[发明专利]废旧橡胶粉复合改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及到含有废旧橡胶粉和改性剂的复合改性沥青。

背景技术

沥青材料作为一种矿物胶结料，具有良好的路用性能，而且资源丰富，在高等级路面上得到了广泛应用。但由于沥青分子量较小，分布较宽，其力学性能对温度敏感性大，低温易变脆，高温易流淌，弹性和耐老化性能也较差。另一方面，随着社会经济的不断发展，道路交通量越来越大，车辆轴载越来越重，导致路面上出现车辙、裂缝、坑槽等早期病害，严重影响了路面的使用性能和行车舒适安全性。这些因素都对沥青的性能提出了更高的要求，需对其性能进行改善。

按照我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)的定义，改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或其他材料等外掺剂(改性剂)，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入天然的或人工合成的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能的材料。按照改性剂的不同，改性沥青可分为：热塑性橡胶类改性沥青，如SBS改性沥青；橡胶类改性沥青，如SBR改性沥青；树脂类改性沥青，如PE改性沥青。

为了缓解环境与能源的压力，走可持续发展的道路，发明人所在的课题组将废旧材料作为改性剂来改性沥青，其中采用废旧橡胶粉改性沥青的研究较多，并取得了很大进展。按照美国材料与试验协会ASTM D6144-97标准的定义，橡胶沥青是含量15％以上的橡胶粉在高温状态下(180℃上)与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。橡胶粉在与沥青高温充分混合状态下吸收沥青轻质组分而熔胀，同时在颗粒表面形成沥青质含量很高的凝胶膜。熔胀后橡胶粉体积达到胶结料的近40％，橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接，形成一个粘度很大的半固态连续相的体系。废旧橡胶粉可有效地改善沥青的低温抗裂性能、抗老化性能，可增强沥青路面的抗滑性能，并具有较好的降低噪音的功能。

研究发现，废旧轮胎橡胶粉对沥青的低温抗裂性能具有优良的改善效果，而对高温性能改善效果不明显。为了改善沥青的综合性能，发明人所在的课题组将废旧橡胶粉与其他改性剂复合，来改善沥青的高低温性能。专利公开号为CN1313566C的发明专利，公开了一种废橡胶粉改性沥青及其制备方法，该方法是在温度为150～200℃下，将通过60目筛的不同粒径的混合废轮胎橡胶粉、热塑性橡胶以及稳定剂按一定比例加入到基础沥青中，经高剪切或胶体磨等专用设备处理，制备成具有良好的储存稳定性、高低温性能的沥青产品。尽管这种废旧轮胎橡胶与热塑性橡胶(SBS或SBR)复合的材料可以有效地改善沥青的高低温性能，但还存在一些不足：一是由于废旧橡胶粉与聚合物在高温条件下，对沥青都具有很强的增粘作用，大大增加了改性沥青的粘度，对改性沥青的生产、泵送和运输造成困难；二是由于改性沥青粘度大，所以废旧橡胶粉的掺加量有限，仅为1％～6％，对降低生产成本、减轻环境负担、增加改性沥青的低温性能不利；三是聚合物SBS或SBR的改性温度高、时间长，不仅加速了沥青的老化程度，而且增加了生产成本。

专利公开号为CN101104739A的发明专利，公开了一种胶粉改性沥青及其加工方法，该方法将基质沥青、橡胶粉、第一交联剂、稀释剂和第二交联剂等按照比例混合，来制备改性沥青。这种方法通过添加稀释剂，解决了专利CN1313566C废旧橡胶粉与聚合物复合改性沥青粘度过大的问题，  但由于采用溶剂油、糠醛抽出油和减压馏分油等高芳烃含量的物质作为稀释剂，改变了沥青的组分，增加了沥青的轻质油分含量，损害了沥青的高温性能。

专利公开号为CN101200597A公开了一种固废物复合改性沥青的制备方法，该方法主要将废橡胶粉和废塑料复合改性沥青，不仅增加了沥青的高低温性能，而且降低了产品成本，减轻了环境压力。该方法存在的主要技术问题：一是在高温条件下，将胶粉和塑料加入到沥青中，会大大增加沥青的粘度，生产、泵送、运输改性沥青产品存在困难；二是胶粉和塑料都为废旧物，质量控制存在难度；三是产品的生产温度高、时间长，沥青老化严重。

上述专利中公开的废旧橡胶粉复合改性沥青的制备方法中，添加剂较多，如稀释剂、交联剂等，导致生产工艺的过于复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述废旧橡胶粉复合改性沥青存在的缺点，提供一种综合性能良好、生产便捷、易于控制、生产成本低、节约能源、环境污染小的废旧橡胶粉复合改性沥青产品。

解决上述技术问题采用的技术方案是由下述重量份配比的原料制成：

石油沥青      65～95份