專利名稱：一種彩色路面膠結(jié)料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路材料領(lǐng)域，特別涉及ー種彩色路面膠結(jié)料及其制備方法。
背景技術(shù)：
城市交通與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是21世紀城市建設(shè)的重要目標之一。作為城市現(xiàn)代化步伐中的ー個重要標志，彩色路面能有效改善道路空間環(huán)境。彩色路面可以與周圍建筑更好地協(xié)調(diào)，能有效美化都市環(huán)境，體現(xiàn)出城市的特色和風格，提升整個城市的形象和魅力。 由于彩色路面色彩艷麗，能使人感覺輕松，減輕眼睛疲勞，滿足人們對美感的深層次心理需求，使道路空間成為社會喜愛的高質(zhì)量的生活空間。同吋，彩色浙青路面能有效緩解城市熱島效應(yīng)，為城市居住環(huán)境的改善做出貢獻。彩色路面不但能滿足路面最基本的使用功能，而且具備誘導(dǎo)交通的作用。研究認為，在道路中，鋪筑不同色彩的路面在某種程度上比豎立交通標志牌更好，更容易起到警示的作用。彩色路面可以通過特殊的色彩加強路面的可辨別性，劃分不同性質(zhì)的交通區(qū)間，對交通進行各種警示和誘導(dǎo)，以達到有效增加道路通行能力和避免交通事故的目的，從而進一步提高道路交通的舒適性和安全性。彩色浙青膠結(jié)料的力學性能和流變性能與一般的道路用重交浙青相同，彩色浙青膠結(jié)料路面的主要原理就是采用適于染色的浙青膠結(jié)料(即彩色浙青膠結(jié)料)，通過加入各種顏料使其具有所需要的顏色，同時通過采用彩色石料或者淺色石料，使其具有更長久的彩色效果，好的彩色浙青膠結(jié)料應(yīng)當滿足以下三方面的要求粘結(jié)性能好，達到重交浙青甚至改性浙青的技術(shù)要求；抗車轍性能好；抗水損害性能好?，F(xiàn)有的彩色浙青(或彩色浙青膠結(jié)料)制備方法也有多種，其制備總體可分為兩類ー類是石油浙青脫質(zhì)再染色，另ー類是直接由人工合成無色或淺色膠結(jié)料后再染色。如中國專利申請01138806. 4公開的ー種彩色浙青及其制備方法，該材料依質(zhì)量百分比組成為石油脫質(zhì)浙青(90#)40-44 %、石油樹脂(120#)26-30 %、石油樹脂(90#) 3-5 %、抽出油4-6 %、ニ甲苯2-4 %、五氯酚鈉鹽5-7 %、99 %鉻2-4 %、氯化鐵 (30)3-5%、松香2-4%、氯化鈦1-3%、顏料適量，其制備方法為采用減壓蒸餾后提出浙青質(zhì)，進入分餾塔分流，再添加石油樹脂、鈦、顏料等進行高溫合成。又如中國專利申請 94118271. 1公開了ー種彩色浙青及其制備方法，該材料由浙青、低分子量聚合物、顏料、分散劑和遮蓋劑組成。上述類似彩色浙青制備方法存在浙青脫色困難，所用溶劑污染環(huán)境，后續(xù)處理復(fù)雜困難，并且會影響浙青性能，生產(chǎn)復(fù)雜、成本高，此外彩色浙青的顏色也不夠鮮艷。又如中國專利申請0313M23. 8披露了ー種路面鋪裝用彩色膠結(jié)料及其制備方法，其由環(huán)氧樹脂、環(huán)氧樹脂稀釋增韌劑、無機顏料、環(huán)氧樹脂固化劑組成，在常溫下充分攪拌均勻制得。但該彩色浙青膠結(jié)料完全使用環(huán)氧樹脂、添加劑和顏料，成本非常高，不利于推廣應(yīng)用，同時固化時間短，不利于施工。又如中國專利申請200510061368. X公開的ー種彩色浙青，其依質(zhì)量百分比組成為基礎(chǔ)油 14-68%、SBS 2-15%, SBR 1-16%, PE 1-20%，石油樹脂 10-65%，鈦白粉 0. 5-10%，顏料2-20%，其制備方法為在帶有攪拌器的容器中，通過計量加入克石化公司的稠油六組分，在155-190°C的條件下，加入岳陽石化公司的YH801(SBS)和山東高氏科貿(mào)有限公司的SBR膠粉，攪拌熔融，完全溶解后加入獨山子石化公司乙烯廠的PE和石油樹脂， 最后加入鈦白粉和氧化鐵顏料，攪拌均勻后得到彩色浙青。但該方法制備彩色浙青所需制備溫度較高，増加大量能耗，且所得彩色浙青的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和色彩的耐久性等很難滿足目前實際的應(yīng)用需求。