热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂，该热熔沥青胶粘剂按质量份计包括：基质沥青：100份，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物：2~10份，白碳黑：10~50份，交联剂：0.8~5份，偶联剂：0.1~0.5份。按配比将基质沥青、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、交联剂、白碳黑及偶联剂加入反应釜中，一定温度下混合反应制得。该热熔沥青胶粘剂可以采用原料稠度范围宽，对混凝土及沥青路面具有良好的粘接性，产品的热储存性能稳定，使用寿命长，加工工艺过程简单，成本低廉。

权利要求

1.一种热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂，以重量份计包括以下组分：基质沥青                 100份

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物    2-10份

白碳黑                   10-50份交联剂                   0.8-5份偶联剂                   0.1-0.5份；

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的乙酸乙烯酯含量以重量计为25%~40%，断裂强度为3~6 MPa，脆化温度<-70℃；所述的基质沥青为25℃针入度为180~300 1/10mm的直馏沥青。

2.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中乙酸乙烯酯的含量以重量计为 23%~33%。

3.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述白碳黑的比表面积150~300m2/g，SiO2含量以重量计为85%~98%。

4.按照权利要求1所述的胶粘剂，其特征在于所述的交联剂为硫酸、亚硫酸、羧酸、磺酸、磷酸酯、偏磷酸、正磷酸、多磷酸、多聚磷酸、多聚磷酸胺和多磷酸密胺中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的胶粘剂，特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂及木质素偶联剂中的一种或几种，其中硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷的一种或几种。

6.一种权利要求1所述热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂的制备方法，包括以下过程：（1）按配比量将基质沥青、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和交联剂加入反应釜中混合反应，反应温度为100~220℃，在搅拌条件下反应10~120分钟；

（2）在反应温度100~220℃，在搅拌条件下，按配比量加入白碳黑及偶联剂，继续搅拌反应10~60分钟，制得均匀稳定的热熔沥青道钉胶粘剂。

说明书

热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂及其制备方法，适用于交通路面道钉以及其它标示材料等的热粘接。

背景技术

[0002] 道钉作为道路辅助标线设施，在各种道路上有着较为广泛的应用。由于其成本低且在特殊路段使用效果比较好，故在一些路段集中大量采用。热熔沥青道钉胶粘剂主要用于该类道钉的粘接，也可用于减速垄等的粘接。一般地，热熔沥青道钉胶粘剂主要是以稠度较大的石油沥青为基础原料，添加各种无机增粘剂等制备而成，无机增粘剂通常为水泥砂浆、硬脂酸盐及金属氧化物等，它们在物理性能及结构性能等方面，特别是材料密度与石油沥青存在较大差异，采用传统的物理混兑方法将增粘剂分散在沥青中，在高温静止储存条件下易发生增粘剂与沥青的离析，导致产品性能不稳定。上述离析现象一般通过测定热储存沥青混合物的上部及下部软化点差来表征，如果上部及下部软化点差值小于2.5℃，则沥青混合物属热储存稳定，上部及下部软化点差值大于2.5℃，则属热储存不稳定。

[0003] CN101074351A公开了一种用于路面热熔沥青道钉胶粘剂及其制备方法，采用针入度（25℃）为15~60 1/10mm的硬质沥青为原料，添加石油树脂、硬脂酸盐和金属氧化物等混熔制而成。在高温储存条件下，容易发生基础沥青与硬脂酸盐及金属氧化物的离析，导致产品性能不稳定。另外，基础沥青的稠度范围较窄，也限制了该技术的使用。

[0004] CN85101999A公开了一种热熔标示材料，采用一种或一种以上的合成树脂，配以磷酸盐类与金属氧化物组成的无机增粘剂，辅以其它助剂混熔制成路面标示粘接剂，采用的主体材料不属于石油沥青类，成本较高。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提出一种热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂及制备方法。该热熔沥青胶粘剂所用基础沥青稠度范围宽，热熔沥青胶粘剂的热储存性能稳定，胶粘接性能好，可重复使用，加工工艺过程简单。

