[发明专利]一种热储存稳定的橡塑复合物改性沥青的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及改性沥青的制备方法，具体涉及一种热储存稳定，便于运输和储存，高、低温性能优异的橡塑复合物改性沥青的制备方法。

背景技术

随着我国国民经济的发展，交通量日益增长、车辆大型化及车辆轴载重的增加，对公路的使用性能提出了更高的要求。沥青作为有机胶结材料，具有粘结、防水、绝缘、减震等特点，且资源丰富，价格低廉，长期以来被广泛用作铺路。但沥青作为一种典型的粘弹性材料，高温易发粘流淌(称为高温稳定性差)，低温易变脆开裂(称为低温抗裂性差)，耐老化性能和疲劳性能差，易产生车辙、路面开裂等问题。因为，对沥青的改性是必须的。将少量的聚合物添加到沥青中，就能显著提高沥青的各项性能。因此聚合物改性沥青得到了广泛研究。

聚合物改性沥青中，用得最多的是SBS，SBR橡胶类，其次是聚乙烯，PP热塑性塑料类。SBS，SBR改性沥青高、低温性能优异，温度敏感性低，抗车辙能力，抗低温开裂性都很好，所以被广泛应用。但SBS，SBR改性沥青制作过程中，要在高温时加入硫黄以及硫的载体，会生成硫化氢(H₂S)，危害操作者健康和污染环境。硫化剂的加入量比较大，一般是橡胶加入量的5％以上，且加入硫黄后，体系交联程度不好控制，粘度增加，增加实际生产操作的困难。且SBS，SBR价格高，改性沥青成本增加。

聚乙烯改性沥青的高温性能优异，抗车辙能力强，与集料的粘接力强，且聚乙烯材料价格相对SBS低廉。但聚乙烯改性沥青的一个最大问题是聚乙烯与沥青不相容，高温储存时离析，形成富聚乙烯层和沥青层，聚乙烯漂浮在沥青表面。聚乙烯改性沥青只能施工现场制作，现制现用，从而限制了其应用。聚乙烯改性沥青还有一个问题就是低温抗开裂性能差。测试聚乙烯改性沥青5℃时的延度，几乎都是脆断；聚乙烯改性沥青低温抗开裂性能差，只能在高温地区使用，也限制了其应用。所以大部分国家的聚乙烯改性沥青标准都对低温延度和离析值不做要求。比如美国和中国在其聚乙烯改性沥青的标准中，就没有对低温延度和离析值提出要求。

为了改善聚乙烯改性沥青的热储存稳定性和提高低温延度，目前一般采用的方法是将聚乙烯和橡胶制共混后加到沥青中去，通过橡胶组分发生交联在沥青中形成网络状结构，以提高聚乙烯改性沥青的性能。

中国专利CN 1468894A报导了一种聚乙烯改性沥青母粒的制备方法，它是先通过双螺杆挤出机将聚乙烯(或聚乙烯与SBS的混合物)、聚乙烯接枝物、沥青、增容剂、引发剂、防老剂、交联剂等各种物料熔融共混制得聚乙烯改性母粒。制备的母粒在现场制作改性沥青时，再按比例加入。这种方法虽然制备了聚乙烯改性沥青，但并没有解决聚乙烯改性沥青的热储存问题，仍要现场制作改性沥青，不适于大规模生产。并且聚乙烯改性沥青母粒的设备要求高，制作工艺复杂，所用挤出机要求四个投料口，物料要分四次分组加入挤出机。

中国专利CN1837291A报导了一种将橡胶、热塑性弹性体、聚乙烯三者的混合物加入沥青中，分散均匀后，再加入二硫代吗啉或硫与二硫代吗啉的共混物，制得橡塑共混物改性沥青，达到热储存稳定的目的。但这种方法主要是针对橡胶改性沥青，聚乙烯质量含量只有0-20％。而且改性沥青制作工艺时间长，加入硫化剂后，还要继续搅拌100-120分钟才能完全完成硫化反应。采用二硫代吗啉虽然解决了使用硫黄时，体系交联过快，体系粘度变大问题，交联过程平稳，但生产周期太长，从开始剪切聚合物到制得改性沥青要两个小时以上。

中国专利CN1324896A，涉及一种将聚乙烯与橡胶复合，然后加入硫化剂改性沥青的方法。方法是先在哈克流变仪中将聚乙烯、SBS或SBR熔融共混，制得聚乙烯/SBS的共混料，然后将共混料投入加热后的沥青，再加入硫黄，制得热储存稳定的橡塑复合改性沥青。但这种方法的缺点是，橡胶用量要求仍很大，要求占橡塑体系的60-90％，非真正意义上的聚乙烯改性沥青。改性沥青制作过程中仍然要加入硫黄，硫黄用量大，是橡胶用量的5％。而且尽管橡胶用量很大，改性沥青的延度提高不多。

上述三个专利，虽然都涉及到了聚乙烯改性沥青，但都存在一些缺点。专利CN1468894A并没有解决改性沥青热储存稳定性的问题。CN1324896A和CN1837291A虽然达到了热储存稳定的目的，更多的是橡胶改性沥青，聚乙烯只占了很少的比例。CN1837291A所采用的硫化体系，生产周期长。CN1324896A所制得的改性沥青低温延度提高不多。

发明内容