本發(fā)明屬高分子改性領域。具體是多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法。

背景技術：

在我國經(jīng)濟發(fā)展“新常態(tài)”的大背景之下，汽車工業(yè)快速發(fā)展，汽車保有量不斷的增加，伴隨而來的則是不可避免的廢舊輪胎數(shù)量的急劇增加，2013年國內(nèi)橡膠輪胎產(chǎn)量近十億條；據(jù)估計，到本世紀二十年代，中國輪胎的報廢量將達兩千萬噸。與此同時，目前中國連續(xù)多年年消費量超過七百萬噸。但是，由于廢橡塑材料難以降解的性質(zhì)特點，若采用焚燒、填埋等方式來解決這類問題，則既污染環(huán)境又浪費寶貴的土地資源。如何在避免“黑、白污染”的同時，變廢為寶，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益，越來越成為科研人員的研究熱點。近年來，我國的交通運輸量增幅巨大，公路交通負荷增大，因此高等級公路的建設需求也越來越緊迫，瀝青材料的要求也隨之增加。由于普通公路瀝青路面的材料本身結構而產(chǎn)生的感溫性能差，材料自身彈性與抗老化性低等問題，在高等級公路施工建設時是不能采用的。如何延長其耐久性，提高感溫性能，進而提高路用性能，成為現(xiàn)階段高等級公路施工建設的緊要目標。

廢舊膠粉中的天然橡膠、合成橡膠及其他化合物成分可改善瀝青溫度敏感性、彈性恢復性及抗老化和抗疲勞性能。而瀝青中塑料的適量添加，可在保證其高溫與抗老化性能的同時，增強瀝青韌性。眾多橡塑改性瀝青的相關研究顯示，膠粉溶脹形成“海-島”結構，聚乙烯在發(fā)育與結晶過程形成的網(wǎng)狀結構，兩種結構可形成互鎖，限制了瀝青的流動狀態(tài)，進而提高了瀝青的粘度、高溫穩(wěn)定、低溫抗裂的能力，減弱了瀝青的溫度敏感性。張巨松等^[22]通過一系列的試驗，分析了PE/橡膠改性瀝青的相容性及抗老化性能；周禮等^[24]采用正交試驗法優(yōu)選了橡塑改性瀝青配方；于凱等^[23]則探究了橡塑改性瀝青三大指標和存儲穩(wěn)定性受膠粉顆粒大小影響的變化規(guī)律。他們的研究結果表明，用廢橡塑材料復合改性瀝青是具有優(yōu)勢的。

橡塑合金改性瀝青性能好壞的關鍵因素是相容性的好壞，而加工工藝的選擇又能極大的影響改性劑與基質(zhì)瀝青的相容性。因此，在改性過程中必須要選擇合適的加工方法。目前橡塑合金的制備主要運用熔融共混工藝,即把橡膠和塑料在特定的加工方法下相互融合在一起，而新混合物中沒有新物質(zhì)產(chǎn)生，兩相仍保持各自特性，只在相界面處結合。王飛[43]對橡塑合金改性劑進行紅外光譜分析發(fā)現(xiàn)，合金的吸收峰只是純塑料與純橡膠吸收峰的疊加，而沒有出現(xiàn)新的吸收峰，表明橡塑共混并沒有化學反應發(fā)生，僅以物理作用為主。由于橡塑材料加工溫度的差異，二者存在兼容性問題。因此如何使兩材料在兩相界面構成良好結合，體現(xiàn)互補性能，達到完美融合成為利用橡膠共混物的關鍵。此外，橡塑合金與瀝青之間發(fā)生的大部分是物理交聯(lián)，化學交聯(lián)很少發(fā)生。以上兩個原因造成橡塑合金與瀝青之間的相容性并不是很好，極大的影響了橡塑合金復合改性瀝青的性能。因此，深入研究橡塑合金與瀝青之間的相容性，對于評價和對橡塑合金表面改性，促進橡塑合金與瀝青的交聯(lián)以提高瀝青路面的工程建設質(zhì)量都具有重要的科學研究和指導實際應用的意義。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：

多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法，包括如下步驟：

1.將橡膠粉和塑料按照質(zhì)量比1:100～100:1制備成橡塑合金。

2.將步驟1中得到的橡塑合金加入到改性瀝青中，以1500轉/分鐘～3000轉/分鐘的速率攪拌，溫度為170℃～190℃，攪拌攪拌30～60分鐘，得到橡塑合金的改性瀝青。

