本發(fā)明涉及橡膠瀝青及橡膠瀝青混凝土技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑及利用其穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法。

背景技術(shù)：

目前僅國內(nèi)廢舊輪胎存量就有上億條，并以每年約6500萬條的增速在增長；而全球每年報廢的輪胎大約有20億條，庫存積壓就更多了。大量廢舊輪胎長期露天堆放勢必會造成環(huán)境污染，資源浪費。我國路面瀝青大多采用石蠟基原油煉制，煉制的瀝青對溫度較為敏感，建成后會出現(xiàn)眾多病害，如泛油發(fā)軟，低溫開裂等早期破壞。

伴隨著公路建設(shè)的迅猛發(fā)展和車輛重載化，人們對聚合物改性瀝青的需求日益增長，橡膠改性瀝青具有優(yōu)良的高溫抗車轍，抗疲勞性能和優(yōu)異的彈性恢復(fù)能力，可運用于高速公路的上面層、重交通路面及超載車輛較多的路段等高等級路面。用廢舊輪胎制備的橡膠粉對瀝青進(jìn)行改性，一方面可以改善瀝青的路用性能，另一方面又解決了廢舊輪胎造成的環(huán)境污染問題，可謂一舉兩得。但是橡膠瀝青在生產(chǎn)過程中存在嚴(yán)重的分層現(xiàn)象，影響橡膠瀝青的儲存穩(wěn)定性，而且較高的橡膠粉摻量會使瀝青粘度增大，會給施工帶來困難，這也是橡膠路用的一個技術(shù)瓶頸。

如何提高橡膠瀝青的相容性，改善其存儲穩(wěn)定性問題是當(dāng)務(wù)之急，也是研究橡膠瀝青的熱點和前沿。國內(nèi)研究主要集中于膠粉的粒度分布、用量、種類、膠粉的活化劑、基質(zhì)瀝青對改性瀝青的作用和影響，而對于橡膠瀝青的存儲穩(wěn)定性及橡膠瀝青的相容性問題研究的較少。目前市場上還沒有性能較好、價格較低的橡膠瀝青穩(wěn)定劑，因此開發(fā)一種高性能、高性價比、高利用率的橡膠瀝青穩(wěn)定劑具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑及利用其穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法，該穩(wěn)定劑的組分全部為生物質(zhì)材料，無毒、無害、無污染，屬于環(huán)境友好型穩(wěn)定劑。

該方法非常簡單易行，操作方便。

實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，其特征在于由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法，包括如下步驟：

1)將瀝青加熱至135℃，待瀝青呈流動態(tài)后加入橡膠粉，橡膠粉的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的10％-22％，升溫至180℃，同時剪切分散至充分混合均勻，得到橡膠瀝青；

2)將步驟1)所得的橡膠瀝青冷卻至160℃后，在低速攪拌的條件下加入橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，低速攪拌攪拌時的轉(zhuǎn)速為500-800轉(zhuǎn)/分，橡膠瀝青用穩(wěn)定劑加入的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的0.5％-1.5％，攪拌均勻后，得到該穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性的改性橡膠瀝青。

優(yōu)選的，步驟1)中，剪切速率2000-5000轉(zhuǎn)/分，剪切時間為1-2小時。

優(yōu)選的，步驟2)中，低速攪拌的時間為1-2小時。

該穩(wěn)定劑的作用機理如下：

穩(wěn)定劑在改性橡膠瀝青當(dāng)中的作用不僅有物理增稠作用，還具有空間位阻效應(yīng)，即：由于穩(wěn)定劑具有大量親水性的—OH分子鍵具有物理增稠效果；同時，該穩(wěn)定劑易與瀝青組分相互纏擾結(jié)合形成大分子鏈，產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)，可阻止橡膠顆粒的沉降，使橡膠顆粒穩(wěn)定懸浮在瀝青當(dāng)中。穩(wěn)定劑的在本發(fā)明中的作用是為了改善離析性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：

