專利名稱：一種耐久橡膠瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種筑路材料，具體來說是涉及一種耐高溫貯存的膠粉改性浙青的組 成及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
浙青路面作為連續(xù)式路面，具有行車舒適和易維修等特點(diǎn)，成為現(xiàn)在路面主要形 式。但是，浙青路面存在的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗水損害性等不足，容易造成車轍、裂 縫和坑槽等病害。為減少病害的過早出現(xiàn)，現(xiàn)在大都使用改性浙青材料。目前，改性浙青材 料使用較多的是SBS改性浙青，但這種浙青改性劑都存在價(jià)格昂貴的問題，而且改性工藝 比較復(fù)雜。而添加廢舊橡膠粉，可使浙青達(dá)到改性的效果，其性能指標(biāo)能夠達(dá)到SBS改性浙 青的標(biāo)準(zhǔn)，甚至低溫抗裂性、防滑、耐磨性指標(biāo)超過SBS改性浙青。中國專利1807514A，提出了采用細(xì)橡膠粉與基質(zhì)浙青混合、攪拌而制備膠粉改性 浙青的新方法，其浙青改性溫度控制在185 195°C。但試驗(yàn)證明，橡膠粉改性浙青在加熱 到185 195°C時(shí)，如果不馬上使用，那么橡膠浙青粘度和軟化點(diǎn)容易衰減，從而導(dǎo)致改性 浙青達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，使混合料設(shè)計(jì)失敗。這是因?yàn)?，廢橡膠粉不同于SBS(苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SBR(丁苯橡膠)等，其成分非常復(fù)雜，含有炭黑、高分子量的碳?xì)?化物的聚合物等，很難使得橡膠粉顆粒能均勻地分散在浙青中，即浙青與橡膠粉很難形成 穩(wěn)定的分散體系，在不攪動(dòng)熱貯存時(shí)，橡膠粉將發(fā)生沉降，使得其軟化點(diǎn)和粘度大幅降低， 嚴(yán)重影響到其高溫穩(wěn)定性和施工性能。中國專利1609165提供了一種存儲穩(wěn)定的廢橡膠粉改性浙青，以聚合物(SBS橡 膠、SBR橡膠)和穩(wěn)定劑(氧化鋅、硫磺、硬脂酸鹽、多烷基苯酚二硫化物等)作為共同改性 劑，提高分散體系的穩(wěn)定性。中國專利1765998公開了一種改善廢橡膠粉改性浙青存儲穩(wěn) 定性的方法，利用鈦酸酯偶聯(lián)劑中的烷氧基能和廢橡膠粉中的無機(jī)物填料、炭黑表面形成 化學(xué)結(jié)合，能夠在無機(jī)物和有機(jī)物界面之間形成有機(jī)活性單分子層，進(jìn)而改善廢橡膠粉在 浙青中的分散以改善其存儲穩(wěn)定性。中國專利1896143向體系中加入增容劑和助劑來解決 膠粉與浙青的相容穩(wěn)定性問題。這些技術(shù)雖然從一定程度上解決了橡膠粉改性浙青的高溫 存儲穩(wěn)定性問題，但是這些改性浙青的低溫抗裂性能不佳。尤其是在北方寒冷地區(qū)，浙青混 合料的低溫縮裂是浙青路面產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，產(chǎn)生裂縫的路面由于雨水入滲，路 面整體強(qiáng)度下降會(huì)導(dǎo)致使用壽命急劇縮短。因此，提供在改善橡膠粉改性浙青的高溫存儲 性能的同時(shí)提高其低溫抗裂性能的浙青，對于改善浙青混合料路用性能、延長路面使用壽 命意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)之不足，提供一種耐高溫貯存，性能耐衰減及低 溫抗裂性能好、生產(chǎn)工藝簡單、價(jià)格低廉的耐高溫貯存橡膠粉改性浙青的組成及制備方法。本發(fā)明通過優(yōu)化橡膠改性浙青的配方來提高產(chǎn)品的使用性能；通過改變配方和生產(chǎn)工藝來解決膠粉改性浙青性能衰減問題。本發(fā)明提供的一種耐久橡膠浙青，其特征在于，所述耐久橡膠浙青的原料包括浙 青和橡膠粉，以浙青和橡膠粉的總重量計(jì)，浙青占75 85 %，橡膠粉占15 25 % ；所述耐久 橡膠浙青的原料還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 1 1%， 抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 1 0. 5%。優(yōu)選的，上述耐久橡膠浙青的原料中，以浙青和橡膠粉的總重量計(jì)，浙青占78 85%，橡膠粉占15 22%。優(yōu)選的，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 2 0. 5%，抗返原劑的重量為所述 橡膠粉重量的0. 1 0.2%。所述浙青可以是各種原油及不同工藝生產(chǎn)的浙青，本發(fā)明中所述的浙青優(yōu)選環(huán)烷 基石油浙青，最優(yōu)選為重交道路石油浙青；25°c針入度(25°C，5s，100g)為50 110(單位 0. 1mm)，優(yōu)選針入度(25°C，5s，100g)為 70 110(單位 0. 1mm)。所述橡膠粉是采用常溫法制備的廢舊輪胎磨細(xì)的橡膠粉末。本發(fā)明中優(yōu)選全鋼絲 子午線輪胎磨細(xì)的絮狀橡膠粉末，其技術(shù)指標(biāo)為以橡膠粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，水分小于 5wt%，金屬含量小于0.4wt%，纖維、粉塵含量小于1.5wt%，細(xì)度為20 80目。子午線輪 胎又稱鋼絲輪胎，全鋼絲子午線輪胎(即重卡鋼絲輪胎)的帶束層均采用鋼絲簾線，用于載 重及工程機(jī)械車輛上。優(yōu)選的，所述活化劑為廢機(jī)油。所述的廢機(jī)油為從各種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、齒輪 和渦輪傳動(dòng)裝置以及其他各種機(jī)器上更換出來的廢機(jī)油；本發(fā)明中優(yōu)選熱定型機(jī)油(即， 高溫鏈條油)，如營口市東旭化工廠生產(chǎn)的402熱定型機(jī)油。