本發明涉及抗車轍改性劑技術領域，特別是涉及一種抗車轍改性劑、制備方法及其應用。
背景技術：
瀝青路面以其優良的使用性能，作為高等級公路的主要結構類型已被廣泛應用。但近年來，隨著交通載荷的日益增加和氣候條件的影響，瀝青路面正經受嚴峻考驗，尤其是在夏季高溫，瀝青面層在車輛的反復碾壓作用下產生粘性流動和永久變形，形成車轍。車轍病害作為我國瀝青路面主要的破壞形式之一，不但影響行車舒適性和安全性，還會進一步誘發其它病害，嚴重縮短路面的使用壽命。
針對瀝青路面的車轍病害，歐洲學者開發了瀝青混合料專用的抗車轍改性劑，比較典型的是法國的PR抗車轍劑，顯著提高了熱拌瀝青混合料的高溫抗車轍能力，而且操作工藝簡單，便于施工，在多個國家得到推廣應用。我國對車轍的研究起步較晚，但經過學者的不斷探索，也形成了多種耐高溫性能優良的抗車轍劑產品。
目前市面上大多抗車轍劑產品均采用聚乙烯、聚丙烯等熱塑性塑料作為主要成分，來提高瀝青混合料的模量，再添加少量的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、丁苯橡膠(SBR)等改善瀝青混合料的低溫韌性，但這種方法往往只對混合料高溫性能的提高有效，而對低溫抗裂性能的改善作用很小，甚至會降低低溫性能。另一方面，如果提高增韌部分材料的含量則會使混合料的高溫抗車轍性能大幅下降。因此，如何從增韌的角度出發，同時改善瀝青混合料的高低溫性能，是亟需解決的技術問題。
技術實現要素：
本發明實施例的目的在于提供一種抗車轍改性劑，以解決現有技術中的抗車轍改性劑無法從增韌的角度出發，同時改善瀝青混合料的高低溫性能的問題。
本發明實施例的另一目的在于提供一種抗車轍改性劑的制備方法，以解決現有技術中的制備方法制備的抗車轍改性劑無法從增韌的角度出發，同時改善瀝青混合料的高低溫性能的問題。
本發明實施例的又一目的在于提供一種抗車轍改性劑在瀝青中的應用，以解決現有技術中的抗車轍改性劑在用于瀝青中時無法從增韌的角度出發，同時改善瀝青混合料的高低溫性能的問題。
本發明實施例的技術方案如下：
一種抗車轍改性劑，由包括以如下重量份數計的成分制備：聚烯烴回收料40～80份、輪胎橡膠粉10～30份、增韌改性劑20～50份、無機填料0～5份、偶聯劑0.5～2份和抗氧劑0.1～1份。
進一步，所述聚烯烴回收料包括如下的至少一種：低密度聚乙烯回收料、高密度聚乙烯回收料、線型低密度聚乙烯回收料、聚丙烯回收料、乙烯-醋酸乙烯共聚物回收料。
進一步：所述輪胎橡膠粉的目數為30～80目。
進一步，所述增韌改性劑包括如下的至少兩種：氯化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、乙丙橡膠、尼龍-6、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯酸酯類共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。
進一步：所述無機填料包括如下的至少一種：超細碳酸鈣、滑石粉、硬質陶土、納米蒙脫土、玻璃微珠。
進一步：所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。
進一步：所述抗氧劑包括：受阻酚類抗氧劑和輔助抗氧劑，所述受阻酚類抗氧劑和所述輔助抗氧劑的質量比為1:1～1:3。
一種抗車轍改性劑的制備方法，包括：稱量原料，所述原料包括以如下重量份數計的成分：聚烯烴回收料40～80份、輪胎橡膠粉10～30份、增韌改性劑20～50份、無機填料0～5份、偶聯劑0.5～2份和抗氧劑0.1～1份；將所述原料混合均勻得到第一混合料；將所述第一混合料熔融混煉后擠出，經過冷卻和干燥，得到所述抗車轍改性劑。
進一步：所述混合均勻得到第一混合料的混合溫度為50～100℃；和/或者，采用雙螺桿擠出機進行所述熔融混煉和所述擠出的過程，所述雙螺桿擠出機的機筒溫度為160℃～220℃，所述雙螺桿擠出機的螺桿轉速為100～500r/min。
以及，一種上述的抗車轍改性劑在瀝青中的應用。
與現有技術相比，本發明具有以下優點：
1、本發明實施例的抗車轍改性劑，采用增韌改性劑可提高抗車轍改性劑的剛性和韌性，當該抗車轍改性劑收到拉伸力的作用時，作為分散相粒子的增韌改性劑與作為基體的聚烯烴回收料和輪胎橡膠粉的模量和泊松比之間的差別，在兩相界面上產生了一種較高的靜壓強，在基體與分散相界面粘結良好的前提下，這種高靜壓強使分散相易于屈服而產生冷拉伸和塑性變形，進而發生脆-韌轉變，吸收大量的沖擊能，提高抗車轍改性劑的韌性；而當體系的相容性較差時，分散相與基體之間存在較為明顯的相界面，甚至在分散相粒子周圍存在空穴，受沖擊時，界面易脫粒而形成微小的新空穴，這些微穴易吸收能量或引發銀紋吸收能量，從而也可提高抗車轍改性劑的韌性，因此能夠達到增韌增強的目的。
2、本發明實施例的抗車轍改性劑的制備方法簡單，便于生產應用，可制備出具有高韌性和高強度的抗車轍改性劑。
3、本發明實施例的抗車轍改性劑與瀝青混合后，一部分與瀝青發生物理溶脹，另一部分則與瀝青發生化學反應，不僅提高瀝青混合料的強度，還能大幅改善瀝青混合料的韌性，提高瀝青混合料的高溫抗車轍性、低溫抗開裂性和耐疲勞性能。
具體實施方式
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合實施例作進一步詳細的說明。
