[发明专利]一种温拌型沥青混合料抗车辙剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温拌型沥青混合料抗车辙剂及其制备方法和应用。

背景技术

由于我国车辆的日益增加以及运输的重载化等原因，沥青路面发生车辙、拥包等现象日趋严重，在我国南方炎热地区尤为突出。该现象已成为我国目前沥青公路主要的破坏形式之一，严重影响了沥青路面行车安全、服务水平及使用寿命。

早在1900年，人们就已开始用硫来改性沥青，提高沥青混合料路面的抗车辙性能，但由于硫价格高涨，以及硫改沥青混合料在生产过程中释放H₂S等含硫气体的问题，制约了硫磺改性沥青技术发展。20世纪80年代初期，美国洛克邦得公司研究生产了硫磺基改性剂SEAM（sulphur extended asphalt modifier），其价格低廉、使用方便，虽然减少了H₂S等含硫气体的发生量，但有害气体的排放问题仍未彻底解决，制约了该技术产品的应用。我国对SEAM沥青路面的研究应用相对较晚，直到2000年才在天津修筑了SEAM改性沥青试验路，其后在黑龙江也修筑了试验路，并取得了良好的效果，但总体上应用规模较小，研究也不够系统、全面。

硫磺应用于沥青混合料中，一般是将其造粒，形成颗粒状，储存及使用时较为方便。CN1402985A将13%～30%的硫磺、3.0%～13%的分散剂、其余为水，混合制备成硫磺颗粒，其中的分散剂为白骨胶、树胶、硅酸钠、乳蛋白中的一种或几种。CN1639275A是把硫磺加热融化至液态，在液态硫中添加0.25%～5%的炭黑和至少约0.08%的乙酸戊酯，制备成塑化硫，然后在塑化硫中添加至少10%的沥青和10%的细矿粉等，经过筛网板进行造粒。CN1303359A介绍的是将93%～98%的硫磺与2%～7%的烯烃混合，在二氧化碳气体中加热至最高135℃，充分混合反应后，以不高于16℃/分钟的速度冷却至室温，结晶成型，其中的烯烃是与苯乙烯混合的环状二聚物和环状三聚物。上述专利在生产硫磺颗粒时，由于需要把硫磺加热熔融为液态，操作温度较高，硫磺会升华，产生很浓的刺激性气味，不利于环境和人身健康。

CN101970348A是将硫块、板岩硫、含有杂质的硫等溶解于溶剂中，分离出杂质后，使溶有硫磺的溶液冷却，使其中的硫磺结晶析出并经过筛孔板造粒成型，溶剂蒸发回收利用。所用的溶剂有无水氨、含水氨、液态二氧化硫、二硫化碳、二甲基二硫醚等。该专利需要使用大量的溶剂，而且所用的溶剂都是具有刺激性气味的有害物质。

CN200410037665.6将50%～99.99%的硫磺与0%～49%的炭黑、0.01%～1%的烟雾抑制剂、0%～3%的增塑剂混合造粒，其中的烟雾抑制剂为烃基锡酸锌、增塑剂为正丁醇。CN1678704A将60%～98%的硫磺、0.2%～15%的炭黑、1%～30%沥青（或环状饱和烃、环状不饱和烃、多环饱和烃、多环不饱和烃、焦油等）、1%～33%的细矿粉（如飞灰、硅石材料、陶瓷粘土等）充分混合，冷却后形成锭、板状、块状、颗粒状、片状等形式的硫磺，可用于沥青混合料中。上述两个专利需要把硫磺加热熔融为液态，操作温度较高，会产生很浓的刺激性气味，不利于环境和人身健康。只能改善沥青混合料的高温性能，混合料的低温抗开裂性能和抗水损害性能还有待于提高，而且形成的硫磺颗粒也比较脆，运输和装卸时容易破碎，由于颗粒之间的摩擦，还会产生较多的粉尘，不仅对环境造成污染，而且容易使工作人员吸入，危害健康。

CN201210439792.3、CN201210439807.6、CN201210439808.0、CN201210439809.5、CN201210440324.8等专利以硫磺、硬沥青、废胶粉、EVA、PE、丁苯胶、氢氧化物等为原料，利用单螺杆或双螺杆挤出机，制备了沥青混合料抗车辙添加剂，能够提高沥青混合料的抗车辙性能。但是配方中没有添加温拌剂，产品应用时拌合温度较高，会产生较多的有害气体，使应用受到了限制；另外，制备过程中没有使用捏合机，而是采用单螺杆或双螺杆挤出机，所产生的有害气体无法收集和处理，会影响操作人员的身体健康。

随着人们对环境保护的重视，对石油产品清洁化要求不断提高，在天然气净化及石油炼制过程中产生了大量的硫磺副产品。如何有效利用这些副产硫磺，制备出沥青混合料抗车辙添加剂，一方面可解决大量副产硫磺的出路，同时又能够改善沥青混合料抗车辙性能，并降低沥青混合料拌合及成型温度，从而减少有害气体发生量、减轻沥青热裂化、有利于环保，成为目前的热点问题。

发明内容