優(yōu)選的，所述抗返原劑為4，4- 二硫化二嗎啉(DTDM)。本發(fā)明還提供了一種采用橡膠粉改性浙青的濕法制備工藝，即上述耐久橡膠浙青 的制備方法，包括以下步驟1)將所述浙青加熱到170 190°C ；然后按所述配比加入橡膠粉、活化劑，攪拌均 勻后，溫度保持至170 200°C ；2)在170 200°C下，用高速剪切機(jī)剪切過磨1-3遍后，送至儲存罐中，然后加入 抗返原劑，攪拌均勻，即得本發(fā)明的耐久橡膠浙青。較佳的，步驟2)中，所述高速剪切機(jī)選用膠體磨。本發(fā)明以廢舊輪胎的橡膠粉做為配方的一個(gè)重要組分，既提高了產(chǎn)品的性能，降 低了產(chǎn)品成本，又變廢為寶，減少了污染。本發(fā)明所提供的耐久橡膠浙青通過抗返原劑和活 化劑的協(xié)同作用，解決了橡膠粉改性浙青在高溫存儲時(shí)不穩(wěn)定的問題，具有高溫貯存時(shí)抗 軟化點(diǎn)衰減的特點(diǎn)。將本發(fā)明的耐久浙青橡膠浙青應(yīng)用于浙青混合料中，具有用油量低的特點(diǎn)，同時(shí) 具有優(yōu)異的低溫抗裂性能。本發(fā)明所提供的耐久橡膠浙青可廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)中，主要應(yīng)用于密級 配浙青混合料，應(yīng)力吸收層、橋面防水技術(shù)、同步碎石封層。當(dāng)用在橋面防水層時(shí)，其能夠與 功能層很好地結(jié)合，解決功能層間滑移現(xiàn)象；當(dāng)用在應(yīng)力吸收層時(shí)，其能夠充分體現(xiàn)橡膠粉 的低溫抗裂性，延緩了反射裂縫上升的能力；當(dāng)用在浙青同步碎石封層，能起到防水抗滑， 吸音降噪的作用。


圖1為實(shí)施例1-3所得改性浙青在170°C下的粘度變化趨勢；圖2為實(shí)施例1-3所得改性浙青在170°C下的軟化點(diǎn)變化趨勢。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。下列各實(shí)施例中的橡膠粉為常溫法制備的重卡鋼絲輪胎磨細(xì)絮狀橡膠粉，其技術(shù) 指標(biāo)為水分0.5%，金屬含量0.2%，灰分含量小于8% ；細(xì)度為20 40目。實(shí)施例1 以生產(chǎn)本發(fā)明橡膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的 90號重交道路石油浙青，針入度為90 ；橡膠粉30目。配方中所含組分及重量百分比為浙青8t橡膠粉2t取遼河90號石油浙青，在反應(yīng)釜中加熱到180°C，然后緩慢加入30目廢舊輪胎橡 膠粉，低速攪拌(300 1000轉(zhuǎn)/分鐘)20分鐘后，升溫至190°C，然后再用高速剪切機(jī)剪切 過磨一遍，即得本發(fā)明產(chǎn)品。實(shí)施例2:以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90;橡膠粉30目；活化劑廢機(jī)油為營口市東旭化工廠生產(chǎn) 的420熱定型機(jī)油。配方中所含組分及S〔量百分比為
浙青8t
橡膠粉2t
活化劑4kg
取遼河90號石油浙:_，在反應(yīng)釜中加熱到180°C，然后依次緩慢加入30目廢舊輪
胎橡膠粉，活化劑低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)20分鐘后，升溫至190°C，然后再用高速 剪切機(jī)剪切過磨一遍，即得本發(fā)明產(chǎn)品。實(shí)施例3 以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90 ；橡膠粉30目；活化劑同實(shí)施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青8t橡膠粉2t活化劑4kgDTDM6kg取遼河90號石油浙青在反應(yīng)釜中加熱到180°C，然后緩慢加入20目廢舊輪胎橡膠粉、活化劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，升溫至190°C，然后再用高速剪切機(jī) 過磨一遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。實(shí)施例4以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的70 號重交道路石油浙青，針入度為60-70 ；橡膠粉40目；活化劑同實(shí)施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青8. 5t橡膠粉1. 5t活化劑7.5kgDTDM1. 5kg取遼河浙青在反應(yīng)釜中加熱到170°C，然后緩慢加入40目廢舊輪胎橡膠粉、活化 劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，溫度保持至170 180°C，然后再用高速剪切 機(jī)過磨兩遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。實(shí)施例5以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90-100 ；橡膠粉20目；活化劑同實(shí)施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青7. 5t橡膠粉2. 5t活化劑2. 5kgDTDM12. 5kg取遼河浙青在反應(yīng)釜中加熱到190°C，然后緩慢加入30目廢舊輪胎橡膠粉、活化 劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，溫度保持至180 200°C，然后再用高速剪切 機(jī)過磨三遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。