1)本發(fā)明的穩(wěn)定劑的組分全部為生物質(zhì)材料，與現(xiàn)有的穩(wěn)定劑相比，其無毒、無害、無污染，屬于環(huán)境友好型穩(wěn)定劑。更重要的是，橡膠瀝青經(jīng)本發(fā)明的穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性后，其具有良好的穩(wěn)定性。實驗表明：改性橡膠瀝青的離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過2℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)。

2)本發(fā)明的穩(wěn)定改性瀝青的方法簡單易行，操作方便，所需的設(shè)備簡單常見，不需要投入過多的設(shè)備用經(jīng)費，因此，穩(wěn)定改性所需的成本低廉，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。

3)本發(fā)明穩(wěn)定改性的方法所需的穩(wěn)定劑用量少，而穩(wěn)定改性的效果好，十分經(jīng)濟(jì)合理。

附圖說明

圖1為橡膠改性瀝青(未添加穩(wěn)定劑)中的上、下層橡膠改性瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖

圖2為實施例1所得的改性橡膠瀝青中的上、下層改性橡膠瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖。

圖3為實施例2所得的改性橡膠瀝青中的上、下層改性橡膠瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖。

圖4為實施例3所得的改性橡膠瀝青中的上、下層改性橡膠瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖。

圖5為對比例1所得的改性水滑石改性橡膠瀝青中的上、下層改性橡膠瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖。

圖6為對比例1所得的改性橡膠瀝青中的上、下層改性橡膠瀝青的復(fù)數(shù)模量隨溫度的變化圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

離析性能優(yōu)劣的評判標(biāo)準(zhǔn)：離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過2℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)，則離析性能為優(yōu)；否則離析性能為劣。其中橡膠改性瀝青離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差6℃，且在163℃下加熱48h，出現(xiàn)明顯的離析現(xiàn)象，流變學(xué)性能相差較大，如圖1所示。

注意：本發(fā)明所述改性橡膠瀝青所用穩(wěn)定劑性能測試參照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)中T0661-2011聚合物改性瀝青離析試驗。

實施例1

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：

將葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均勻，即得到該橡膠瀝青用穩(wěn)定劑。

利用上述橡膠瀝青用穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法，其步驟是：

1)將瀝青加熱至135℃，待瀝青呈流動態(tài)后加入橡膠粉，橡膠粉的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的20％，升溫至180℃，同時用高速剪切膠體磨高速剪切物料，剪切速率5000轉(zhuǎn)/分，剪切時間為1小時，得到橡膠瀝青；

2)將步驟1)所得的橡膠瀝青冷卻至160℃后加入到低速攪拌器中，在低速攪拌的條件下加入橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，低速攪拌的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為1.5小時，橡膠瀝青用穩(wěn)定劑加入的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的0.5％，攪拌均勻后，得到該穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性的改性橡膠瀝青。

本實施例的穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青后，橡膠瀝青的離析情況大為改善。本實施例所得的改性橡膠瀝青的離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過2℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)。對離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青做溫度掃描，結(jié)果如圖2所示，從圖2中可以看出，離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青流變學(xué)性能幾乎沒有變化，由此表明，本實施例的橡膠瀝青用穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果好。

實施例2

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：

將葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均勻，即得到該橡膠瀝青用穩(wěn)定劑。

利用上述橡膠瀝青用穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法，其步驟是：

1)將瀝青加熱至135℃，待瀝青呈流動態(tài)后加入橡膠粉，橡膠粉的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的20％，升溫至180℃，同時用高速剪切膠體磨高速剪切物料，剪切速率5000轉(zhuǎn)/分，剪切時間為1小時，得到橡膠瀝青；

2)將步驟1)所得的橡膠瀝青冷卻至160℃后加入到低速攪拌器中，在低速攪拌的條件下加入橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，低速攪拌的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為1.5小時，橡膠瀝青用穩(wěn)定劑加入的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的1.0％，攪拌均勻后，得到該穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性的改性橡膠瀝青。

