[发明专利]一种废胎胶粉复合改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提出一种主要由废轮胎胶粉复合改性的沥青及其制备方法，属于沥青改性技术领域。 

技术背景； 

废旧轮胎称为“黑色污染”其回收和处理技术是世界性难题。目前全世界每年有15亿条轮胎报废，其中北美约占4亿条、西欧4亿条、日本1亿条，中国1.2亿条，(预计到2010年2亿条)，如此大规模废旧轮胎将给社会带来巨大环境压力。 

由废旧轮胎加工而成橡胶粉，其主要化学成分是天然橡胶和合成橡胶，另外还有硫、碳黑、氧化硅、氧化铁等添加成分，然而以上这些成分都是沥青的良好改性剂，能够改善沥青高、低温性能、抗老化性能、抗疲劳性能，起到减薄路面、延长路面使用寿命、延缓反射裂缝、降低轮胎/路面噪声等作用。 

将废旧轮胎橡胶加入到沥青或沥青混合料始于美国，60年代中期Charles Mcdonald(橡胶沥青之父)开始开发废胎胶粉改性沥青(Overflex ^TM)工作，同时胶粉首次应用于应力吸收层(SAM)。1975年橡胶沥青首次用于升级配热拌沥青混合料。70年代亚利桑那精练公司又推出脱硫废胎胶粉改性沥青(Arm-R-Shield^TM)工作。 

1993年专利失效后，橡胶沥青开始全面高速的发展。迫于旧轮胎压力，1991年美国国会通过陆上综合运输经济法案(ISTEA，又称冰茶法)，至今已有38个州使用橡胶沥青，其中亚利桑那州、加州、佛罗里达州、俄乐冈州，大都采用湿法工艺，且已有完整质量规范依据、设计与使用指南。至今美国已有11X10³KM高等级公路采用胶粉改性沥青，南非60％以上道路使用橡胶沥青，其他还有法国、瑞典、日本、加拿大、英国、德国、比利时、巴西等国都对橡胶沥青研究与应用做出了贡献。 

与国外相比，国内研究与应用相对滞后，主要有3个原因：①国产多数胶粉含蜡量高，性能不良，不适合改性、沥青改性剂匮乏；②大规模使用胶 粉改性沥青的配套技术及市场条件不成熟，近年才推出常温法胶粉生产线；③80年代末启动中国高速公路时，引进的工艺/装备和完成的范例，始终以SBS/PE等聚合物改性沥青为主。直到2001~2003年，交通部公路研究所与同济大学、山东省公路科学研究所等单位合作承担了西部交通建设科技项目“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”。方才全面开展了试验研究，初步提出了橡胶改性沥青技术标准，橡胶沥青混合料设计方法及技术标准，并完成了总长近30公里试验路和实体工程。其他科研单位、企业如北京市政设计研究院、天津市公路局、北京市路政局、天津鑫业工贸发展有限公司、广州金邦科技发展有限公司、沈阳三鑫公路工程有限公司、辽宁石油化工大学都在这个领域做了不同的试验和实践，为推动这项技术的进步和完善作出了贡献。 

我国从80年代末，步入高速公路建设领域，聚合物改性沥青尤其是SBS改性沥青始终占有主导地位。近年，由于石油价格一路飙升，SBS价已达2.3万元/吨以上，资源问题、环保问题已经成为持续经济发展的瓶颈。废旧轮胎的回收和利用，现已提升到循环经济的高度，并列为重点发展领域，鉴于这样的背景和国外大量成功的实例，使得胶粉改性沥青被推到议事日程。 

但是在我国开展这方面工作，仍然存在开拓胶粉资源、架构行业技术标准体系和解决具体关键技术问题三大任务，其中比较突出的技术问题如下： 

①胶粉改性沥青在整个道路工程中仍然是一个中间产品，要服从最终路试要求，原沥青及一般改性沥青指标体系并不完全适合。例如黏度、延度及老化指标在这三类沥青中具有不同的诠释。即使仅对胶粉改性沥青而言，由于工艺方法有物理和化学之分，同一指标的量化，也有较大区别。因此参考国外相关产品指标架构产品技术标准体系是首先要解决的问题； 

②国内外大量研究和实验已经证明，采用化学改性(CRMA)为主手段比单纯物理剪切为主胶粉改性沥青在产品指标上有明显优势，其中包括温度适用范围、离析度、弹性恢复、溶解度、延度和黏度，其中弹性恢复、防离析和溶解度上有明显优势。同时以胶粉为主要改性剂，掺对少量其他聚合物改性剂，也是国际上常用的方法。因此，确定技术路线是解决问题第二个前提。