本發明公開了一種抗車轍改性劑。該抗車轍改性劑由包括以如下重量份數計的成分制備：聚烯烴回收料40～80份、輪胎橡膠粉10～30份、增韌改性劑20～50份、無機填料0～5份、偶聯劑0.5～2份和抗氧劑0.1～1份。
優選的，該抗車轍改性劑由包括以如下重量份數計的成分制備：聚烯烴回收料45～75份、輪胎橡膠粉10～25份、增韌改性劑20～40份、無機填料0～3份、偶聯劑0.5～1份和抗氧劑0.1～0.5份。
優選的，聚烯烴回收料包括如下的至少一種：低密度聚乙烯回收料、高密度聚乙烯回收料、線型低密度聚乙烯回收料、聚丙烯回收料、乙烯-醋酸乙烯共聚物回收料。更優選的，聚烯烴回收料的熔融指數為1～10g/10min。該熔融指數的聚烯烴回收料能改善擠出成型工藝，而且使塑化更均勻。
優選的，輪胎橡膠粉的目數為30～80目，若目數小于30目，則會影響膠粉在聚合物中的分散和產品的表觀質量；若目數大于80目，則會相應的增加成本。因此，選擇上述輪胎橡膠粉的目數，能在保證輪胎橡膠粉在聚合物中的分散和產品的表觀質量的基礎上節約成本。
優選的，增韌改性劑包括如下的至少兩種：氯化聚乙烯、乙烯辛烯共聚物、乙丙橡膠、尼龍-6、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丙烯酸酯類共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。通過至少兩種增韌改性劑的配合，可以使得該增韌改性劑既能起到有機剛性粒子的作用，又能起到彈性體復合增韌的作用。
優選的，無機填料包括如下的至少一種：超細碳酸鈣、滑石粉、硬質陶土、納米蒙脫土、玻璃微珠。
優選的，偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。
優選的，抗氧劑包括：受阻酚類抗氧劑和輔助抗氧劑。更優選的，受阻酚類抗氧劑和輔助抗氧劑的質量比為1:1～1:3。
本發明實施例采用上述成分制備抗車轍改性劑，其中，增韌改性劑可提高抗車轍改性劑的剛性和韌性，當該抗車轍改性劑收到拉伸力的作用時，作為分散相粒子的增韌改性劑與作為基體的聚烯烴回收料和輪胎橡膠粉的模量和泊松比之間的差別，在兩相界面上產生了一種較高的靜壓強，在基體與分散相界面粘結良好的前提下，這種高靜壓強使分散相易于屈服而產生冷拉伸和塑性變形，進而發生脆-韌轉變，吸收大量的沖擊能，提高抗車轍改性劑的韌性；而當體系的相容性較差時，分散相與基體之間存在較為明顯的相界面，甚至在分散相粒子周圍存在空穴，受沖擊時，界面易脫粒而形成微小的新空穴，這些微穴易吸收能量或引發銀紋吸收能量，從而也可提高抗車轍改性劑的韌性，因此能夠達到增韌增強的目的。
本發明實施例還公開了一種抗車轍改性劑的制備方法。該方法具體包括如下的步驟：
步驟S10：稱量原料。
其中，原料包括以如下重量份數計的成分：聚烯烴回收料40～80份、輪胎橡膠粉10～30份、增韌改性劑20～50份、無機填料0～5份、偶聯劑0.5～2份和抗氧劑0.1～1份。
步驟S20：將原料混合均勻得到第一混合料。
優選的，步驟S20的混合溫度為50～100℃。該混合溫度有利于共混物的均勻分散。該混合的過程可以在高速混合機中進行。更優選的，將原料在高速混合機中攪拌5～10min，以便將原料混合均勻。
步驟S30：將第一混合料熔融混煉后擠出，經過冷卻和干燥，得到抗車轍改性劑。
該步驟可采用雙螺桿擠出機。優選的，雙螺桿擠出機的機筒溫度為160℃～220℃，該溫度有利于共混物在擠出機的加料段、壓縮段和熔融段能夠更好地混煉塑化，又不至于使聚合物發生老化降解。雙螺桿擠出機的螺桿轉速為100～500r/min，該轉速有利于提高擠出成型的生產效率。
綜上，本發明實施例的抗車轍改性劑的制備方法簡單，便于生產應用，可制備出具有高韌性和高強度的抗車轍改性劑。
本發明實施例還公開了一種上述的抗車轍改性劑在瀝青中的應用。該應用為將抗車轍改性劑加入到瀝青中得到瀝青混合料。
具體的，先將集料在180℃干拌15s，然后加入本發明實施例的抗車轍劑拌合60秒，再加入基質瀝青拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
本發明實施例的抗車轍改性劑與瀝青混合后，一部分與瀝青發生物理溶脹，另一部分則與瀝青發生化學反應，不僅提高瀝青混合料的強度，還能大幅改善瀝青混合料的韌性，提高瀝青混合料的高溫抗車轍性、低溫抗開裂性和耐疲勞性能。
下面以具體實施例對本發明的技術方案做進一步說明。
實施例1
將高密度聚乙烯回收料50份，輪胎橡膠粉(40目)10份，氯化聚乙烯25份，苯乙烯-丙烯腈共聚物12份，滑石粉3份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)0.5份，抗氧劑(1010)0.2份，抗氧劑(168)0.3份在高速混合機中在50℃高速攪拌10min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為160℃，螺桿轉速為180r/min，得到抗車轍改性劑1#。
實施例2
將聚丙烯回收料45份，輪胎橡膠粉(40目)12份，聚甲基丙烯酸甲酯8份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物30份，超細碳酸鈣3份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)0.5份，抗氧劑(1076)0.2份，抗氧劑(168)0.3份在高速混合機中在60℃高速攪拌10min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為200℃，螺桿轉速為400r/min，得到抗車轍改性劑2#。
