[发明专利]一种用于热固性沥青混合料的添加剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于热固性沥青混合料的添加剂及其制备方法和应用，属于材料领域。 

背景技术

近年来由于交通运输的迅速发展，交通量和汽车轴载迅速增加、行驶渠化，对沥青混凝料的性能提出了更高的要求。一方面要求沥青混凝料有高温稳定性，不产生车辙；另一方面要求具有低温抗裂性、抗疲劳性，并延长路面的使用年限。为改善沥青混凝料的使用性能，达到工程要求的质量指标，人们对沥青混凝料进行不断的改进。 

目前国内外常利用环氧树脂，聚氨酯，酚醛，聚酯等材料作为热固性树脂来提高沥青混凝料的强度。中国专利CN101255276A对沥青进行改性处理使沥青接枝反应性官能团提高环氧与沥青的相容性，成为环氧固化剂的一部分，再与固化剂，促进剂等组成A组分，以环氧树脂为B组分，两组分按比例混合制备改性沥青。CN1952012A公开了一种热固性环氧沥青材料的专用增容剂提高环氧与沥青的相容性，需将脂肪酸和环氧树脂在季胺盐的催化下高温反应2小时，然后加入多元醇及四氯化锡催化剂继续在高温下反应4小时制得。但是申请人研究发现，上述制备方法不仅操作繁复，成本高，不易工业化生产，在实际应用中改性沥青的稳定性难以控制。 

因此，亟需开发一种用于热固性沥青混合料的添加剂，既能避免上述问题的存在又可实现便捷操作，简化施工工艺，降低改性成本，稳定控制性能。 

聚双环戊二烯（简称PDCPD）是由双环戊二烯（简称DCPD）开环聚合而得到的一种热固性交联聚合物。其可在很宽的温度范围内保持很高的冲击强度，弯曲模量比尼龙和聚氨酯好的多，而且PDCPD对水没有亲和作用，不会因环境的湿度不同而性能改变很大。基于其各方面优良性能，被广泛使用在汽车外部制件，船舶构件，尤其是大型结构部件，此外，在电信、电气机器、农业机器、运动器械等方面的应用也在开拓中。虽然PDCPD具有优良的物理性能，但距道路工程中改性沥青的标准仍存在较大差距，至今为止，还未有将其应在道路工程领域方面未见报道。 

发明内容

针对目前道路工程中改性沥青存在的技术缺陷，本发明提供一种用于热固性沥青混合料的添加剂，其可提高沥青混凝料的高模量，降低其裂纹，阻止水的渗入，实现路面良好稳定的修复。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

一种用于热固性沥青混合料的添加剂，是在有机溶剂中，双环戊二烯在催化剂作用下开环聚合得到的。

其中，所述有机溶剂选自甲苯或二氯甲烷，优选甲苯。 

所述有机溶剂为双环戊二烯的0.5W%-5W%，优选1W%-4W%。 

所述催化剂选自第一代Grubbs催化剂，第二代Grubbs催化剂，第一代Hoveyda-Grubbs催化剂，第二代Hoveyda-Grubbs催化剂或schrock催化剂等卡宾络合物催化剂 。 

所述催化剂为双环戊二烯的0.005w%-0.5w%，优选0.01w%-0.1w%。 

在本发明中，双环戊二烯在特定有机溶剂和催化剂作用下开环聚合得到热固性沥青混合料用的添加剂。催化剂溶于溶剂后，膦基团离解，形成活性中心14e-中心，与双环戊二烯单体混合后，与环烯烃配位形成金属环丁烷结构，接着环丁烷结构破裂，随环烯烃单体不断插入，环丁烷结构不断形成和破裂，最终形成聚合物。同时因为双环戊二烯具有两个环烯烃结构，在形成线性长链结构的同时，也会形成支链结构，这赋予了聚双环戊二烯兼具刚性与韧性的独特材料特性。将本发明所得聚合物应用于沥青混合料时，大大提高沥青混合料的承重性能，降低裂纹，阻止水的渗入，实现路面良好稳定的修复目的。而且本发明添加剂耐候性好、有效操作时间长，可在100min内，-30 - 70℃范围内正常使用。 

本发明还提供了上述热固性沥青混合料添加剂的制备方法，将催化剂溶于有机溶剂中，搅拌均匀，得到混合液，再将混合液加入双环戊二烯中混匀即可。 

作为本发明优选的实施方式，当温度在-30℃-10℃时，优选第一代Hoveyda-Grubbs催化剂和/或第二代Hoveyda-Grubbs催化剂。催化剂使用量为双环戊二烯单体的0.005w%-0.05w%。 

当温度在10℃-40℃时，优选第一代Grubbs催化剂和/或第二代Grubbs催化剂。催化剂使用量为双环戊二烯单体的0.05w%-0.5w%。 

当温度在40℃以上时，优选第一代Grubbs催化剂和/或第二代Grubbs催化剂。 

为了延长本发明添加剂的使用时限，防止其过早凝聚，还可在上述添加剂配方中添加改性剂1和/或改性剂2。