試驗(yàn)效果驗(yàn)證為了對本發(fā)明產(chǎn)品的有益效果進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)明人采用實(shí)施例中制備的廢舊橡膠粉 改性浙青進(jìn)行了大量的試驗(yàn)。試驗(yàn)方法按交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000公路工程浙青及浙 青混合料試驗(yàn)規(guī)程》相關(guān)規(guī)程進(jìn)行。試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，生產(chǎn)的改性浙青針入度、延度、軟化點(diǎn)、運(yùn)動(dòng)粘度、彈性恢復(fù) 各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到交通部《橡膠浙青及混合料設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》中對橡膠粉改性浙青的技 術(shù)要求。表1.不同添加劑膠粉改性浙青性能比較 實(shí)施例1-3中所得橡膠粉改性浙青在170°C下的高溫貯存性能測試結(jié)果，如表2-4 及圖1-2所示，結(jié)論如下1)對比實(shí)施例1和2可見，當(dāng)加入活化劑后，改性浙青的粘度和軟化點(diǎn)降低，這有 利于改性浙青的加工。實(shí)施例1和2的膠粉改性浙青在高溫貯存過程中總體上都發(fā)生了粘 度和軟化點(diǎn)的降低，7d后甚至達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。2)從實(shí)施例3可見，當(dāng)加入抗返原劑后，粘度和軟化點(diǎn)在高溫貯存過程中，衰減比 較慢，保持在較好的水平。表2.實(shí)施例1橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化 表3.實(shí)施例2橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化
表4.實(shí)施例3橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化
權(quán)利要求
一種耐久橡膠瀝青，其特征在于，所述耐久橡膠瀝青的原料包括瀝青和橡膠粉，以瀝青和橡膠粉的總重量計(jì)，瀝青占75～85％，橡膠粉占15～25％；所述耐久橡膠瀝青的原料還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～1％，抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述耐久橡膠浙青的原料中，以浙 青和橡膠粉的總重量計(jì)，浙青占78 85%，橡膠粉占15 22%。
3.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述活化劑的重量為所述橡膠粉 重量的0. 2 0. 5%。
4.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述抗返原劑的重量為所述橡膠 粉重量的0. 1 0.2%。
5.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述的浙青為 重交道路石油浙青，其25°C針入度為50 110。
6.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述橡膠粉為 全鋼絲子午線輪胎磨細(xì)的絮狀橡膠粉末，其技術(shù)指標(biāo)為以橡膠粉末的總重量為基準(zhǔn)計(jì)，水 分小于5wt%，金屬含量小于0. 4wt%，纖維、粉塵含量小于1. 5wt%，細(xì)度為20 80目。
7.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述活化劑為 廢機(jī)油。
8.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述抗返原劑 為4，二硫化二嗎啉。
9.一種如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青的制備方法，包括以下步驟1)將所述浙青加熱到170 190°C;然后按所述配比加入橡膠粉、活化劑，攪拌均勻后， 溫度保持至170 200°C ；2)在170 200°C下，用高速剪切機(jī)剪切過磨1-3遍后，送至儲存罐中，然后加入抗返 原劑，攪拌均勻，即得本發(fā)明的耐久橡膠浙青。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐久橡膠瀝青，其特征在于，所述耐久橡膠瀝青的原料包括瀝青和橡膠粉，以瀝青和橡膠粉的總重量計(jì)，瀝青占75～85％，橡膠粉占15～25％；還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～1％，抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～0.5％。本發(fā)明所提供的耐久橡膠瀝青通過抗返原劑和活化劑的協(xié)同作用，解決了橡膠粉改性瀝青在高溫存儲時(shí)不穩(wěn)定的問題，具有高溫貯存時(shí)抗軟化點(diǎn)衰減的特點(diǎn)。將其應(yīng)用于瀝青混合料中，具有用油量低、低溫抗裂性能好的特點(diǎn)，還可用于橋面防水層、應(yīng)力吸收層、瀝青同步碎石封層等道路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)材料。
文檔編號C08L95/00GK101870818SQ20101022807
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者李小軍 申請人:上海道柯特瀝青科技有限公司