的瀝青改性劑組合物；將上述組合物，在高溫加壓條件下，進(jìn)行強(qiáng)力剪切和混合處理，以制備混合物。
17.權(quán)利要求16所述的方法，其中將上述組合物在高溫加壓條件下，進(jìn)行強(qiáng)力剪切和混合處理，以制備上述混合物的步驟，應(yīng)將上述組合物物放入加壓捏合機(jī)(kneader)或加壓班拍里(banbury)的封閉混合爐中，并在90～200攝氏度高溫下進(jìn)行3～90分鐘的加壓處理，繼續(xù)予以混合及反應(yīng)處理，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)L/D為8～12的擠壓機(jī)的噴嘴，制成擠壓物，或采用L/D為15～42的混合用單加壓雙螺旋式擠壓機(jī)，在90～200攝氏度高溫下進(jìn)行壓縮、熔解、剪切混合處理，并使其反應(yīng)，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)噴嘴，制成擠壓物。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述制備具有復(fù)合功能的瀝青改性劑的方法包括如下步驟中的一個(gè)步驟在通過(guò)上述噴嘴擠壓的擠壓物中，利用高速旋轉(zhuǎn)的刀刃，將其中的一個(gè)擠壓物制成0.1～20mm的粒狀；利用多種方法，對(duì)上述粒狀材料進(jìn)行冷卻、干燥、儲(chǔ)藏處理；將上述儲(chǔ)藏的粒子定量裝入鋪裝袋子中，或利用加壓各種粉狀體裝備，將上述粒子制成0.01～2mm的微粒子狀態(tài)后予以包裝。
19.制備具有復(fù)合功能的瀝青改性劑的方法，包括如下兩個(gè)步驟準(zhǔn)備權(quán)利要求1-權(quán)利要求13任意一項(xiàng)中所述的具有復(fù)合功能的瀝青改性劑組合物將上述瀝青改性劑放入攪拌機(jī)中，并與骨材、瀝青及填充劑一起在攪拌機(jī)中得到混合處理，以制成均等瀝青改性瀝青混凝土。
20.具有復(fù)合功能的瀝青改性劑制造方法，包括如下兩個(gè)步驟準(zhǔn)備權(quán)利要求1-權(quán)利要求13任意一項(xiàng)中所述的具有復(fù)合功能的瀝青改性劑組合物將上述瀝青改性劑造成用粒子搬運(yùn)到瀝青混凝土工廠，并在該工廠的箱式瀝青100重量份中，添加改性劑造成用粒子5～30重量份，然后進(jìn)行混合處理，并將改性瀝青、骨材、添加劑添加到攪拌機(jī)中予以混合處理，以制成瀝青改性瀝青混凝土。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)能夠同時(shí)解決在瀝青鋪裝時(shí)所能發(fā)生的夏季塑性變形問(wèn)題和冬季各種龜裂問(wèn)題的瀝青(bitumen)改性劑(modifier)合成物和改性劑制造方法之技術(shù)。本發(fā)明具有可通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將高溫性能高分子和低溫性能高分子制成均等材料的技術(shù)特點(diǎn)。本發(fā)明的改性劑合成物中包括如下結(jié)構(gòu)即，在可提高高溫性能的(廢棄或再生)發(fā)泡高分子樹脂群和(廢棄、再生或新材料)熱可塑性高分子群的整體構(gòu)成要素中，一個(gè)以上需為1～300重量部；在可提高低溫性能，且具有雙重結(jié)合結(jié)構(gòu)的(廢棄、再生或新材料)彈性體群中，一個(gè)以上需為1～300重量部；在(廢棄、再生或新材料)可塑劑群中，一個(gè)以上需為1～300重量部。此外，還可根據(jù)需要追加包括填充劑(filler)1～1500重量部或化學(xué)反應(yīng)劑1～100重量部。改性劑制造方法是，將上述合成物經(jīng)過(guò)加壓放入可進(jìn)行強(qiáng)力剪切的混合器(班拍里混煉機(jī)、加壓捏合機(jī)或混合螺旋式擠壓機(jī))中，在90～200℃的條件下進(jìn)行3～90分鐘的混合處理，制成均等物質(zhì)，然后通過(guò)擠壓臺(tái)再制成粒狀，將其裝入包括PE袋的各種袋子中。上述由合成物制成的改性劑可根據(jù)化學(xué)構(gòu)成要素和添加含量，制作所有種類的改性瀝青混凝土，故可用于普通改性瀝青鋪裝、多倍性瀝青鋪裝、耐流動(dòng)性瀝青鋪裝、寒冷地瀝青鋪裝、橋面瀝青鋪裝等表層及氣層施工。關(guān)鍵詞瀝青改性劑、改性劑合成物、高溫及低溫性能高分子樹脂、高溫加壓剪切混合、利用擠壓機(jī)的粒狀制造等。
文檔編號(hào)C08L91/00GK1847318SQ20061007431
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2006年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月6日
發(fā)明者許政道 申請(qǐng)人:許政道