實施例3
將線型低密度聚乙烯回收料55份，輪胎橡膠粉(40目)10份，丙烯酸酯類共聚物10份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物25份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)0.5份，抗氧劑(1076)0.2份，抗氧劑(168)0.3份在高速混合機中在70℃高速攪拌10min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為170℃，螺桿轉速為300r/min，得到抗車轍改性劑3#。
實施例4
將高密度聚乙烯回收料50份，輪胎橡膠粉(40目)12份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物25份，氯化聚乙烯10份，超細碳酸鈣3份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)0.5份，抗氧劑(1076)0.2份，抗氧劑(168)0.3份在高速混合機中在80℃高速攪拌10min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為190℃，螺桿轉速為200r/min，得到抗車轍改性劑4#。
實施例5
將聚丙烯回收料40份，輪胎橡膠粉(30目)30份，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物15份，聚甲基丙烯酸甲酯5份，玻璃微珠5份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)2份，抗氧劑(1076)0.05份，抗氧劑(168)0.05份在高速混合機中在50℃高速攪拌5min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為220℃，螺桿轉速為100r/min，得到抗車轍改性劑5#。
實施例6
將聚丙烯回收料80份，輪胎橡膠粉(80目)20份，甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物20份，乙丙橡膠30份，納米蒙脫土1份，鈦酸酯偶聯劑(TMC-201)1份，抗氧劑(1076)0.25份，抗氧劑(168)0.75份在高速混合機中在100℃高速攪拌8min，然后送入雙螺桿擠出機中擠出造粒，機桶溫度為220℃，螺桿轉速為500r/min，得到抗車轍改性劑6#。
采用上述抗車轍改性劑在實驗室制備瀝青混合料，所用礦料級配如表1所示。
表1礦料級配表
實施例7實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，再加入礦粉拌合90秒，得到基質瀝青混合料。本實施例中不加入本發明的抗車轍改性劑。
實施例8實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入1#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例9實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入2#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例10實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入3#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例11實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入4#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例12實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入5#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例13實驗室制備瀝青混合料
將集料(12000g)投入到180℃的拌合鍋中干拌15秒，然后加入6#抗車轍劑(37.5g)拌合60秒，再加入70#基質瀝青(504g)拌合90秒，最后加入礦粉拌合90秒，得到瀝青混合料。
實施例14混合料性能測試
根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程(JTG E20-2011)》中的測試方法，分別對上述制備的瀝青混合料進行相關的性能測試。
實施例7～13的混合料性能如表2所示。
表2實施例7～13的混合料性能
根據以上試驗數據可知，實施例1～6所制備的抗車轍改性劑在馬歇爾強度、耐水損害、高低溫性能方面均有優良的性能，尤其是耐低溫性能，具有廣闊的應用前景。
以上對本發明的技術方案，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明實施例的限制。