3.將步驟2中得到的橡塑合金的改性瀝青放入到超聲清洗器中，超聲頻率為200～500Hz，功率為100～400w，時間為5分鐘～60分鐘。

4.將步驟3超聲處理后的改性瀝青放入到微波反應器中，輻射時間為1～30min，功率為40～400w。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點：

(1)這種改性方法會不會產(chǎn)生環(huán)境污染且能耗低；

(2)這種改性方法制備的橡塑合金改性瀝青比普通橡塑合金直接改性瀝青的常規(guī)指標都要好，橡塑合金在瀝青中相容性好，多種外力場耦合作用促進了橡塑合金和改性瀝青的交聯(lián)

具體實施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地描述。

實施例1

利用多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法，包括如下步驟：

(1)將橡膠粉和塑料按照質(zhì)量比1:100制備成橡塑合金；

(2)將步驟(1)中得到的橡塑合金加入到改性瀝青中，以1500轉/分鐘的速率攪拌，溫度為170℃，攪拌攪拌30分鐘，得到橡塑合金的改性瀝青；

(3)將步驟(2)中得到的橡塑合金的改性瀝青放入到超聲清洗器中，超聲頻率為200Hz，功率為100w，時間為5分鐘；

(4)將步驟(3)超聲處理后的改性瀝青放入到微波反應器中，輻射時間為1min，功率為40w。

表1改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果

表1是改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果，從表1可以看出多種外力場下改性瀝青的各項指標都合格，而且貯存穩(wěn)定性離析試驗可以看出，多種外力場下橡塑復合改性瀝青的相容性特別好，軟化點差只有1.3℃。

實施例2

多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法，包括如下步驟：

(1)將橡膠粉和塑料按照質(zhì)量比50:50制備為橡塑合金；

(2)將步驟(1)中得到的橡塑合金加入到改性瀝青中，以2000轉/分鐘的速率攪拌，溫度為175℃，攪拌攪拌40分鐘，得到橡塑合金的改性瀝青；

(3)將步驟(2)中得到的橡塑合金的改性瀝青放入到超聲清洗器中，超聲頻率為250Hz，功率為200w，時間為10分鐘；

(4)將步驟(3)超聲處理后的改性瀝青放入到微波反應器中，輻射時間為5min，功率為100w。

表2改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果

表2是改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果，從表1可以看出多種外力場下改性瀝青的各項指標都合格，而且貯存穩(wěn)定性離析試驗可以看出，多種外力場下橡塑復合改性瀝青的相容性特別好，軟化點差只有1.1℃。

實施例3：

多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法，包括如下步驟：

(1)將橡膠粉和塑料按照質(zhì)量比20:1制備為橡塑合金；

(2)將步驟(1)中得到的橡塑合金加入到改性瀝青中，以2500轉/分鐘的速率攪拌，溫度為180℃，攪拌攪拌50分鐘，得到橡塑合金的改性瀝青；

(3)將步驟(2)中得到的橡塑合金的改性瀝青放入到超聲清洗器中，超聲頻率為400Hz，功率為200w，時間為15分鐘；

(4)將步驟(3)超聲處理后的改性瀝青放入到微波反應器中，輻射時間為15min，功率為250w。

表3改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果

表3是改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果，從表1可以看出多種外力場下改性瀝青的各項指標都合格，而且貯存穩(wěn)定性離析試驗可以看出，多種外力場下橡塑復合改性瀝青的相容性特別好，軟化點差只有0.8℃。

實施例4

一種新型多種外力場下耦合作用對橡塑合金高分子改性的方法，包括如下步驟：

(1)將橡膠粉和塑料按照質(zhì)量比100:1制備為橡塑合金；

(2)將步驟(1)中得到的橡塑合金加入到改性瀝青中，以3000轉/分鐘的速率攪拌，溫度為190℃，攪拌攪拌60分鐘，得到橡塑合金的改性瀝青；

(3)將步驟(2)中得到的橡塑合金的改性瀝青放入到超聲清洗器中，超聲頻率為500Hz，功率為400w，時間為60分鐘；

(4)將步驟(3)超聲處理后的改性瀝青放入到微波反應器中，輻射時間為30min，功率為400w。

表4改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果

表4是改性瀝青常規(guī)性能指標測試結果，從表1可以看出多種外力場下改性瀝青的各項指標都合格，而且貯存穩(wěn)定性離析試驗可以看出，多種外力場下橡塑復合改性瀝青的相容性特別好，軟化點差只有0.3℃。