CN1442449A - 道路用冷补添加剂及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的道路用冷补添加剂及其制造方法，涉及道路的路面材料，特别是冷施工沥青路面材料。旨在提供一种制造施工方便、快捷、施工不封闭交通、不污染环境、适宜于高低温环境施工、能贮存的沥青路面材料的添加剂及其制法。本添加剂的组份有重油，C₅或C₉石油树脂，C₁～C₁₀中的一种溶剂油，丁苯橡胶，柴油、煤油或汽油，热塑性丁苯橡胶，环烷油、RC－10矿物油。其制作工艺为：用重油、石油树脂制得预聚体A，用C₁～C₁₀中的一种溶剂油、丁苯橡胶制得预聚体B，用柴油或煤油或汽油、热塑性丁苯橡胶、环烷油制得预聚体C，再用预聚体A、预聚体B、预聚体C、RC－10矿物油制成本冷补添加剂。适用于配制冷施工的沥青路面维护材料。

Description

道路用冷补添加剂及其制造方法

技术领域

本发明涉及道路的修补材料，特别是冷施工沥青路面材料的添加剂和添加剂的制造方法。

背景技术

已有的沥青道路用的道路材料主要有热拌沥青混合料和乳化沥青混合料两种。热拌沥青混合料是将石油沥青、骨料、粉料等按一定比例，在工厂内用沥青混合料拌合设备炒拌制成。然后及时将热的热拌沥青混合料运至施工现场，修补沥青道路路面。但整个过程均需要封闭交通。乳化沥青混合料是将乳化沥青、骨料、粉料等按一定比例混合制成乳化沥青混合料，乳化沥青混合料用于修补道路施工后，必须等待乳化沥青混合料中的乳液破乳后，才能开放交通，一般需要等待3～5天。以上两种材料都必须一次性使用完，下次不能再用，施工中如遇下雨，材料被雨淋后便不能使用。此外乳化沥青材料不能用于大面积施工和高等级路面的维护。再者，热拌沥青材料和乳化沥青材料只适合于气温较高的季节施工，而在气温较低的冬季，施工时就很不方便，甚至不能施工。因此，对道路的维护便受到多方面的限制。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种制造施工方便、快捷、施工不封闭交通、不污染环境、适宜于各种地理和气温条件、能贮存的沥青路面材料的道路用冷补添加剂及其制造方法。

本发明的道路用冷补添加剂，有以下组成成份及其重量份计的含量：

重油                                                        10～18

C₅或C₉石油树脂                                           4～10

C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油  20～30

丁苯橡胶                                                    4～8

柴油、煤油或汽油                                            25～35

热塑性丁苯橡胶                                              5～8

环烷油                                                      2～18

RC-10矿物油                                                 0.5～1

上述重油：石油的附属产品，具有一定的挥发性和和易性，还具有一定的渗透力，用于溶胀石油树脂，使其能充分溶胀，易于加工，再加之重油本身含有少量的沥青质，因此能更好地与沥青结合。

上述C₅或C₉石油树脂：具有一定的延展性和硬度。熔溶的石油树脂具有很强的粘结力，从而使本冷补添加剂具有了一定的延伸性、粘结性和强度。

上述C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油：是一种分散液，本身具有很强的活动性。常温下易挥发，用于稀释和分解丁苯橡胶，便于本冷补添加剂的加工合成。

上述丁苯橡胶：具有强的粘结力，用以提高冷补添加剂的延展性。

上述柴油、煤油或汽油：用于分解和溶胀热塑性丁苯橡胶，便于加工，又加之其本身易挥发，使本冷补添加剂具有很好的和易性。

上述热塑性丁苯橡胶：是高分子弹性体，具有强的粘结力和弹性，以及塑性，从而使本冷补添加剂具有很好的柔和性和柔韧性，增加冷补添加剂的变形能力。

上述环烷油：用于破坏热塑性丁苯橡胶和丁苯橡胶的分子结构，使本冷补添加剂的分子形成接枝共聚的形体，然后在外力的作用下，分散剂再脱落，恢复冷补添加剂的变形能力。

上述RC-10矿物油：商品，十六烷值50.2、粘度20℃6.7秒、灰分0.923％、闪点闭口66℃、含硫0.19％、酸度6.5、凝点-10℃、实际胶质68。作稳定剂，使各组成的分子结构保持一定时期的稳定作用，从而使本冷补添加剂具有相当长的贮存时间。

本发明的冷补添加剂各组份本身溶溶参数接近，其相溶性好，因此即使按任意比例相混，也能形成均相体，使各组份特性相互补充，从而改善冷补添加剂的特性。

上述各组份含量范围经实验获得，此外还根据如下的考虑，重油的含量影响冷补添加剂的和易性，但太多会使添加剂没有粘结力；C₅或C₉石油树脂，丁苯橡胶和热塑性丁苯橡胶的含量影响添加剂的粘结力和强度，但太多会降低添加剂的和易性，太少会降低添加剂的粘结力；C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油，柴油、煤油或汽油的作用是改变添加剂和易性和生产周期，因冷补添加剂内各组成有相对的溶解度指标，过多过少均会产生不利的因素，还会降低添加剂的强度和粘结力。环烷油的含量取决于热塑性丁苯橡胶含量。RC-10矿物油的含量应使各组成的结构在一定程度上保持平衡，因此，不宜过多。

