CN1264717A - 小本体聚丙烯改性沥青用作路面材料 - Google Patents
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Abstract
本发明是利用小本体聚丙烯改性沥青用作为路面材料的制备技术。本发明是采用化学改性的技术,改善了聚合物与沥青的相容性。所得改性聚丙烯可直接与沥青在加热下混合,不仅简化了混合工艺,而且使改性沥青的性能符合国家重交通道路所用沥青的标准,达到了实用水平。
Description
本发明属于小本体聚丙烯改性沥青用作路面材料的制备技术。
利用高聚物对沥青进行改性的研究，在国外已有几十年的历史，并有多项专利及工业化报道，其应用量也在不断增加.例如在美国，道路改性沥青的应用量从五年前的不足1％上升到目前的10％(我国仍不足1％)，日本早在1993年使用的改性沥青以达21.2万吨，占全年度各类沥青使用量的3.5％，在澳大利亚及西欧各国，改性沥青也得到较广泛的应用。但国外的改性技术往往使修路成本增加很多，而且必须使用专用调配，搅拌设备，因此很难推广使用。国内对沥青改性的研究也有十几年的历史，所用高分子材料一般为橡胶和塑料两大类。利用橡胶类如SBS等虽可改善沥青的低温性能和韧性，但必须增加与沥青的调配和混合装置。利用塑料类对沥青进行改性，从目前国内的发展状况来看，一般只能做到提高沥青的部分性能如软化点等，但随之而来的是延度的下降及针入度的降低，如何在保持沥青的延度和针入度基本不变的情况下，同时提高沥青的耐高温性能及低温韧性，这正是目前亟待解决的技术关键。
本发明是采用小本体聚丙烯、引发剂、丙烯酸酯系列化合物按质量比100∶0.5～1.5∶2.5～7.5混合均匀后，加入到已升温200～230℃的双螺杆挤出机中，物料在挤出机中的停留时间可以为30～50分钟，在进行可控降解的同时接枝有反应性的基团，挤出造粒得到熔融流动速率为18～25g/10min的改性聚丙烯。本发明中所用小本体聚丙烯的数均分子量为10～15万，熔融流动速率为5～15，物料形状可为颗粒或粉状，最好为粉状。所用引发剂为一般常见的自由基聚合引发剂，过氧化物如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯，偶氮化合物如偶氮二异丁腈等。所用接枝剂为丙烯酸系列化合物包括丙烯酸、丙烯酸酯类如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，取代丙烯酸酯类如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等。所用沥青可为石油沥青、焦油沥青。
改性聚丙烯与140#沥青(石油沥青、焦油沥青)按质量比100∶1～5，加热温度为140～160℃，混合时间为40～120分钟就得到了改性沥青。所得改性沥青的性能达到国家重交通道路所用沥青的指标，达到了实用水平。本发明的特点是：
1.首先对小本体聚丙烯进行化学改性，使其可控降解的同时接枝有反应性的基团，改善了聚合物与沥青的相容性，有效地起到改性作用。
2.所改性的聚丙烯可直接与沥青进行混合，简化了工艺，无需使用专用的混合设备。
3.聚丙烯改性的沥青在保持延度不变的情况下，有效地提高了沥青的耐高温及耐低温性能，使所铺路面在在冬季裂纹明显减少，而在夏季未出现流淌现象。
实施例1
将小本体聚丙烯、过氧化二异丙苯(DCP)和丙烯酸按100∶1∶2.5的比例混合均匀，然后加入到已升温到220℃的双螺杆挤出机中，物料在挤出机中的停留时间为30分钟，挤出造粒得到改性聚丙烯。粘均分子量1.11×105，结晶度24.6％，熔融温度159.8℃。
实施例2
方法同实施例1，物料停留时间为40分钟。所得改性聚丙烯的性能为，粘均分子量1.11×105，结晶度8.5％，熔融温度158.5℃。
实施例3
方法同实施例1，小本体聚丙烯、DCP和丙烯酸的质量比为100∶2∶2.5，所得改性聚丙烯的性能的熔融温度为143.8℃。
实施例4
方法同实施例1，小本体聚丙烯、DCP和丙烯酸的质量比为100∶1∶5.0，所得改性聚丙烯的熔融温度为158.5℃。
实施例5
方法同实施例1，丙烯酸改变为丙烯酸甲酯，所得改性聚丙烯的熔融温度为157.1℃。
实施例6
方法同实施例1，丙烯酸改变为甲基丙烯酸甲酯，所得改性聚丙烯的熔融温度为156.3℃。
实施例7
方法同实施例1，DCP改变为过氧化苯甲酰，所得改性聚丙烯的熔融温度为155.6℃。
实施例8
方法同实施例1，DCP改变为偶氮二异丁睛，所得改性聚丙烯的熔融温度为154.5℃。
实施例9
实施例1所得改性聚丙烯3份，140#沥青100份放在烧杯内加热混合，混合时间为60分钟。所得改性沥青的性能为，延度(25℃，cm)＞100，针入度(25℃)64，软化点(℃)47.5。
实施例10
方法同实施例9，改性聚丙烯为4份，所得改性沥青的性能为，延度(25℃，cm)56，针入度(25℃)65，软化点(℃)51.5。
实施例11
实施例4所得改性聚丙烯3份，140#沥青100份放在烧杯内加热混合，混合时间为60分钟。所得改性沥青的性能为，延度(25℃，cm)82，针入度(25℃)84，软化点(℃)46。
上述结果表明，采取本发明的技术路线后，所得改性沥青的性能达到国家重交通道路所用沥青的指标，从而使所得改性沥青的性能达到实用水平。
Claims (2)
1、一种小本体聚丙烯化学改性沥青用作路面材料的制备方法，其特征在于小本体聚丙烯、引发剂和丙烯酸系列化合物质量比按100∶0.5～1.5∶2.5～7.5混合均匀后，加入到已升温200～230℃的双螺杆挤出机中，物料在挤出机中的停留时间可以为30～50分钟，在进行可控降解的同时接枝有反应性的基团，挤出造粒后得到熔融流动速率为18～25g/10min的改性聚丙烯；改性聚丙烯与140#沥青按质量比为100∶1～5，加热温度为140～160℃混合40～120分钟就得到了改性沥青。
2、如权利要求1所述的路面材料的制备方法，其特征在于小本体聚丙烯的数均分子量为10～15万，熔融流动速率为5～15，物料形状可为颗粒或粉状，引发剂为过氧化物如过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯，偶氮化合物如偶氮二异丁腈，丙烯酸系列化合物为丙烯酸，丙烯酸酯类如丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯，取代丙烯酸酯类如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等；140#沥青为石油沥青或焦油沥青。
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