一種塑料合金以及復(fù)合改性瀝青混合料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種塑料合金以及應(yīng)用了此材料的復(fù)合改性瀝青混合料，所述塑料合金的組成為：熱塑性塑料高分子聚合物、樹脂、鈣粉添加劑、助劑，其中各成分以重量份數(shù)計(jì)，用量為高分子聚合物30-60、樹脂30-60、鈣粉添加劑10-40、助劑0.5-10。本發(fā)明公開的塑料合金具有良好的浸潤性、黏附性。應(yīng)用上述塑料合金的復(fù)合改性瀝青混合料穩(wěn)定性好，尤其是馬歇爾性能、水穩(wěn)定性能、高溫穩(wěn)定性能及低溫開裂性能等各項(xiàng)性能非常理想。
【專利說明】一種塑料合金以及復(fù)合改性瀝青混合料【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種塑料合金以及應(yīng)用了此塑料合金的復(fù)合改性浙青混合料，屬于材料化學(xué)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑施工領(lǐng)域，一般是通過對浙青進(jìn)行改性來改善浙青和集料的黏結(jié)性能，在現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)現(xiàn)對浙青的改性有兩種工藝，包括濕法和干法。
[0003]濕法工藝是將橡膠粉與熱浙青在專用設(shè)備中高溫拌和，制成改性橡膠浙青后再與集料混合；干法工藝是將膠粉等改性劑與其他石料及基質(zhì)浙青一起投入拌和鍋中攪拌制備成混合料。[0004]在濕法工藝的生產(chǎn)過程中，SBS(或SBR)膠能夠在高溫條件下與浙青充分作用實(shí)現(xiàn)浙青的改性形成具有硬端和軟端特性的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)并成為浙青膠結(jié)料的一部分，改善浙青和石料的粘結(jié)性能，因此所得到的橡膠浙青較基質(zhì)浙青粘度有大幅提高、混合料中的油石比也相應(yīng)提高。但濕法工藝在改性過程中需要采用專門的設(shè)備和裝置，改性產(chǎn)品要保持在一定溫度和不斷攪拌下運(yùn)輸至拌合樓，生產(chǎn)過程復(fù)雜、耗時(shí)長、耗能高、煙氣污染大、資金設(shè)備要求高，并且在生產(chǎn)中需要嚴(yán)格控制剪切攪拌時(shí)間，以防止過度降解。即使如此，集料和浙青仍不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的可靠的粘結(jié)，浙青路面壽命難以保證。
[0005]相對于濕法工藝，干法工藝施工簡便、運(yùn)輸方便、操控容易、污染輕微，但在混合過程中膠粉或聚烯烴在浙青中的溶脹時(shí)間很短，多以填充料的形態(tài)存在于浙青中，少部分溶脹于浙青之中，干法工藝對改善單一需求的特定性能指標(biāo)，例如抗車轍、增粘、抗剝落、阻燃、溫拌等單一性能，有一定的效果，但是無法改善浙青混合料的綜合性能，其根本的原因在于沒有有效的解決集料和浙青界面結(jié)合的穩(wěn)定性和浙青本身溫度適應(yīng)性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本申請發(fā)明人通過長時(shí)間的研發(fā)實(shí)踐和創(chuàng)造性研究得到了一種塑料合金，既能有效連接集料和浙青又能改善浙青在高低溫條件下的路用性能，同時(shí)還具備傳統(tǒng)干法工藝的低污染、易施工的特點(diǎn)。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種塑料合金，包括熱塑性塑料高分子聚合物、樹脂、鈣粉添加劑、助劑，其中各成分以重量份數(shù)計(jì)，用量為高分子聚合物30-60、樹脂30-60、鈣粉添加劑10-40、助劑0.5_10。
[0009]其中，高分子聚合物材料為熱塑性塑料，加熱時(shí)變軟以至流動(dòng)，冷卻變硬，這種過程是可逆的，可以反復(fù)進(jìn)行。本領(lǐng)域已知的熱塑性塑料都可用于本發(fā)明，優(yōu)選的選自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或多種的混合物。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)廢物利用和環(huán)保，本發(fā)明所用的高分子聚合物還可部分使用回收塑料(如部分用回收的PE和PP、PVA再生料)，當(dāng)使用回收塑料時(shí)，用量根據(jù)品質(zhì)確定，通常回收塑料的用量不高于塑料總用量的50%。[0011 ] 在本發(fā)明中，所述樹脂選自改性萜烯樹脂、古馬隆石油樹脂，C5共聚樹脂、C9共聚樹脂、C5/C9共聚型樹脂中的一種或多種的混合物。
[0012]其中，改性萜烯樹脂選自萜烯苯乙烯樹脂、萜烯酚樹脂、萜烯酚醛樹脂等。
