[发明专利]一种改性胶粉的制备方法、一种胶粉改性沥青和混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能高分散改性胶粉的制备，以其用于改善道路沥青性能的应用。

背景技术

随着交通运输业的飞速发展，大量废旧轮胎随之产生，废旧轮胎的资源化已成为了一个世界性的难题。轮胎所使用的橡胶材料中，高分子链已经被化学交联，并且存在高比例的填料(主要是炭黑)、软化油等物质，对回收再利用产生了诸多限制，而使用废轮胎来生产胶粉是人们公认的十分合理有效的途径之一。沥青是一种在世界范围内广泛应用的道路铺设材料，随着道路建设的快速发展，人们对路面沥青混凝土的要求也越来越高。废橡胶粉改性沥青技术是在环保和废旧资源再利用的背景下应运而生的，对沥青的高低温性能具有较大幅度提高，近年在我国迅速发展，是一种理想的路面材料。

目前，将废橡胶粉应用于沥青混凝土的方法有两类，一类是先将废胶粉与沥青混合改性后，制成废胶粉改性沥青，然后与石料拌合，得到沥青混凝土，称为“湿法”工艺；另一类是先将废胶粉直接与石料混合，再加入热沥青拌合，得到沥青混凝土，称为“干法”工艺。目前的湿法废胶粉改性沥青技术多为高温湿法工艺，即在较高的温度下(200℃)长时间的高速搅拌制得；也有采用将沥青与废胶粉、SBS、PE等高分子材料在180℃以上，通过胶体磨等具有高剪切力的共混分散设备的方法进行生产的，如CN 100445333C，CN 1170733A，CN101275027A，但上述方法存在改性温度高、二次污染严重及能耗大、性能不佳、加工沥青量大的缺点，这都对湿法的发展造成了一定的限制。由于胶粉改性沥青的离析问题一直未能得到很好的解决，因此湿法工艺下的胶粉改性沥青必须现场加工使用而无法长途运输，给橡胶改性沥青的加工生产带了了诸多难题，同样限制了湿法改性的发展。干法虽然便捷，但由于胶粉没有充足的溶胀时间，分散不均匀等原因使得干法的性能远远低于湿法。上海交通大学等研发了提高沥青混合料性能的干法改性沥青母料(CN 101885867A)，但由于其需要在高温下经过双螺杆挤出造粒，提高了产品的能耗和成本，和其他同类母料产品一样，其产品为4mm圆柱颗粒形貌，并不能很好的解决胶粉的溶胀及快速分散问题，因此无法从根本上很好的提高干法工艺的沥青混合料性能。

针对以上问题，行业急需一种高性能、可快速分散，可同时用于低温湿法工艺和干法工艺的改性胶粉母料，减少湿法加工时间和节约能耗的同时，可制备高性能的干法沥青混合料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能高分散改性胶粉的制备方法，并将制得改性胶粉用于湿法制备胶粉改性沥青及干法制备胶粉改性沥青混合料。

一种改性胶粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将重量比为0.1～6∶100的聚合物和基质沥青共混制成改性沥青，2)将所述改性沥青先与废胶粉进行搅拌，再加入无机粉体作为隔离剂继续搅拌，所述改性沥青和废胶粉重量比为5～40∶100。

所述聚合物和基质沥青在120～180℃下经过转速为600～900r/min的高速搅拌或剪切的条件下制成改性沥青。

优选的加工方案为在高速搅拌釜中将所述改性沥青喷洒入废胶粉后在100～130℃、1200～3000r/min的搅拌速度下搅拌5～30分钟，风冷2～10分钟待温度降低至40℃～60℃时，加入1～15份所述无机粉体继续搅拌1～10分钟，制得高性能高分散的改性胶粉。

所述沥青为道路石油沥青。

所述聚合物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶、天然橡胶、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯接枝马来酸酐、聚苯乙烯中的一种或几种。

所述胶粉为废轮胎制得的粒径为20～120目的橡胶粉。

所述无机粉体为包括经过表面处理或未经过表面处理的玻璃微珠、硅藻土、膨润土、滑石粉、粉末碳酸钙中的一种或多种。

一种胶粉改性沥青，包括胶粉和沥青，其特征在于所述胶粉为前述改性胶粉，所述沥青为基质沥青或改性沥青。

一种胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于所述改性胶粉和基质沥青或改性沥青的质量比为5～35∶60～100，所述改性胶粉和基质沥青的混合为在温度130℃～200℃下于搅拌釜中以600-1000r/min的转速搅拌5～20分钟。

一种胶粉改性沥青混合料，包括胶粉、沥青、石料，其特征在于所述胶粉为前述改性胶粉，所述沥青为基质沥青或改性沥青。