[0006] 本发明中所述的份数均为重量份数。

[0007] 本发明的热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂，包括以下组分及含量：

[0008] 基质沥青                          100份

[0009] 乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）      2-10份

[0010] 白碳黑                            10-50份

[0011] 交联剂                            0.8-5份

[0012] 偶联剂                            0.1-0.5份。

[0013] 所述基质沥青的25℃针入度为15~300 1/10mm，软化点为30~90℃。所述的基质沥青使用直馏沥青、氧化沥青和溶脱沥青中的一种或几种，优选25℃针入度为50~300 1/10mm的直馏沥青，一般用沥青的针入度来表示沥青的稠度。

[0014] 所述的EVA（乙烯-乙酸乙烯酯共聚物）为改性沥青中常用的EVA，EVA中的VA（乙酸乙烯酯）含量以重量计为25%~40%，优选23%~33%，断裂强度为3~6 MPa，脆化温度<-70℃。

[0015] 所述的白碳黑的比表面积100~400m2/g，优选150~300m2/g，SiO2含量以重量计为85%~98%。

[0016] 所述的交联剂为硫酸、亚硫酸、羧酸、磺酸、磷酸酯（如磷酸三苯基酯、磷酸异丙苯基酯、叔丁基苯基二苯基酯、甲基磷酸二甲酯、磷酸二氢胍、焦磷酸胍等中的一种或几种）、偏磷酸、正磷酸、多磷酸、多聚磷酸、多聚磷酸胺、多磷酸密胺中的一种或几种，优选正磷酸、多磷酸、多聚磷酸、多聚磷酸胺中的一种或几种。

[0017] 所述的偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、双金属偶联剂及木质素偶联剂中的一种或几种，优选硅烷偶联剂，所述的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷的一种或几种，优选为乙烯基硅烷。

[0018] 本发明的热储存性能稳定的热熔沥青胶粘剂中，还可以根据应用的要求加入其它添加剂，如阻燃剂、抗老化剂等。

[0019] 本发明的热储存性能稳定的热熔沥青道钉胶粘剂制备过程为：

[0020] 1、按配比量称取反应原料，将基质沥青、EVA和交联剂加入反应釜中，在100~220℃条件下，优选为120~180℃，将上述几种物质在200转/分~2000转/分的具有高速搅拌速度的混合设备中进行混合反应，反应10~120分钟。

[0021] 2、然后在反应器温度100~220℃，优选为160~200℃条件下，按配比量加入白碳黑及偶联剂，继续搅拌10~60分钟，搅拌速度2000~4000转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却即制得该热储存性能稳定的热熔沥青道钉胶粘剂成品。

[0022] 本发明的热储存性能稳定的热熔沥青道钉胶粘剂的优点为：

[0023] 1、所采用基础沥青稠度范围宽，既可以采用道路沥青为原料，也可以采用稠度较低的直馏减压渣油为原料，采用原料范围广，成本低廉。

[0024] 2、采用白碳黑为主要添加剂，由于白碳黑比表面积大、密度小，而且含有较强极性的硅氧基或羟基，结合能力大，能与沥青及EVA上的活性自由基发生强力结合或吸附作用，不发生热储存离析现象。

[0025] 3、采用多聚磷酸为交联剂对沥青原料进行交联反应，使得基质沥青的组成及胶体结构发生变化，沥青质含量增加，胶体结构由溶胶型向溶凝胶型转变，沥青混合物黏度增加。

[0026] 4、采用硅烷偶联剂具有有机-无机杂化的双官能团，在有机组分（沥青及EVA）与无机组分（白碳黑）之间起着化学键桥作用，用量少，能改善白碳黑在有机组分中的润湿性和分散性，增强粘合力。

[0027] 5、采用传统的搅拌分散设备即可生产，不需特殊生产设备，生产工艺简单。

具体实施方式

[0028] 本发明所采用的测试方法，针入度是根据ASTM D5方法进行测定，软化点是根据ASTM D36方法进行测定，闪点是根据ASTM D92方法进行测定，粘度是根据ASTM D5方法进行测定。热储离析试验是将沥青组合物导入一长型圆管中，在180℃条件下放置48小时后，取出放入-2℃的冰箱中静置4小时，取管顶部和管底部各1/3处样品，测其软化点，当上下软化点差≤2.5℃，便认定沥青与添加剂未发生相分离，沥青组合物是稳定的。

