[发明专利]活化废橡胶粉、其制备方法以及改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种活化废橡胶粉，还涉及该活化废橡胶粉的制备方法，还涉及含有该活化废橡胶粉的改性沥青及其制备方法。

背景技术

近年来，国民经济的高速发展带动了中国公路交通运输行业的大力发展和道路车辆平均载重的不断提高。为了满足市场经济对运输行业的需求，高速公路的建设里程每年都在持续快速增长。进入新世纪的近10年，西部大开发战略对道路行业提出了更为迫切的要求，急需要能够适应西部高寒、高昼夜温差的高性能路面材料。

但是普通的沥青路面对温度的敏感性大，在低温下易脆裂，在高温下易流动，而且耐老化性能差，也易于损坏。因此，必须对沥青进行改性，以改善沥青路面的性能，并适应于现代交通的需求。

采用改性剂对沥青进行改性以及设计合理的路面结构来提高沥青路面的使用性能，延长路面的使用寿命，是目前我国公路建设的重大课题。对由良好的改性沥青铺筑的沥青混凝土路面的要求是，能够做到“冬季不开裂，夏季不变形”，即在高温时可以抗车辙，低温时可以抗裂，并能满足重交通流量、高等级公路以及城市交通的不同需求。

国内外研究人员应用多种聚合物对沥青进行了改性。相对于普通沥青，聚合物改性沥青可以大大提高沥青路面的使用性能，降低沥青的温度敏感性，提高弹性、韧性、粘性，耐老化、耐候性，并且可以增强与石料的黏附力。

SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)改性沥青的研究在道路沥青中的应用最为广泛，发展成熟。但是随着石油资源的日益枯竭，SBS的价格越来越高，导致SBS改性沥青的成本也越来越高。

与此同时，废旧汽车轮胎所造成的黑色污染，废旧塑料造成的白色污染，已经成为现代社会急需解决的问题。废旧橡胶和废旧塑料等废旧材料与沥青同属于高分子材料，在一定程度上性能有其相似性，因而用废旧高分子材料对沥青进行改性是目前的重要研究方向。从使用的各项路用性能来看，废旧高分子材料改性沥青的综合性能较优，而且可以充分利用废旧材料，消除污染，提高经济效益，是一项节能环保的新技术。

关于橡胶改性沥青的研究始于19世界的英国，美国早在20世纪40年代开展了干法工艺生产橡胶粉沥青混合料Ramlqex。我国也在20世纪80年代开始应用橡胶改性沥青。大量的实验研究表明，橡胶由于其高弹性等优点，用其对沥青进行改性不仅具有普通的聚合物改性沥青的性能，而且还可以降噪、增弹，价格相对便宜。近年来，出于环境保护，成本降低以及高性能化等因素，废旧橡胶粉改性沥青越来越受到重视。

在人们认识到废橡胶粉改性沥青的经济、环保，可以改善沥青的高低温性能等优点的同时，发现废旧橡胶粉改性沥青高温储存时不稳定，废旧橡胶粉易于产生沉淀、离析，施工质量难以控制，限制了其应用。随着对废橡胶粉改性沥青需求量的扩大，以及受到现场拌和生产效率、生产成本、施工条件的影响，废橡胶粉改性沥青高温稳定性受到了研究者们的重视。

现有技术中，废橡胶粉改性沥青的制备一般是在较高温度下将橡胶粉与沥青混合搅拌几小时而制得的。然而，由于废橡胶粉是一种经过硫化的橡胶，在硫化时通过化学键形成了三维网络结构，因此在沥青中只能少量溶胀。橡胶粉类似于弹性填料存在于沥青中，与沥青的相容性差，对沥青的高低温性能的改性效果有限。在存储和使用过程中，稳定性差，橡胶粉与沥青极易分层离析。

废橡胶粉与沥青的相互作用机理比较复杂，研究者们在探索其机理的同时也采用了多种方法来改善二者的相容性。采取的主要方法为，应用粒度较小的废橡胶粉，采用胶体磨使橡胶粉充分分散；对橡胶粉进行表面处理；采用一定的物质使橡胶粉降解。国内外近年来公开了多种解决废橡胶粉在沥青中的分散性以及相容性的方法：(1)废橡胶粉的降解活化，(2)废橡胶粉的表面化学改性，(3)加入其他聚合物或者制备高浓度母料，具体如下所述：