本冷补添加剂的性能如下表：

项目	性能指标		试验方法JTJO52-2000
				夏季	冬季
	粘度(PA.s)	＜400				＜100	T0620
比重(g/cm3)			0.85～0.95	0.8～0.9	T0603
	闪点(℃)	＞65℃				＞65℃	T0633
含水量			＜0.2	＜0.2	T0612

表中，JTJ052-2000：JTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》

本发明的上述道路用冷补添加剂的制造方法，有以下顺序的工艺步骤：

(1)制备预聚体A  将重油送入反应釜中加热升温至70～90℃时，加入C₅或C₉石油树脂，继续升温，当温度升至80～100℃时，启动高速混炼设备剪切混炼20～40分钟，制得预聚体A；

(2)制备预聚体B  将C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油送入反应釜中升温至40～50℃时，加入丁苯橡胶，继续升温至70～80℃，启动高速剪切设备剪切分散，制得预聚体B；

(3)制备预聚体C  将柴油、煤油或汽油送入反应釜中，升温至30～50℃时，加入热塑性丁苯橡胶，恒热20～40分钟后，启动管线式高速剪切设备进行剪切，同时继续升温，升温至80～90℃时加入环烷油，恒温研磨20～40分钟，制得预聚体C；

(4)将上述预聚体A、预聚体B、预聚体C的混合物送入反应釜中，搅拌20～30分钟，加入RC-10矿物油，在90～100℃的条件下，启动胶体磨研磨10～15分钟，制成冷补添加剂。

本发明的冷补添加剂的制造工艺，在制备预聚体A、预聚体B、预聚体C和本冷补添加剂时，根据热力学理论，首先加热升温，降低各组份分子间的约束力，然后采用高速剪切、混炼、均化和胶体研磨的外力，将各组份的原有分子撒裂，并使各组份的分子充分接触，相互扩散而形成性能优良的共混物，再加入作稳定剂的RC-10矿物油，形成具有稳定的新的接枝共聚分子结构的本冷补添加剂。从而将修补道路路面的传统的热施工工艺，改变为冷施工工艺。

使用本发明的冷补添加剂，将本冷补添加剂与普通的道路石油沥青按一定比例制成冷拌冷补沥青，再用通常的沥青混合料拌合机或强力搅拌设备，将冷补沥青与骨料、粉料加热炒拌冷却，制成冷补沥青混合料备用。在进行道路修补施工时，将冷补沥青混合料置于待修处，摊平后随即通车，利用车流的轮压碾压成型。

本发明与现有技术相比较，具有如下的明显优点和显著效果。

一、本发明的冷补添加剂所具有的特性，使其用本冷补添加剂配制成的道路路面材料具有优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗水害性，适宜于修补不同地理条件、气温高于-30℃气候条件地区的道路路面，适用范围广。

二、本发明的冷补添加剂所具有的特性，使其用本冷补添加剂配制成的道路路面材料，无须采用加热后的热施工工艺，能在高于-30℃气候条件下直接进行冷施工，具有使用方便、施工无环境污染、施工快捷、无需封闭交通的优点。

三、本发明的冷补添加剂所具有的特性，使其用本冷补添加剂配制成的道路路面材料，在施工时可以根据需求量的多少用料，多取的量可以经储存后再用，从而达到无材料浪费的特点。

四、本发明的冷补添加剂所具有的特性，使其用本冷补添加剂配制成的道路路面材料，具有存贮时间长的优点，通常根据贮存时间要求，可配制能贮存半年至两年的各种路面材料。

五、本发明的冷补添加剂的制造方法，采用在加热下的高速剪切、混炼、均化和胶体研磨工艺，采用现有设备，制造容易。

本发明的冷补添加剂是一种沥青结合料和沥青混合料等的添加剂，能根据不同地区的地理条件和高于-30℃的气候条件，制备多种冷补添加剂，如冬季用冷补添加剂、夏季用冷补添加剂。从而根据各种道路的要求，制出各种路面材料，如沥青混凝土路面维护材料、水泥混凝土路面维护材料。

下面，再用实施例及其附图对本发明作进一步地说明。

具体实施方式

实施例

本发明的道路用冷补添加剂的组成成份及其重量份计的含量如下表：

本发明的道路用冷补添加剂的制造方法如下：

实施例1、3、10的制造方法：

(1)制备预聚体A：

将重油加入到带夹套的不锈钢反应釜中，加热升温至75～85℃时，加入C₅或C₉石油树脂，继续升温，当温度升至85～95℃时，启动高速混炼机在反应釜中剪切混炼20～40分钟，制得预聚体A。

