[发明专利]一种抗车辙剂及含有该抗车辙剂的沥青混合料

说明书

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种含有煤直接液化残渣和聚烯烃弹性体的沥青混合料添加剂、及含有该添加剂的沥青混合料。

背景技术

伴随着国家的快速发展，公路、尤其是高速公路，承担着越来越多的货物运载量，与此同时，路面车辙病害日益严重。我国80％的沥青路面维修都与车辙病害有关，而路面大中修期限只有6-8年，人力物力损耗巨大。当前研发领域所关注的长寿命路面，其关键技术在于路面承重层要使用高模量、抗车辙沥青材料。

目前国际上成功使用的抗车辙剂产品有法国生产的PR系列产品，德国的Duroflex和路孚8000沥青混合料添加剂，美国壳牌生产的SEAM硫磺沥青改性剂。但是国外产品普遍价格高昂，造成路面建设成本大幅度提高，使其推广应用受到限制。近年来，国内相关企业也开发了类似的产品，如专利技术CN1887951，CN1052740，CN1110693，CN1847318，CN1757663，CN101054469，CN1164548，CN101041744，CN100567400C等。国内的产品主要成分均是PE、PP等热塑性塑料，或者再生塑料。选用某一种塑料作为改性剂，在抗车辙性能上有所提高，但是在高温稳定性有一定的限制。单一的聚乙烯树脂熔点低，与沥青混合料拌合时能形成一个良好的界面形态，但抗车辙性能不是最优。单一的聚丙烯树脂虽然熔点提高，但其拌合困难，兼容性差导致不容易分散。再生塑料使用前一般需要破碎等前处理工艺，增加了施工的难度和费用。

煤直接液化残渣是一种组分复杂的混合物，不含水，高灰分，高炭、高硫，发热量高，黏结性强。煤炭科学研究总院(北京)有2000吨/年的煤直接液化装置，将产生近700吨/年的煤直接液化残渣；内蒙神华煤制油有限公司有170万吨/年的煤直接液化装置，将产生50万吨/年的煤直接液化残渣。这些煤直接液化残渣还没有很好地应用途径。煤直接液化残渣制备抗车辙剂，不但解决了液化工艺中大量煤直接液化残渣的去处，而且大大降低了沥青混合料的经济成本，有良好的环境与经济效益。国内发明专利CN101844892B(煤直接液化残渣制备沥青混凝土路面抗车辙剂的制备方法)公开了煤直接液化残渣制备抗车辙剂的方法，制备的沥青混合料抗车辙性能好，高温稳定性和水稳性能好。相关研究也表明，煤直接液化残渣可以显着增强沥青混合料的高温性能和抗水损坏性能，但会使混合料的低温性能变差。

聚烯烃热塑性弹性体(POE)是由辛烯和乙烯共聚制备得到的，其性能特点兼具有辛烯的柔软链卷曲结构和结晶的乙烯链作为物理交联点，使它既有优异的韧性又有良好的加工性；POE分子结构中没有不饱和双键，具有优良的耐老化性能；POE分子量分布窄，具有较好的流动性，与聚烯烃兼容性好，制备抗车辙剂时加工性能优异。POE良好的流动性可改善抗车辙剂在沥青混合料的分散效果，同时提高了沥青混合料的高温稳定性和耐老化性。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明的目的本发明的目的在于提供一种低成本的抗车辙剂、制备方法和其用途，该制备方法简单易行、生产过程污染小、原材料来源广、可连续生产。所得抗车辙剂在沥青混合料中能够均匀分散，可以在在混合料生产直接投放使用。

本发明的另一目的是提出所述抗车辙剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提出含有所述抗车辙剂的沥青混合料。

实现本发明目的的具体技术方案为：

一种抗车辙剂，该抗车辙剂包括煤直接液化残渣、热塑性弹性体和添加剂，所述的煤直接液化残渣和聚烯烃弹性体的重量比为1：1-4，所述的添加剂占煤直接液化残渣和聚烯烃弹性体的重量和的5％～20％。

优选地，煤直接液化残渣和聚烯烃弹性体的重量比为1：1-1.6。

煤经过高温高压加氢后，其中大部分有机质转化为轻质组分，以气体或液体形式排出，并产生约占原煤质量30％的重质产物。称为煤直接液化残渣。软化点一般大于150℃。

优选地，本申请优选沥青质含量为60-85％；C和H元素相对含量为70-90％的煤直接液化残渣。

沥青质是沥青中含有的复杂的芳香族材料，其极性很强；沥青质作为胶体溶液的核心分散在沥青的其他组分中，对沥青形成稳定的胶体体系和沥青材料的性能有较大影响。比如沥青的感温性，高温性能等。

其中，所述的添加剂选自沥青，油，硬脂酸盐和色母粒中的一种或者几种，

其中，所述的沥青是煤沥青或者天然沥青；所述的油选自橡胶油、芳烃油、煤焦油或者环烷油中的一种或者几种；所述的硬脂酸盐为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸钡中的一种或者几种。