[0013]在本發(fā)明中，所述鈣粉添加劑為含有鈣元素的固體粉末，包括但不限于碳酸鈣粉末、硫酸鈣粉末等，優(yōu)選的是超細(xì)碳酸鈣粉，平均粒徑在0.02 μ m-0.1 μ m。
[0014]在本發(fā)明中，助劑主要是改善塑料合金用于形成改性浙青時(shí)的表面性能，所述助劑為浸潤劑和/或成核劑。
[0015]上述的浸潤劑如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，主要是高分子蠟型浸潤劑，具有良好的成膜性和潤滑性；所述成核劑主要是硬脂酸型成核劑，包括硬脂酸鈣、硬脂酸鉀等。
[0016]上述所公開的塑料合金，與集料表面的粘合力良好，在拌合過程中由集料碰撞分離在表面拉出的塑料合金絲狀物形成的結(jié)晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠確保集料和基質(zhì)浙青的穩(wěn)定結(jié)合，使浙青混合料的性能不再依靠浙青本身的改性；同時(shí)所得塑料合金的密度與基質(zhì)浙青接近，在將該塑料合金與基質(zhì)浙青混合使用時(shí)不產(chǎn)生離析，能夠提高浙青混合料的穩(wěn)定性。
[0017]相應(yīng)的，本發(fā)明公開了所述塑料合金的制備方法，包括將高分子聚合物、樹脂、鈣粉添加劑、助劑混合進(jìn)行混煉、擠出、然后造粒的步驟。
[0018]上述制備工藝，所得到的塑料合金粒子當(dāng)量直徑優(yōu)選為4mm以下。
[0019]上述制備工藝，工藝條件簡單，加工生產(chǎn)溫度在200°C以下，塑料合金的生成過程煙氣污染得到有效控制，進(jìn)行干法工藝拌制浙青混合料時(shí)能快速分散，更加節(jié)能環(huán)保。
[0020]為確保反應(yīng)物料有足夠的停留時(shí)間，在制造時(shí)選用混煉機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)。
[0021]在上述制備工藝中，混煉、擠出和造粒的操作條件均可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的操作條件。例如，所述混煉的溫度為80-160°C，混煉時(shí)間為3-60分鐘。
[0022]如上所述，由于本發(fā)明的塑料合金用于浙青具有諸多優(yōu)勢，因此本發(fā)明還公開了所述塑料合金在制備改性浙青混合料中作為復(fù)合改性劑的應(yīng)用。
[0023]具體的，本發(fā)明公開了一種復(fù)合改性浙青混合料，包括上述的塑料合金、集料和基質(zhì)浙青，塑料合金、集料和基質(zhì)浙青的重量比為0.2-1.4: 94-96: 2.9-5.4。
[0024]上述的集料、基質(zhì)浙青不受到特別限制，已有改性浙青材料領(lǐng)域所用的此類成分均可用于本發(fā)明。
[0025]通常所用浙青可以是石油浙青，優(yōu)選的選用石油浙青的25°C針入度為60-120dmm，軟化點(diǎn)為41-46°C，15°C延度≥100cm，更優(yōu)選滿足《公路浙青路面施工技術(shù)規(guī)范》中所規(guī)定的70號、90號或110號石油浙青。
[0026]通常所用集料是是碎石，一般由石料經(jīng)粉碎、按顆粒大小篩分分級后制成，和浙青拌合使用時(shí)水洗烘干。
[0027]上述復(fù)合改性浙青混合料，采用與集料表面具有好的浸潤性、黏附性的塑料合金，在集料表面浸潤、同時(shí)夾裹集料表面的粉塵顆粒，形成一層同集料穩(wěn)定牢固粘結(jié)的塑料合金材料膜，隨著降溫，在拌合樓內(nèi)激烈的碰撞和剪切作用下石料表面上的塑料合金會由于相互碰撞拉出絲狀物，隨著基質(zhì)浙青的加入拌合料以至后來的攤鋪壓實(shí)過程實(shí)施進(jìn)一步的降溫，塑料合金拉出的絲狀物會凝固結(jié)晶并均勻散布在浙青和集料之間形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)會一直存在于浙青混合料中，由于塑料合金對溫度的適應(yīng)性能、穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于浙青，因此所得改性浙青混合料攤鋪的路面性能具有良好的穩(wěn)定性。
[0028]相應(yīng)的，本發(fā)明還公開了上述復(fù)合改性浙青混合料的制備方法，首先將塑料合金與加熱的集料拌合，然后將拌合后的混合物與液態(tài)基質(zhì)浙青拌合。
[0029]上述過程中，通常是集料升溫至190°C，先投入該塑料合金并拌合5-10秒鐘，然后再投入基質(zhì)浙青，并按照浙青混合料拌合生產(chǎn)規(guī)程完成余下步驟。
[0030]上述公開的方法采用本發(fā)明的塑料合金拌制浙青混合料時(shí)，工藝簡單、設(shè)備資金投入低、可連續(xù)生產(chǎn)、運(yùn)輸方便、儲存穩(wěn)定、易推廣使用，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益社會效益。
