[发明专利]一种橡胶沥青及其制备方法

说明书

本发明涉及橡胶沥青，由基质沥青、废旧橡胶粉、活化再生剂及固定抗老剂组成，各组分按橡胶沥青总重量100％计配比分别为：基质沥青70～89.4％；废旧橡胶粉10～29.4％；活化再生剂0.1～1％；固定抗老剂0.5～1.5％。制备方法为：将基质沥青加热到120～160℃；在反应釜中将废旧橡胶粉和活化再生剂按一定比例缓慢加入基质沥青中，搅拌转速为300～1500转/分钟，搅拌时间5～20分钟；升高温度至170～180℃，采用剪切机或胶体磨高速剪切5～30分钟，剪切转速为3000～5000转/分钟。加入固定抗老剂在搅拌状态下反应2～5小时。本发明提高了橡胶粉与沥青的相容性，解决了橡胶沥青在高温储存时不稳定的问题。

技术领域

本发明涉及筑路材料技术领域，具体地说，是涉及一种橡胶沥青及其制备方法。

背景技术

沥青是一种重要的道路和建筑材料。近年来，社会经济的高速发展促进了交通运输业和各等级沥青公路迅猛提升，由此带动了对沥青路面使用性能要求的提高。普通沥青路面对温度的敏感性大，存在低温易脆裂、高温易软化、弹性差、耐老化性能不好等缺点，已很难满足现代高等级公路对高低温性能的要求，为此必须对沥青进行改性。

所谓改性沥青，按照我国《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的定义，是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”，其中又以添加高分子聚合物改性剂的应用和研究最为广泛。目前应用最多的高分子聚合物改性剂为热塑性弹性体聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)，其改性效果好，可以显著提高沥青路面使用性能，降低温度敏感性，提高弹性、韧性、粘性，高温抗车辙，低温抗裂，并且耐老化性能好，但添加价格昂贵的SBS使得改性沥青的成本明显增加。

橡胶沥青是指废胎胶粉与沥青按一定比例拌合而得到的满足相关技术指标要求的产物，其中废胎胶粉的掺量不小于15％(内掺)或17.6％(外掺)，又称沥青橡胶。当橡胶粉掺入热沥青后，橡胶颗粒吸收沥青中的油分而溶胀，再经过高剪切、发育等阶段，橡胶颗粒重新具有一定的粘性，由原来的紧密结构变成相对疏松的絮状结构，制备后的溶胀橡胶颗粒较均匀地悬浮分散在沥青中，基质沥青也因部分油分被吸收而变得粘稠。以橡胶改性的沥青材料不仅保持了沥青的主要物理力学性质和恢复橡胶材料部分生胶的粘性和可塑性，而且用于道路工程，能够改善沥青的高低温性能、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、减轻行车噪声等作用，有优良的冬季柔性。

国外将废轮胎应用于制备橡胶沥青起步较早，我国则在近几年出于环境保护、成本降低以及高性能化等因素，才开始重视橡胶沥青的研究与生产。目前橡胶沥青的生产工艺通常是将废胎胶粉在沥青中进行高温溶胀、物理剪切、研磨和分散搅拌。众所周知，用于沥青改性的废橡胶粉是经过硫化的橡胶。硫化是橡胶制品加工的主要工艺过程之一，也是橡胶制品生产中的最后一个加工工序，只有经过硫化后才能获得更完善的物理机械性能和化学性能。橡胶硫化过程中，线性的高分子在物理化学的作用下发生化学交联反应，形成三维网状体型结构，将塑性的胶料转变成高弹性橡胶，其物理机械、耐热、耐溶剂等性能提高。但是三维网络结构的形成，使得胶粉加入沥青后，沥青中的轻组分不能溶解胶粉，而只能少量溶胀，胶粉颗粒在硫化后其反应活性大的基团或原子不复存在，与沥青化学作用力差，加之橡胶粉与沥青在密度、极性、溶解度参数等存在较大差别，造成其与沥青间的相容性不好，高温储存时不稳定，胶粉易产生沉淀。因此在实际生产中必须将橡胶沥青生产设备安置在公路施工拌合站现场，边生产边使用，现场加工生产的方式对橡胶沥青的产品质量难以检测控制，且施工局限性很大。

现有技术中为解决以上问题，采用了多种方法来增加胶粉与沥青的相溶性：