本實施例的穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青后，橡膠瀝青的離析情況大為改善。本實施例所得的改性橡膠瀝青的離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過1.5℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)。對離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青做溫度掃描，結(jié)果如圖3所示，從圖3中可以看出，離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青流變學(xué)性能幾乎沒有變化，由此表明，本實施例的橡膠瀝青用穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果好。

實施例3

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：

將葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均勻，即得到該橡膠瀝青用穩(wěn)定劑。

利用上述橡膠瀝青用穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青的方法，其步驟是：

1)將瀝青加熱至135℃，待瀝青呈流動態(tài)后加入橡膠粉，橡膠粉的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的20％，升溫至180℃，同時用高速剪切膠體磨高速剪切物料，剪切速率5000轉(zhuǎn)/分，剪切時間為1小時，得到橡膠瀝青；

2)將步驟1)所得的橡膠瀝青冷卻至160℃后加入到低速攪拌器中，在低速攪拌的條件下加入橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，低速攪拌的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為1.5小時，橡膠瀝青用穩(wěn)定劑加入的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的1.5％，攪拌均勻后，得到該穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性的改性橡膠瀝青。

本實施例的穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性橡膠瀝青后，橡膠瀝青的離析情況大為改善。本實施例所得的改性橡膠瀝青的離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過1℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)。對離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青做溫度掃描，結(jié)果如圖4所示，從圖4中可以看出，離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青流變學(xué)性能幾乎沒有變化，由此表明，本實施例的橡膠瀝青用穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效果好。

對比例1

一種橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，由以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分組成：

將葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均勻，即得到該橡膠瀝青用穩(wěn)定劑。

利用上述橡膠瀝青用穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性水滑石改性橡膠瀝青的方法，其步驟是：

1)將瀝青加熱至135℃，待瀝青呈流動態(tài)后加入橡膠粉和水滑石，橡膠粉的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的20％，水滑石的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的3％，升溫至180℃，同時用高速剪切膠體磨高速剪切物料，剪切速率5000轉(zhuǎn)/分，剪切時間為1小時，得到水滑石改性橡膠瀝青；

2)將步驟1)所得的水滑石改性橡膠瀝青冷卻至160℃后加入低速攪拌器中，在低速攪拌的條件下加入橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，低速攪拌的轉(zhuǎn)速為800轉(zhuǎn)/分，攪拌時間為1.5小時，橡膠瀝青用穩(wěn)定劑加入的質(zhì)量為瀝青質(zhì)量的1.0％，攪拌均勻后，得到該穩(wěn)定劑穩(wěn)定改性的水滑石改性橡膠瀝青。

水滑石改性瀝青的離析試驗管上、下層水滑石改性橡膠瀝青的軟化點相差4℃，在163℃下加熱48h，出現(xiàn)部分離析現(xiàn)象。對離析試驗管上、下層改性橡膠瀝青做溫度掃描，結(jié)果如圖5所示，從圖5中可以看出，離析試驗管上、下層水滑石改性橡膠瀝青低溫區(qū)(30℃-70℃)流變學(xué)性能幾乎沒有變化，高溫區(qū)(80℃-120℃)流變學(xué)性能變化顯著。

當(dāng)加入本發(fā)明的橡膠瀝青用穩(wěn)定劑，水滑石改性橡膠瀝青的離析情況大為改善。本對比例所得的改性水滑石改性橡膠瀝青的離析試驗管上、下層改性水滑石改性橡膠瀝青的軟化點相差不超過2℃，且在163℃下加熱48h，沒有出現(xiàn)離析現(xiàn)象，仍然呈穩(wěn)定的均勻狀態(tài)。對離析試驗管上、下層改性水滑石改性橡膠瀝青做溫度掃描，結(jié)果如圖6所示，從圖6中可以看出，離析試驗管上、下層改性水滑石改性橡膠瀝青流變學(xué)性能(30-120℃)幾乎沒有變化，由此表明，本發(fā)明的橡膠瀝青用穩(wěn)定劑的穩(wěn)定改性效果好，要好于水滑石的改性效果。