CN103980723A - 一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，属于改性沥青技术领域。将SBS、橡胶粉及相容剂加入到加热后的基质沥青中，搅拌后加入稳定剂，进行剪切，剪切完成后将产品置于烘箱中溶胀，即得稳定型橡胶改性沥青。本发明提供的稳定型橡胶改性沥青的制备方法，降低了SBS的掺入量，使得改性沥青成本大大降低，制备工艺简单可行，得到的产品性能稳定，可工厂化长期存储，适应大规模应用。

Description

一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法

技术领域

本发明涉及改性沥青技术领域，具体涉及一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法。

背景技术

目前，我国公路的实际质量存在着不可忽视的问题。就沥青路面而言，道路普遍存在着耐久性差、使用寿命短和早期损坏的问题，沥青路面典型的沉陷、裂缝、车辙、松散、坑槽等损坏在城市道路中更是随处可见，这严重影响了道路的使用性能，造成极大的经济浪费和安全隐患。这些路面损坏的原因，除了设计、施工、养护等方面的因素外，材料、尤其是沥青材料的性能也是重要的原因。

改性沥青是指向沥青中掺加改性剂，或采取对沥青氧化加工等措施，使沥青的路用性能得到改善而制成的沥青混合料。沥青的改性是一个物理共混过程，改性剂聚合物加入沥青中后，通过溶胀与吸附在沥青中形成弹性的网络结构，这种网络结构具有理想的弹性、塑性和延伸性，使沥青的性能得到全面改善。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)应用于沥青改性已有几十年的历史。目前，传统方法生产的改性沥青普遍存在稳定性差的问题，造成改性沥青离析现象明显，不可以进行工厂化长期存储，不适应大规模应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种存储性能稳定的稳定型橡胶改性沥青的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1)将基质沥青置于搅拌机中，加热至170～180℃；

2)在上述基质沥青中加入SBS、橡胶粉及相容剂,启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到2500～3000r/min，整个搅拌过程为45～55min；其中转速为2500～3000r/min的搅拌时间为15～25min，温度控制在180～190℃；

3)在上述搅拌完成后的混合料中加入稳定剂，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热1～2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到2500～3000r/min，整个剪切过程为15～18min；其中转速为2500～3000r/min的剪切时间为10～12min，剪切温度控制在175～180℃；

4)将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌10～15min，其中，转速控制在2500～3000r/min，温度控制在180～190℃；

5)将步骤4)得到的产品置于170～180℃的烘箱中溶胀1～2h，即得稳定型橡胶改性沥青。

所述的稳定型橡胶改性沥青包括基质沥青、SBS、橡胶粉、相容剂以及稳定剂，其中各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100％。

所述的基质沥青为70号道路石油沥青。

所述的橡胶粉规格为30目或40目。

所述的稳定剂为硫磺。

所述的相容剂为橡胶油。

优选地，所述的各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100％。

本发明采用以上技术方案，将SBS、橡胶粉及相容剂加入到加热后的基质沥青中，搅拌后加入稳定剂，进行剪切，剪切完成后将产品置于烘箱中溶胀，即得稳定型橡胶改性沥青。本发明选用SBS作为沥青改性剂，来改善沥青的性能；在高速剪切的条件下，将沥青中的聚合物进行物理粉碎，使聚合物的比表面积变大，增加SBS与沥青的接触面积；稳定剂的加入促进了沥青与聚合物的反应，使沥青与聚合物之间形成交联，提高了改性沥青的稳定性。

本发明提供的稳定型橡胶改性沥青的制备方法，降低了SBS的掺入量，使得改性沥青成本大大降低，制备工艺简单可行，得到的产品性能稳定，可工厂化长期存储，适应大规模应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的稳定型橡胶改性沥青的制备方法包括以下步骤：

1)选用70号道路石油沥青作为基质沥青，将基质沥青置于搅拌机中，加热至170～180℃；

2)在上述基质沥青中加入SBS、橡胶粉及相容剂,启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到2500～3000r/min，整个搅拌过程为45～55min；其中转速为2500～3000r/min的搅拌时间为15～25min，温度控制在180～190℃，所述的橡胶粉规格为30目或40目，所述的相容剂为橡胶油；

3)在上述搅拌完成后的混合料中加入稳定剂，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热1～2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到2500～3000r/min，整个剪切过程为15～18min；其中转速为2500～3000r/min的剪切时间为10～12min，剪切温度控制在175～180℃，所述的稳定剂为硫磺。

4)将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌10～15min，其中，转速控制在2500～3000r/min，温度控制在180～190℃；

5)将步骤4)得到的产品置于170～180℃的烘箱中溶胀1～2h，即得稳定型橡胶改性沥青。

所述的稳定型橡胶改性沥青包括基质沥青、SBS、橡胶粉、相容剂以及稳定剂，其中各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100％。

优选地，所述的各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100％。

实施例1

按质量计，称取以下各组分：SBS1份，橡胶粉(30目)16份，橡胶油0.1份，硫磺0.25份，70号道路石油沥青82.65份。

1)选用70号道路石油沥青作为基质沥青，将基质沥青置于搅拌机中，加热至170℃；

2)在上述基质沥青中加入SBS、橡胶粉及橡胶油,启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到3000r/min，整个搅拌过程为45min；其中转速为3000r/min的搅拌时间为20min，温度控制在180℃；

3)在上述搅拌完成后的混合料中加入硫磺，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热1～2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到2500r/min，整个剪切过程为15～18min；其中转速为2500r/min的剪切时间为10～12min，剪切温度控制在175～180℃；

4)将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌10min，其中，转速控制在3000r/min，温度控制在190℃；