[0029] 下面通过具体实施例进一步说明本发明的方案和效果。

[0030] 本发明实施例中所用的原料如下：EVA（乙烯-乙酸乙烯酯共聚物），VA含量以重量计28%；

[0031] 白碳黑，市售，比表面积200m2/g，SiO2含量以重量计96%；

[0032] 交联剂，多聚磷酸，市售，纯度以重量计84%；多聚磷酸胺，市售，纯度以重量计96%。

[0033] 偶联剂，乙烯基硅烷偶联剂，A-171；乙烯基三乙氧基硅烷，KH-151；

[0034] γ-氨丙基三乙氧基硅烷，KH-550。

[0035] 对比例1

[0036] 基质沥青为经氧化处理的道路沥青，针入度（25℃）为24 1/10mm，软化点为68℃；

[0037] 热熔沥青胶粘剂组成：

[0038] 基质沥青                        100份

[0039] EVA                             4份

[0040] 石油树脂（软化点110℃）          8 份

[0041] 氧化铝                          25份

[0042] 硬脂酸镁                        20 份

[0043] 升华硫                          0.12份。

[0044] 其制备工艺过程如下：

[0045] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、EVA、石油树脂，加热至160℃，搅拌器转速为3000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入氧化铝、硬脂酸镁及升华硫，加热至180℃，继续搅拌2小时，搅拌速度1600转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品热储存稳定不达标，分析结果见表1。

[0046] 对比例2

[0047] 基质沥青为经氧化处理的道路沥青，针入度（25℃）为24 1/10mm，软化点为68℃；

[0048] 热熔沥青胶粘剂组成：

[0049] 基质沥青                       100份

[0050] EVA                            4份

[0051] 石油树脂（软化点110℃）          8 份

[0052] 白碳黑                         25份

[0053] 升华硫                         0.12份。

[0054] 其制备工艺过程如下：

[0055] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、EVA、石油树脂，加热至160℃，搅拌器转速为3000转/分钟，搅拌40分钟，然后在同样温度条件下，按配比量加入白碳黑及升华硫，加热至180℃，继续搅拌2小时，搅拌速度1600转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品热储存稳定不达标，分析结果见表1。

[0056] 表1热熔沥青胶粘剂。

[0057]项   目 对比例1 对比例2 技术指标
软化点/℃ 98.2 85.8 93~110
针入度（25℃）/ 1/10mm 14 22 10~20
闪点/℃ 318 306 ＞304
上下软化点差(180℃，48h）/℃ 3.6 2.1 ≯2.5
204℃粘度/cp 4300 1800 2000~6000

[0058] 实施例1

[0059] 基质沥青，针入度（25℃）为70 1/10mm。

[0060] 热熔沥青胶粘剂组成：

[0061] 基质沥青           100份

[0062] EVA                 6份

[0063] 白碳黑              32份

[0064] 多聚磷酸            0.8份

[0065] 多聚磷酸胺          2份

[0066] 乙烯基硅烷偶联剂    0.25份。

[0067] 其制备工艺过程如下：

[0068] 于反应釜中加入上述称量好的基质沥青、EVA、交联剂，加热至160℃，搅拌器转速为1500转/分钟，搅拌1小时，然后加热至180℃，按配比量加入白碳黑及偶联剂，继续搅拌1时，搅拌速度3000转/分钟，搅拌过程完成后即可出料，冷却至室温，即成目的产品。所得产品粘稠度适中、热储存性能稳定，其性能见表2。

[0069] 实施例2

[0070] 基质沥青，针入度（25℃）为180 1/10mm。

[0071] 热熔沥青胶粘剂组成：

[0072] 基质沥青           100份

[0073] EVA                3份

[0074] 白碳黑              42份

[0075] 多聚磷酸胺           4份

[0076] γ-氨丙基三乙氧基硅烷  0.35份。

[0077] 其制备工艺过程同实施例1。所得产品粘稠度适中、热储存性能稳定，样品性能见表2。

[0078] 实施例3

[0079] 基质沥青，针入度（25℃）为300 1/10mm。

[0080] 热熔沥青胶粘剂组成：

[0081] 基质沥青           100份

[0082] EVA               10份

[0083] 白碳黑              48份

[0084] 多聚磷酸胺          5份

[0085] 乙烯基硅烷偶联剂    0.15份。

[0086] 其制备工艺过程同实施例1。所得产品粘稠度适中、热储存性能稳定，样品性能见表2。

[0087] 实施例4