由上述分析，現(xiàn)有技術(shù)和制備所得的彩色浙青(或彩色浙青膠結(jié)料)主要缺點為制備エ藝復(fù)雜、后續(xù)處理難度大、污染環(huán)境；制備所需溫度高、時間長、能耗大，彩色浙青(或彩色浙青膠結(jié)料)制備成本高；所得彩色浙青(或彩色浙青膠結(jié)料)的路用性能和色彩的耐久性已難以滿足目前實際的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種彩色路面膠結(jié)料及其制備方法，其高溫抗變形能力更強、低溫抗裂性能更好、粘附性能更佳和色彩耐久性更好，以及適用的溫度范圍更廣，更為低碳環(huán)保的路面膠結(jié)料。為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)。(1) ー種彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，包括以下質(zhì)量百分比組分軟化劑7 27%、樹脂增黏劑36 71%、SBS 5 13%、SBR 5 15%、增塑劑0 16%、著色劑4 9%、著色劑分散助劑1 5%、紫外線吸收劑0 4%、抗氧劑0 4%、交聯(lián)劑0 8%;所述軟化劑為芳香烴油和環(huán)烷烴油中的ー種或數(shù)種，所述樹脂增黏劑為C5石油樹脂、C9石油樹脂、C5/C9共聚型石油樹脂中的ー種或數(shù)種。優(yōu)選地，所述樹脂增黏劑與軟化劑的質(zhì)量比為1. 2 7. 0。優(yōu)選地，所述SBS與SBR的質(zhì)量比為0. 52 1. 31。優(yōu)選地，所述紫外線吸收劑與抗氧劑的質(zhì)量比為0 1. 0。優(yōu)選地，所述增塑劑為鄰苯ニ甲酸ニ辛酯(DOP)、鄰苯ニ甲酸ニ正辛酷、鄰苯ニ甲酸810酷(phthalatesSlO)、癸ニ酸ニ辛酷、檸檬酸三正丁酯中的ー種或數(shù)種。上述增塑劑具有無毒環(huán)保、無色液體、揮發(fā)性低、價格適中的特點，并能夠改善彩色路面膠結(jié)料的低溫性能，提升膠結(jié)料低溫條件下的耐寒性，可賦予彩色路面膠結(jié)料低溫柔韌性。優(yōu)選地，所述著色劑為無機顏料。如黃色無機顏料(鉻黃、中鉻黃、深鉻黃、檸檬鉻黃、橘鉻黃)、紅色無機顏料(鉬鉻紅、鎘紅、氧化鐵紅)、藍色無機顏料(群青、鐵藍、鈷藍)、緑色無機顏料(氧化鉻綠、鉻綠、鈷綠)。其中，氧化鐵紅具有優(yōu)異的耐光、耐高溫、耐酸、耐堿、防銹性，并且分散性好，著色力和遮蓋カ很強；氧化鐵黃具有優(yōu)良的著色力、遮蓋 カ和耐光、耐堿、耐熱性；群青能夠耐高溫(300°C以下)、耐堿、耐光性好，在大氣中對日曬和風雨及其穩(wěn)定；其三者不但能夠令彩色路面膠結(jié)料染色，而且一定程度上能夠改善膠結(jié)料的色彩耐久性和耐熱性。優(yōu)選地，所述著色劑分散助劑為高效顏料分散劑SN-5040或抗水性著色劑分散劑 SN-Dispersant5027o高效顏料分散劑SN-5040是ー種高效低成本的分散劑，色淺，其能夠改善彩色路面膠結(jié)料的調(diào)色性使其保持優(yōu)異的色彩光澤和較好的展色性(尤其是對氧化鐵紅、氧化鐵黃等難分散體系有明顯的改善效果)，使用時不需要添加輔助分散劑或潤濕劑。著色劑分散助劑還能使無機顏料在彩色路面膠結(jié)料中分散的循序而均勻，降低體系的沉淀速度。優(yōu)選地，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑BAD、紫外線吸收劑三嗪-5、紫外線吸收劑UV-531中的ー種或數(shù)種。上述紫外線吸收劑具有無毒環(huán)保、色淺、化學穩(wěn)定性良好、對光熱穩(wěn)定性良好和低用量效果好的特點，能夠吸收波長在270 400nm的紫外線，從而提高彩色路面膠結(jié)料抵抗紫外線輻射的抗老化能力。優(yōu)選地，所述抗氧劑為抗氧劑1010?？寡鮿?010為白色結(jié)晶粉末、無臭、對光穩(wěn)定性良好(光作用下不變色)、不污染、不易揮發(fā)、耐熱老化、耐水洗、耐氧老化、不易燃、毒性極微，對防止彩色路面膠結(jié)料的高溫氧化和分解效果很好，一定程度上可以提高膠結(jié)料的高耐熱和抗蠕變性能。優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑為交聯(lián)劑TAIC。交聯(lián)劑無毒環(huán)保、色淺、不易燃、閃點高為 355°C、沸點297°C，對皮膚和眼睛無刺激性，耐光和耐老化性能良好，其與其他組分適當比例復(fù)配使用能夠有效提升膠結(jié)料的綜合性能，如可以提高彩色路面膠結(jié)料的粘結(jié)強度、耐熱性、耐水性、耐化學藥品性、耐老化性、貯存穩(wěn)定性、抗蠕變性等。