【具體實(shí)施方式】
[0031]實(shí)施例1[0032]將線性低密度聚乙烯(LLDPE7042粉料，吉林石化)1000g、再生PElOOOg(山西精誠化工)、聚丙烯(PP H-XD-045，山西精誠化工)800g，再生PVA800g、萜烯苯乙烯樹脂1200g(唐山新星)、C5共聚樹脂(通用型，平均分子量2000，唐山新星)1200g、超細(xì)碳酸鈣粉(山西芮城)2500g、PE臘500g(山西精誠化工)在橡膠密煉機(jī)中在160°C下混煉5分鐘，使用雙螺桿擠出機(jī)在180°C下擠出，再經(jīng)冷拉條切粒設(shè)備造粒，得到塑料合金。
[0033]該合金在拌合樓經(jīng)自動(dòng)送料機(jī)投入干燥加熱(180°C )的集料中拌合6秒鐘(摻量
0.3% )，然后再投入70#基質(zhì)浙青。
[0034]實(shí)施例2
[0035]將高密度聚乙烯(HDPE吉林石化)1000g、再生PElOOOg (山西精誠化工)、聚丙烯(PP H-XD-045山西精誠化工)1000g、再生PPlOOOg、再生PVA2000g、萜烯苯乙烯樹脂2000g、C9共聚樹脂(平均分子量1000，唐山新星)2000g、超細(xì)碳酸鈣粉(山西芮城)4500g、PE臘SOOg(山西精誠化工)在橡膠密煉機(jī)中在160°C下混煉6分鐘，使用雙螺桿擠出機(jī)在180°C下擠出，再經(jīng)冷拉條切粒設(shè)備造粒，得到塑料合金。
[0036]該合金在拌合樓經(jīng)自動(dòng)送料機(jī)投入干燥加熱(180°C )的集料中拌合8秒鐘(摻量
0.3% )，然后再投入90#基質(zhì)浙青。
[0037]實(shí)施例3
[0038]將高密度聚乙烯(HDPE吉林石化)1000g、線性低密度聚乙烯(LLDPE7042粉料，吉林石化)1000g、聚丙烯(PP H-XD-045山西精誠化工)100(^、再生？￥八200(^、萜烯酚樹脂2000g、C5/C9共聚型樹脂(唐山新星)1800g、超細(xì)碳酸鈣粉(山西芮城)4500g、PE臘(山西精誠化工)800g、硬脂酸鈣(山西精誠化工)200g在橡膠密煉機(jī)中在160°C下混煉6分鐘，使用雙螺桿擠出機(jī)在180°C下擠出，再經(jīng)冷拉條切粒設(shè)備造粒，得到塑料合金。
[0039]該合金在拌合樓經(jīng)自動(dòng)送料機(jī)投入干燥加熱(180°C )的集料中拌合7秒鐘(摻量
0.3% )，然后再投入90#基質(zhì)浙青。
[0040]對上述三個(gè)實(shí)施例的產(chǎn)品進(jìn)行了性能檢測，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)如下所示:
[0041]表1塑料合金和復(fù)合改性浙青性能指標(biāo)
[0042]
【權(quán)利要求】
1.一種塑料合金，其特征在于包括熱塑性塑料高分子聚合物、樹脂、鈣粉添加劑、助劑，其中各成分以重量份數(shù)計(jì)，用量為高分子聚合物30-60、樹脂30-60、鈣粉添加劑10-40、助劑 0.5-10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料合金，其特征在于所述高分子聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一種或多種的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料合金，其特征在于所述樹脂選自改性萜烯樹脂、古馬隆石油樹脂，C5共聚樹脂、C9共聚樹脂、C5/C9共聚型樹脂中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料合金，其特征在于所述鈣粉添加劑為超細(xì)碳酸鈣粉，平均粒徑在 0.02 μ m-0.1 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料合金，其特征在于所述助劑為浸潤劑和/或成核劑。
6.權(quán)利要求1所述塑料合金的制備方法，其特征在于包括將高分子聚合物、樹脂、鈣粉添加劑、助劑混合進(jìn)行混煉、擠出、然后造粒的步驟。
7.權(quán)利要求1所述塑料合金在制備改性浙青中的應(yīng)用。
8.一種復(fù)合改性浙青混合料，其特征在于包括權(quán)利要求1所述的塑料合金、集料和基質(zhì)浙青，塑料合金、 集料和基質(zhì)浙青的重量比為0.2-1.4: 94-96: 2.9-5.4。
9.權(quán)利要求7所述復(fù)合改性浙青混合料的制備方法，其特征在于首先將塑料合金與加熱的集料拌合，然后將拌合后的混合物與液態(tài)基質(zhì)浙青拌合。
【文檔編號】C08L23/08GK103834081SQ201410037004
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】喬玉奇 申請人:喬玉奇