(2)制备预聚体B：

将C₁、C₃、或C₁₀溶剂油加入到密闭的搪瓷反应釜中升温至40～50℃时，加入丁苯橡胶，继续升温至70～80℃，启动高速剪切机在反应釜中剪切分散，制得预聚体B。

(3)制备预聚体C：

将柴油或汽油加入到密闭的不锈钢反应釜中，升温至30～50℃时，加入热塑性丁苯橡胶，恒热20～40分钟后，启动管线式高速剪切机在反应釜中进行剪切，同时继续升温，升温至80～90℃时加入环烷油，继续恒温剪切20～30分钟，制得预聚体C。

(4)制备冷补添加剂：

将上述预聚体A、预聚体B、预聚体C的混合物加入到带夹套不锈钢反应釜中，反复搅拌20～30分钟，加入所需求的RC-10矿物油，在90～100℃的条件下，启动胶体磨研磨10～15分钟，制成本发明的冷补添加剂。

实施例2、6、7、8的制造方法：

(1)制备预聚体A：

将重油加入到带夹套的不锈钢反应釜中，加热升温至75～85℃时，加入C₅或C₉石油树脂，继续升温，当温度升至95～100℃时，启动高速混炼机在反应釜中剪切混炼25～35分钟，制得预聚体A。

(2)制备预聚体B：

将C₂、C₆、C₇、或C₈溶剂油加入到密闭的搪瓷反应釜中升温至40～50℃时，加入丁苯橡胶，继续升温至70～80℃，启动高速剪切机在反应釜中剪切分散，制得预聚体B。

(3)制备预聚体C：

将柴油或煤油或汽油加入到密闭的不锈钢反应釜中，升温至30～50℃时，加入热塑性丁苯橡胶，恒热30～40分钟后，启动管线式高速剪切机在反应釜中进行剪切，同时继续升温，升温至80～90℃时加入环烷油，继续恒温剪切30～40分钟，制得预聚体C。

(4)制备冷补添加剂：

将上述预聚体A、预聚体B、预聚体C的混合物加入到带夹套不锈钢反应釜中，反复搅拌20～30分钟，后加入所需求的RC-10矿物油，在90～95℃条件下，启动胶体磨研磨10～15分钟，制成本发明的冷补添加剂。

实施例4、5、9的制造方法：

(1)制备预聚体A：

将重油加入到带夹套的不锈钢反应釜中，加热升温至85～95℃时，加入C₅或C₉石油树脂，继续升温，当温度升至70～80℃时，启动高速混炼机在反应釜中剪切混炼30～40分钟，制得预聚体A。

(2)制备预聚体B：

将C₄、C₅、或C₉溶剂油加入到密闭的搪瓷反应釜中升温至40～50℃时，加入丁苯橡胶，继续升温至70～80℃，启动高速剪切机在反应釜中剪切分散，制得预聚体B。

(3)制备预聚体C：

将柴油或煤油或汽油加入到密闭的不锈钢反应釜中，升温至30～50℃时，加入热塑性丁苯橡胶，恒热20～40分钟后，启动管线式高速剪切机在反应釜中进行剪切，同时继续升温，升温至80～90℃时加入环烷油，继续恒温剪切25～35分钟，制得预聚体C。

(4)制备冷补添加剂：

将上述预聚体A、预聚体B、预聚体C的混合物加入到带夹套不锈钢反应釜中，反复搅拌20～30分钟，加入所需求的RC-10矿物油，在95～100℃的条件下，启动胶体磨研磨10～15分钟，制成本发明的冷补添加剂。

Claims (2)

1、一种道路用冷补添加剂，其特征在于有以下组成成份及其重量份计的含量：

重油                                                     10～18

C₅或C₉石油树脂                                         4～10

C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油  20～30

丁苯橡胶                                                 4～8

柴油、煤油或汽油                                         25～35

热塑性丁苯橡胶                                           5～8

环烷油                                                   2～18

RC-10矿物油                                              0.5～1

2、权利要求1所述的一种道路用冷补添加剂的制造方法，其特征在于有以下顺序的工艺步骤：

(1)制备预聚体A  将重油送入反应釜中加热升温至70～90℃时，加入C₅或C₉石油树脂，继续升温，当温度升至80～100℃时，启动高速混炼设备剪切混炼20～40分钟，制得预聚体A；

(2)制备预聚体B  将C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇、C₈、C₉或C₁₀溶剂油送入反应釜中升温至40～50℃时，加入丁苯橡胶，继续升温至70～80℃，启动高速剪切设备剪切分散，制得预聚体B；

(3)制备预聚体C  将柴油、煤油或汽油送入反应釜中，升温至30～50℃时，加入热塑性丁苯橡胶，恒热20～40分钟后，启动管线式高速剪切设备进行剪切，同时继续升温，升温至80～90℃时加入环烷油，恒温研磨20～40分钟，制得预聚体C；

(4)将上述预聚体A、预聚体B、预聚体C的混合物送入反应釜中，搅拌20～30分钟，加入RC-10矿物油，在90～100℃的条件下，启动胶体磨研磨10～15分钟，制成冷补添加剂。