本發(fā)明的彩色路面膠結(jié)料質(zhì)量百分比組分中，軟化劑為芳香烴油和環(huán)烷烴油中的一種或數(shù)種，其與高分子聚合物有很好的相容性，其中芳烴油價格低廉，并與其它成份有很好的相容性。樹脂增黏劑為C5石油樹脂(通用型、調(diào)和型或無色透明型)、C9石油樹脂(淺黃色片狀、粒狀或塊狀)或c5/c9共聚型石油樹脂(棕黃色)中的一種或數(shù)種，其具有良好耐熱性、安定性、耐水性、耐酸堿性和耐化學藥品性，無毒環(huán)保；其中，C5石油樹脂除上述性能外增黏性最優(yōu)，但價格較貴；c9價格低廉；C5/C9共聚型石油樹脂具有C5與C9的優(yōu)良特性， 綜合性能較好。SBS(乙烯-丁ニ烯-苯乙烯嵌段共聚物)和SBR( 丁苯橡膠)作為改性劑使用；其中，SBS熱塑性丁苯橡膠為增韌劑的ー種，為白色多空圓條或圓片型顆粒，能夠增強彩色路面膠結(jié)料的粘結(jié)強度、低溫柔韌性、高溫穩(wěn)定性和抵抗荷載的沖擊能力；SBR 丁苯橡膠為淺黃色弾性體，是增稠劑的ー種，用作SBS溶劑型膠黏劑的增稠劑，能夠改進和調(diào)節(jié)彩色路面膠結(jié)料的黏度，獲得穩(wěn)定、防沉、減滲、防流、觸變等性能。(2)本發(fā)明的彩色路面膠結(jié)料制備方法，其特征在干，包括以下步驟首先，按照質(zhì)量百分比稱量各組分；然后，將軟化劑放置反應(yīng)器中加熱至140°C 150°C吋，持續(xù)加熱、 攪拌并開始加入樹脂增黏劑；控制在150 180°C下持續(xù)攪拌，待樹脂增黏劑完全溶解后， 加入SBS并溶解，次后加入增塑劑并溶解，再次后加入SBR并溶解；最后，加入著色劑、著色劑分散助劑、紫外線吸收劑、抗氧劑、交聯(lián)劑，攪拌并充分溶解后，自然冷卻即得。優(yōu)選地，所述攪拌采用速率為4000 6000rpm的剪切攪拌。優(yōu)選地，毎次加入組分的并攪拌溶解的時間控制在15 20min，能夠有效降低能耗、低碳環(huán)保、節(jié)約制備成本。本發(fā)明制備的彩色路面膠結(jié)料同現(xiàn)有的彩色浙青相比，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著的效果。解決了現(xiàn)有彩色浙青經(jīng)長期使用后路用耐久性能不足的問題，克服了耐油質(zhì)污染(或土質(zhì)污染)能力不足的問題，獲得高溫抗變形能力更強、低溫抗裂性能更好、粘附性能更佳、抗疲勞性能更優(yōu)以及耐老化性能更好的高性能復(fù)配型彩色路面膠結(jié)料。其中，樹脂增黏劑和SBS —定比例的復(fù)配使用有效提高了彩色浙青膠結(jié)料對集料的粘附能力，增強其抗水損害能力；SBS和SBR—定比例的復(fù)配使用有效提高了彩色浙青膠結(jié)料高溫條件抗變形的能力和低溫柔韌性；增塑劑和樹脂增黏劑一定比例的復(fù)配使用有效提高了彩色浙青膠結(jié)料的低溫延展性；紫外線吸收劑和抗氧劑一定比例的復(fù)配使用有效提高了彩色浙青膠結(jié)料的耐候性，尤其是抵抗紫外線輻射的耐老化的能力；著色劑和著色劑分散助劑一定比例的復(fù)配使用促進了著色劑的均勻分散，抑制了色粉的在膠結(jié)料制備階段的沉淀，有效提升了其色彩的耐久性。各組分依一定比例復(fù)配使用的綜合作用有效提升了彩色浙青的耐老化性，增強了其沖擊韌性；各組分依一定比例復(fù)配使用的綜合作用拓寬了彩色浙青適用的溫度范圍，能夠適用于路表溫度在_42°C 55°C范圍內(nèi)的地區(qū)；制備所得彩色浙青的貯存穩(wěn)定性好，運輸和儲存過程不易離析、分散。此外，本發(fā)明制備方法更加方便，縮短了制備時間，并有效降低其制備的相對成本 (低于目前市場彩色浙青和改性浙青的市場價格)和耗能(縮短了制備時間和降低了制備溫度)。
