[发明专利]一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料及其制备方法，包括普通集料、吸波集料、矿粉、橡胶沥青前驱体、硫化剂和反应促进剂，矿粉占沥青混合料总重量的3％～10％；普通集料占沥青混合料总重量的33％～84％；吸波集料占沥青混合料总重量的10％～50％；橡胶沥青前驱体占沥青混合料总重量的3～7％；橡胶沥青前驱体包括如下质量比的组分：基质沥青﹕天然橡胶乳液﹕油基增容剂100﹕8～20﹕4～10；橡胶沥青前驱体、硫化剂和反应促进剂的质量比为100﹕1.5～11﹕0.15～1.3。微波硫化热固性橡胶沥青混合料的力学性能和路用性能更优越，具有强度高、抗疲劳性能优异、耐久性及抗老化性能良好的优点。

技术领域

本发明属于道路铺面材料技术领域，涉及一种沥青混合料，具体涉及一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着我国经济高速发展，我国货运车辆出现了车辆数下降、总吨位上升，单辆车载大幅上升的结构性变化，我国高速公路及国省干线面临着更严峻的重载、超载挑战，对路面的抗车辙性能及抗疲劳性能提出了更高的要求。为延长沥青路面道路的使用寿命，需使用性能更加优异的沥青胶结料。目前，主流做法是向沥青中添加改性剂进行物理改性，而常见的沥青改性剂有SBS、废旧胶粉、丁苯胶乳等。

天然橡胶是一种绿色的、可再生的生物质沥青改性剂，其具有广阔的应用前景。然而简单的将天然橡胶加入沥青中，通过搅拌、高速剪切等方式分散均匀，对沥青的高低温性能和耐久性进行改善，但性能提升幅度有限。对沥青中的天然橡胶进行硫化，使之成为一种热固性沥青材料能大幅提升其性能，然而沥青往往是以沥青混合料的形式再路面工程中应用，沥青混合料体积较大，通过加热方式进行硫化会造成表面橡胶沥青过硫化而内部橡胶沥青欠硫化，造成热固性沥青混合料性能较差且质量不稳定。

发明内容

本申请发明人在大量的实验及微观实验中发现，当天然橡胶乳液的添加量较少时橡胶在沥青中以线状分散、相互分离(如图1中3％天然橡胶乳液掺量时，橡胶点状分布)，天然橡胶沥青此时仍主要表现出沥青的性状，无法达到想要的材料性能。而进一步的加大天然橡胶乳液用量后通过荧光显微镜发现：当天然橡胶乳液添加量达到沥青质量的8％时，天然橡胶在沥青中形成了网状结构(如图2所示)，随着天然橡胶乳液添加量的持续增加，网络结构更加明显、稳定；而此时的天然橡胶沥青黏度增大，不宜与集料拌合为沥青混合料，通过天然橡胶乳液/油基增容剂配比的调节增加低粘度、稳定的油基增容剂后能降低天然橡胶沥青的黏度。通过对沥青中的天然橡胶进行硫化，进一步加强了天然橡胶的强度和网络密度，使天然橡胶沥青中的天然橡胶与沥青形成IPN网络互串结构，硫化后的天然橡胶高温不软、低温不脆，从而赋予了硫化天然橡胶的热固性，大幅提升混合料的性能，是一种优质的道路铺面材料。

基于以上研究成果，经过进一步研究，本发明要求保护如下技术方案：

一种微波硫化热固性天然橡胶沥青混合料，其特征在于：包括普通集料、吸波集料、矿粉、橡胶沥青前驱体、硫化剂和反应促进剂，

所述矿粉占沥青混合料总重量的3％～10％；所述普通集料占沥青混合料总重量的33％～84％；所述吸波集料占沥青混合料总重量的10％～50％；所述橡胶沥青前驱体占沥青混合料总重量的3～7％；

橡胶沥青前驱体包括如下质量比的组分：基质沥青﹕天然橡胶乳液﹕油基增容剂的质量比为100﹕8～20﹕4～10；

橡胶沥青前驱体、硫化剂和反应促进剂的质量比为100﹕1.5～11﹕0.15～1.3。

作为优选地，橡胶沥青前驱体中基质沥青﹕天然橡胶乳液﹕油基增容剂的质量比为100﹕12～20﹕4～10或100﹕12～16﹕4～10；

橡胶沥青前驱体、硫化剂和反应促进剂的质量比为100﹕1.6～10.5﹕

0.15～1.1或100﹕1.79～10.17﹕0.18～1.02。