[发明专利]一种高存储稳定性橡胶粉改性沥青材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种废橡胶粉改性沥青，所述橡胶粉改性沥青由涂层橡胶粉和沥青构成，所述涂层橡胶粉和沥青的重量份比例为1:1‑30。所述涂层橡胶粉由酰胺类聚合物和废旧轮胎橡胶粉组成。本发明橡胶改性沥青是利用废旧轮胎橡胶粉改性的橡胶沥青，橡胶粉表面经过预改性处理，改善了相容性，解决了橡胶粉改性沥青存储稳定性差的问题，能够在储存运输通中保持良好的稳定性，可用于各个等级路面的铺筑。

技术领域

本发明涉及一种改性沥青及其制备方法，特别涉及一种废旧轮胎橡胶粉改性沥青及其制备方法，属于工业化工技术领域。

背景技术

随着近几年交通运输业发展，车辆大型化、交通渠化、重载、超载等现象的产生，沥青路面面临着严峻的考验，普通沥青材料已难以满足高等级沥青路面结构和现代化交通发展的需求。此外，汽车工业的迅猛发展出现了大量废旧橡胶轮胎，恶化了环境、破坏了植被生长、影响了人类健康和生存环境。将废旧轮胎制成橡胶粉作为沥青改性剂，是一种有效利用废旧轮胎的有效途径。

目前，公知的橡胶粉改性沥青制造方法为将废旧轮胎磨细的橡胶粉加入到160℃-190℃的热沥青中，采用高速剪切仪进行剪切混合，使橡胶粉均匀分散在沥青中，成为橡胶粉改性沥青。首先，废橡胶粉通过吸收沥青中的轻质组分发生溶胀，体积膨胀为原来的三倍以上，周围形成凝胶体；然后，橡胶粉在沥青中又可产生化学解聚和脱硫，使得沥青中的胶质成分含量增加。这两方面作用使改性沥青成为粘度很大的半固态连续相体系，具有很好的技术指标性能，用其铺筑的路面高温具有稳定性，低温具有柔韧性，长期使用下具有耐老化性。

但是橡胶粉与沥青的分子量和化学结构上存在差异，二者相容性差，制备得到的橡胶粉改性沥青储存稳定性差，橡胶粉在基质沥青中会聚集沉积在沥青的底部，这不仅给橡胶粉改性沥青的运输和施工带来许多困难，而且严重影响铺筑后路面的使用性能。

对于存储稳定性问题，国内外已经有很多研究，一定程度提高了橡胶粉与基质沥青的相容性。现有研究的具体方案根据其改性原理进行分类，主要可以分为以下几种：

1.通过稳定剂增加橡胶粉与基质沥青之间的相容性。

例如，德国最早采用TOR(反式聚辛烯橡胶活性剂)来改善橡胶粉与基质沥青之间的相容性，但是TOR的生产工艺复杂，制备材料昂贵，导致添加剂的价格非常高，在工程成本上存在很大的问题。中国发明专利CN105733275A在橡胶粉改性沥青制备时加入橡胶活化剂或二硫化物类活化再生剂及酚类抗老化剂，并采用反应釜将沥青、橡胶粉及活化再生剂预先反应，活化再生剂破坏了橡胶粉的网状结构，减少了分子链之间的作用，后期反应中固化剂则将沥青与胶粉联结在一起，形成稳定的橡胶沥青胶体体系，进而增加橡胶粉改性沥青的储存稳定性。但是橡胶粉与基质沥青之间的反应比较复杂，添加剂的加入更加加剧了这种情况，生产过程中很难控制产品质量，而且制备工艺复杂，需要反应釜和高速剪切仪或胶体磨等多种设备。

2.通过改进制备工艺以提高橡胶粉改性沥青的存储稳定性。

中国发明专利申请CN103951993A提出在橡胶沥青中加入硅烷偶联剂，并通过微波辐射促进偶联剂与橡胶沥青的交联反应，以提高橡胶粉与基质沥青之间的相容性。但是硅烷偶联剂价格较高而且制备工艺复杂，微波辐射可控性不高，不适合大量生产。

3.通过对橡胶粉的改性，提高橡胶粉与基质沥青之间的相容性。

中国发明专利CN103205131A先采用乙醇和水玻璃将橡胶粉进行改性，利用胶粉在强碱溶液中表面形成大量羟基等活性反应基团，这些活性基团与沥青中的不饱和烃发生化学接枝反应，改性胶粉吸收沥青中的沥青质形成稳定的界面层，使胶粉在沥青中分散均匀，提高橡胶沥青的储存稳定性。但是在强碱溶液中橡胶粉会产生部分老化，失去弹性，影响后期的改性效果而且整个过程中，而且整个反应较复杂，反应程度不可控。

发明内容