具體實施例方式以下給出具體的實例以對本發(fā)明作進ー步的詳細描述。實施例1 淺黃色C9石油樹脂與環(huán)烷烴油依照質(zhì)量比3. 8 1摻配，改性劑SBS與SBR依照質(zhì)量比0.8 1摻配，不摻配紫外線吸收劑UV-531與抗氧劑1010;各組分所占具體百分比如表1所示。實施例2 淺黃色C5石油樹脂與芳香烴油依照質(zhì)量比2. 5 1摻配，改性劑SBS與SBR依照質(zhì)量比1.2 1摻配，紫外線吸收劑UV-531與抗氧劑1010依照質(zhì)量比0.7 1摻配；各組分所占具體百分比如表1所示。實施例3 淺黃色C9石油樹脂與芳香烴油依照質(zhì)量比5. 1 1摻配，改性劑SBS與SBR依照質(zhì)量比0.9 1摻配，紫外線吸收劑UV-531與抗氧劑1010依照質(zhì)量比0.8 1摻配；各組分所占具體百分比如表1所示。依照上述組分摻配方案中擬定的配比用量，采用前述的制備エ藝制得彩色浙青， 并進行性能測試，具體如表1所示。表1實施例與技術(shù)性能
權(quán)利要求
1.ー種彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，包括以下質(zhì)量百分比組分軟化劑7 27%、樹脂增黏劑36 71%、SBS 5 13%、SBR 5 15%、增塑劑0 16%、著色劑4 9%、著色劑分散助劑1 5%、紫外線吸收劑0 4%、抗氧劑0 4%、交聯(lián)劑0 8% ；所述軟化劑為芳香烴油和環(huán)烷烴油中的一種或數(shù)種，所述樹脂增黏劑為C5石油樹脂、C9石油樹脂、 c5/c9共聚型石油樹脂中的ー種或數(shù)種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述樹脂增黏劑與軟化劑的質(zhì)量比為1.2 7.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述SBS與SBR的質(zhì)量比為 0. 52 1. 31。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述增塑劑為鄰苯ニ甲酸ニ 辛酷、鄰苯ニ甲酸ニ正辛酷、鄰苯ニ甲酸810酷、癸ニ酸ニ辛酷、檸檬酸三正丁酯中的ー種或數(shù)種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述著色劑分散助劑為高效顏料分散劑SN-5040或抗水性著色劑分散劑SN-Dispersant5027。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述紫外線吸收劑為紫外線吸收劑BAD、紫外線吸收劑三嗪_5、紫外線吸收劑UV-531中的ー種或數(shù)種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述抗氧劑為抗氧劑1010。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在干，所述交聯(lián)劑為交聯(lián)劑TAIC。
9.ー種彩色路面膠結(jié)料制備方法，其特征在干，包括以下步驟首先，按照權(quán)利要求1 所述的質(zhì)量百分比稱量各組分；然后，將軟化劑放置反應(yīng)器中加熱至140°C 150°C吋，持續(xù)加熱、攪拌并開始加入樹脂增黏劑；控制在150 180°C下持續(xù)攪拌，待樹脂增黏劑完全溶解后，加入SBS并溶解，次后加入增塑劑并溶解，再次后加入SBR并溶解；最后，加入著色劑、著色劑分散助劑、紫外線吸收劑、抗氧劑、交聯(lián)劑，攪拌并充分溶解后，自然冷卻即得。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色路面膠結(jié)料，其特征在于，每次加入組分并攪拌溶解的時間控制在15 20min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種彩色路面膠結(jié)料，其質(zhì)量組分為軟化劑7～27％、樹脂增黏劑36～71％、SBS 5～13％、SBR 5～15％、增塑劑0～16％、著色劑4～9％、著色劑分散助劑1～5％、紫外線吸收劑0～4％、抗氧劑0～4％、交聯(lián)劑0～8％。其制備方法為將軟化劑放置反應(yīng)器中加熱至140℃～150℃時，持續(xù)加熱、攪拌并開始加入樹脂增黏劑；控制在150～180℃下持續(xù)攪拌，待樹脂增黏劑完全溶解后，加入SBS并溶解，次后加入增塑劑并溶解，再次后加入SBR并溶解；最后，加入余料，攪拌并充分溶解后，自然冷卻即得。
文檔編號C08L9/06GK102558751SQ20111043481
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者丁智勇, 龐世華, 徐志榮, 王春然, 耿九光, 舒森, 蘇健, 邢磊, 陳忠達 申請人:長安大學