[发明专利]高粘橡胶沥青改性剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高粘橡胶沥青改性剂及其制备方法。该改性剂的原料包括线性化活性橡胶、分子量介于3000～7000、熔点介于90～125℃的烯烃聚合物和交联助剂，线性化活性橡胶经由废橡胶粉脱硫处理得到，且线性化活性橡胶中的线性化分子的重量百分含量≥75％。将本发明提供的改性剂用于制备高粘橡胶沥青，能够有效降低高粘橡胶沥青的材料成本。同时，得到的高粘橡胶沥青具有更高的60℃动力粘度和更高的韧性/黏韧性，而高温粘度(135℃)仍然≤3pa.s，且其他理化性能满足JT/T860.2‑2013的指标要求。

技术领域

本发明涉及橡胶沥青改性技术领域，具体而言，涉及一种高粘橡胶沥青改性剂及其制备方法。

背景技术

高粘度改性沥青的两个重要的指标是60℃动力粘度(通常要求≥50000pa.s)和135℃的布氏旋转粘度(通常要求达到3pa.s以下)，一些其他性能指标见表1(JT/T860.2-2013)。沥青的粘度实质是沥青内部分子间阻止相对位移的能力的度量，粘度大的沥青，分子之间不易发生位移，沥青就不易变形，具有较大的劲度。较高的粘度预示了沥青作为粘结料将松散的集料粘结成整体后，在外力作用下，集料之间不易产生位移，具有较大的强度和抗剪切流动变形能力。

沥青的粘度随温度的升高而降低，盛夏季节沥青路面在车辆荷载作用下，容易发生永久变形，形成车辙、推挤，致使道路的使用性能锐减，对交通安全引起威胁。许多地区夏季沥青路面的最高温度往往会达到或超过60℃，这是造成路面变形的危险温度，因此，沥青的抗高温变形能力可以用60℃粘度来表征。沥青与集料的粘附力主要由范德华力、离子作用力和机械结合力(高温沥青渗入矿料表面微孔冷却后形成)等构成，沥青的高粘度强化了机械结合力，因此提高了对于集料的粘结能力，提升了沥青抗水害的性能。性能达标的高粘度改性沥青的60℃动力粘度虽然很高，但135℃的布氏旋转粘度仍在3pa.s以下，表明其在高温下仍具有良好的和易性和施工碾压性能。

表1

正是由于高粘度改性沥青具备上述特点，这种沥青适用于高模量、极热温区的路面摊铺，尤其适用于开级配/半开级配的透水沥青路面施工摊铺。对于上述特点，国内外进行了很多的相关研究。CN1990557A公开了一种高粘度改性沥青，其所述高粘度改性沥青组分：沥青100、平均分子量在3～30万的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物3～12、软化点70-150℃的石油树脂5～40、硫磺0.05-1。专利CN102838874A公开了一种沥青改性剂、改性沥青及沥青混合料。其所属改性剂组分：废旧轮胎胶粉3～10份、聚乙烯废弃物3～10份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物3～8份，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物1-5份，萜烯树脂1～5份，溶剂油5～10份，醇醚羧酸盐界面剂0.3～0.7份。其所述改性沥青原料组成为：基质沥青70～80份，沥青改性剂15～30份，稳定剂0.05～0.4份。专利CN106800787A公开了一种高温耐储存高粘高弹改性沥青及其制备方法。其原材料组成：基质沥青100份、废橡胶粉(40-80目)6～15份、SBS 3.5～6份、EVA 1-3份、偶联剂0.5-3份、相容剂0.5-2份、交联剂0.2-0.6份、抗老化剂0.5-1.5份。类似的方法还有CN107163594A、CN105315686A、CN104151846A等。

然而，现有的高粘度改性沥青的制备方法具有如下几方面的缺陷：

(1)核心改性助剂采用化学方法合成的高分子聚合物改性剂，如SIS，且添加量很大，导致高粘改性沥青的成本居高不下；采用废轮胎橡胶粉复合部分高分子聚合物，如高分子树脂、SBS弹性体、EVA弹性体以及部分界面相容剂作为改性剂，虽然可以在一定程度上降低高粘改性沥青的成本，但由于其中的橡胶粉掺比低，成本下降幅度有限；