5)将步骤4)得到的产品置于175℃的烘箱中溶胀1.5h，即得稳定型橡胶改性沥青。

实施例2

按质量计，称取以下各组分：SBS1.5份，橡胶粉(40目)15份，橡胶油0.2份，硫磺0.15份，70号道路石油沥青83.15份。

1)选用70号道路石油沥青作为基质沥青，将基质沥青置于搅拌机中，加热至180℃；

2)在上述基质沥青中加入SBS、橡胶粉及橡胶油,启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到2500r/min，整个搅拌过程为55min；其中转速为2500r/min的搅拌时间为25min，温度控制在190℃，；

3)在上述搅拌完成后的混合料中加入硫磺，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热1～2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到3000r/min，整个剪切过程为15～18min；其中转速为3000r/min的剪切时间为10～12min，剪切温度控制在175～180℃；

4)将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌15min，其中，转速控制在2500r/min，温度控制在180℃；

5)将步骤4)得到的产品置于180℃的烘箱中溶胀1h，即得稳定型橡胶改性沥青。

实施例3

按质量计，称取以下各组分：SBS2份，橡胶粉(40目)18份，硫磺0.35份，70号道路石油沥青79.65份。

1)选用70号道路石油沥青作为基质沥青，将基质沥青置于搅拌机中，加热至175℃；

2)在上述基质沥青中加入SBS以及橡胶粉,启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到2800r/min，整个搅拌过程为50min；其中转速为2800r/min的搅拌时间为15min，温度控制在185℃；

3)在上述搅拌完成后的混合料中加入硫磺，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热1～2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到2800r/min，整个剪切过程为15～18min；其中转速为2800r/min的剪切时间为10～12min，剪切温度控制在175～180℃；

4)将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌10～15min，其中，转速控制在2800r/min，温度控制在185℃；

5)将步骤4)得到的产品置于170℃的烘箱中溶胀2h，即得稳定型橡胶改性沥青。

将上述3个实施例得到的稳定型橡胶改性沥青的性能指标与江苏省地方标准DB32/T2286-2012《湿法橡胶沥青路面施工技术规范》对比，结果如表1所示。

表1改性沥青的性能指标

将上述3个实施例得到的稳定型橡胶改性沥青在常温中存储14天后，用玻璃棒轻轻搅拌一会，测其性能，各项性能指标表2所示。

表2改性沥青的性能指标(存储14天后)

将上述3个实施例得到的稳定型橡胶改性沥青在常温中存储14天后，在温度165℃下热存储7天，即模拟连续高温加热情况，并测其性能，各项性能指标如表3所示。

表3改性沥青的性能指标(模拟连续高温加热)

表1说明：采用本发明的配方及制备方法生产的稳定型橡胶改性沥青，其针入度、延度、软化点、离析48h软化点差，各项指标均达到江苏省地方标准DB32/T2286-2012《湿法橡胶沥青路面施工技术规范》中的技术要求，性能效果优异。

表2说明：采用本发明的配方及制备方法生产的稳定型橡胶改性沥青，在常温下储存14天后，各项指标变化不大，稳定性强，满足DB32/T2286-2012中的技术要求。

表3说明：采用本发明的配方及制备方法生产的稳定型橡改性沥青，在常温下储存14天后在温度165℃下热存储7天，依然能够保持其性能，其各项指标均能达到DB32/T2286-2012中的技术要求，稳定性强。

以上结果表明：采用本发明的配方及制备方法生产的稳定型橡胶改性沥青，可塑性强、耐高温、适应极端气候，得到的产品性能稳定，可工厂化长期存储，适应大规模应用。

Claims (6)

1.一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：

1) 将基质沥青置于搅拌机中，加热至170~180℃；

2) 在上述基质沥青中加入SBS、橡胶粉及相容剂, 启动搅拌机开始搅拌，搅拌过程中慢慢将转速调整到 2500~3000 r/min，整个搅拌过程为45~55min；其中转速为2500~3000 r/min 的搅拌时间为15~25min，温度控制在180~190℃；

3) 在上述搅拌完成后的混合料中加入稳定剂，置于高速剪切机中，将剪切机转头浸入混合料中预热 1~2min后，开启剪切机，剪切过程中慢慢将转速调整到2500~3000 r/min，整个剪切过程为15~18min；其中转速为2500~3000 r/min的剪切时间为10~12min，剪切温度控制在175~180℃；

4) 将上述剪切完成后的半成品置于搅拌机上搅拌10~15 min，其中，转速控制在2500~3000 r/min，温度控制在180~ 190 ℃ ； 

 5) 将步骤4）得到的产品置于170~180℃的烘箱中溶胀1~2h，即得稳定型橡胶改性沥青。

所述的稳定型橡胶改性沥青包括基质沥青、SBS、橡胶粉 、相容剂以及稳定剂，其中各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

SBS：      1%~2%

橡胶粉：   15%~18%

相容剂：    0%~0.2%

稳定剂：    0.15%~0.35%

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100%。

2.根据权利要求1所述的一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：所述的基质沥青为70号道路石油沥青。

3. 根据权利要求1所述的一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：所述的橡胶粉规格为30目或40目。

4. 根据权利要求1所述的一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：所述的稳定剂为硫磺。

5.根据权利要求1所述的一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：所述的相容剂为橡胶油。

6.根据权利要求1所述的一种稳定型橡胶改性沥青的制备方法，其特征在于：所述的各组分在稳定型橡胶改性沥青中的质量百分比如下：

SBS：      1%

橡胶粉：   16%

相容剂：   0.1%

稳定剂：    0.25%

除以上成分外，其余成分为基质沥青，各成分的总量之和为100%。