CN104312173A

CN104312173A - 橡胶复合改性沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN104312173A
Application number: CN201410572107.3A
Authority: CN
Inventors: 林雨冬
Original assignee: JILIN JIARUI PITCH TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JILIN JIARUI PITCH TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-10-21
Filing date: 2014-10-21
Publication date: 2015-01-28

Abstract

橡胶复合改性沥青及其制备方法，属于道路铺设材料技术领域。解决了现有橡胶沥青稳定性差、粘度衰减速度快、易离析分层、高温性能差、低温延度低、沥青运输半径小、易产生车辙与裂缝等问题。该改性沥青包括：70-80重量份的石油沥青、3-4重量份的SBS、14-18重量份的橡胶粉、0.2-0.4重量份的硫型稳定剂、0.1-0.2重量份的硫化促进剂及1-3重量份的芳烃油，石油沥青中，芳香族、饱和烃、沥青质、胶质的质量百分比分别为40-50％、10-20％、10-15％、15-30％；橡胶粉为30-40目的大车胎胶粉，芳烃油的闪点为240℃以上。该沥青性能稳定无衰减，不易离析，能够满足高低温性能要求。

Description

橡胶复合改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种橡胶复合改性沥青及其制备方法，属于道路铺设材料技术领域。

背景技术

橡胶沥青是指先将废旧轮胎破碎加工成为胶粉，再按一定的级配进行组合，同时添加一些改性剂，并在充分搅拌的高温条件下(180℃以上)，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。与一般的沥青相比，橡胶沥青具有以下特点：1、优秀的弹性和变形能力，尤其适用于对抗疲劳性能要求较高的工程环境；2、针入度减小，软化点提高，粘度增大。沥青的高温稳定性提高，对高温下车辙、推挤现象有明显改善；3、增强粘附性。石料表面粘附的橡胶沥青膜厚度增加，可提高沥青路面抗水损害性能，延长公路寿命；4、减少和消除废轮胎的“黑色污染”，注重环保的同时又重复利用了资源。因此被广泛应用于公路铺设。

但是，现有技术中的橡胶沥青存在以下缺点：1、胶粉与基质沥青将发生化学与物理的双重作用，影响因素较多，导致沥青性能易衰变，不稳定；2、橡胶沥青粘度较大，难于加工，需要较高的摊铺温度和碾压温度；3、在橡胶沥青贮存过程中，橡胶沥青粘度衰减速度过快，胶粉容易沉淀，导致橡胶沥青产生离析，所以橡胶沥青运输半径小，同时易造成堵塞管道，影响施工；4、橡胶改性沥青高、低温性能不明显，沥青回弹性差，实际应用中沥青混合料拌合中指标大幅度衰减，不能满足寒冷地区的低温性抗裂性能和炎热地区高温抗车辙性能要求，路用易产生车辙与裂缝。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，橡胶沥青稳定性差、粘度衰减速度快、易离析分层、运输半径小、高温性能差、低温延度低、路用易产生的车辙与裂缝等技术问题，提供一种橡胶复合改性沥青及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下。

橡胶复合改性沥青，组成及重量份为：

所述石油沥青中，芳香族的质量百分比为40-50％，饱和烃的质量百分比为10-20％，沥青质的质量百分比为10-15％，胶质的质量百分比为15-30％；

所述橡胶粉为30-40目的大车胎胶粉；

所述芳烃油的闪点为240℃以上。

优选的是，所述大车胎胶粉的30目通过率为100％，40目通过率为40-50％。

优选的是，所述硫型稳定剂的硫元素含量在90％以上，相溶性成份的质量分数为20％。

优选的是，所述硫型稳定剂为稳定剂WD-J，所述硫化促进剂为促进剂TMTD。

优选的是，所述SBS为岳阳石化791-H。

优选的是，所述芳烃油的重量份为2-3。

上述橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1)按组成及重量份称取石油沥青、芳烃油、橡胶粉、SBS、硫型稳定剂和硫化促进剂后，将石油沥青与芳烃油预热至180-200℃；

(2)将预热后的石油沥青与芳烃油同时打入持续搅拌状态下的预混罐中，然后在该持续搅拌状态下，先向预混罐中投入橡胶粉，再向预混罐中投入SBS，继续搅拌至均匀，得到共混物；

所述步骤(2)中耗时8-10min；

(3)将共混物送入胶体磨，一次性研磨后，打入成品罐，再向成品罐中加入硫型稳定剂和硫化促进剂，在170-180℃，持续搅拌下发育2-6h，得到橡胶复合改性沥青。

优选的是，所述步骤(2)和步骤(3)中，搅拌速度为100-300转/min。

优选的是，所述步骤(3)中，先将胶体磨预热至120-130℃。

优选的是，所述步骤(3)中，胶体磨的间隙为80mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明的橡胶复合改性沥青性能稳定无衰减，不易离析，能够满足高、低温性能要求，适合季冻区乃至全国各不同气候地区使用；

2、本发明的橡胶复合改性沥青性能工艺简单，容易操作，有效降低生产成本。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施方式对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明权利要求的限制。

本发明的橡胶复合改性沥青，组成及重量份为：

其中，石油沥青中，芳香族的质量百分比为40-50％，饱和烃的质量百分比为10-20％，沥青质的质量百分比为10-15％，胶质的质量百分比为15-30％；石油沥青没有其他特殊限制，可以通过本领域技术人员熟知方式获得，如90#石油沥青。

橡胶粉为大车胎胶粉，颗粒尺寸为30-40目，检测通过率，一般选择30目通过率为100％，40目通过率为40-50％的大车胎胶粉，橡胶粉没有其他特殊限制，可以通过本领域技术人员熟知方式获得。

SBS为线性共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，没有其他特殊限制，可通过本领域技术人员熟知方式获得。如可以采用岳阳石化791-H。SBS与橡胶粉共同作用对沥青改性，SBS的重量份为3-4重量份，如果添加量大于4重量份会导致橡胶沥青粘度过大，无法过磨生产，同时造成材料浪费，如果添加量少于3重量份会影响橡胶复合改性沥青的低温性能与弹性性能。

硫型稳定剂的硫元素含量在90％以上，一般在95％以上，相溶性成份的质量占硫型稳定剂总质量的20％。硫型稳定剂在沥青中起到稳定沥青性能的作用，为本领技术人员常用稳定剂，可以通过本领域技术人员熟知方式获得，可以采用稳定剂WD-J。

硫化促进剂为本领域通用促进剂，在沥青中起到持久稳定的作用，可以通过本领域技术人员熟知方式获得，如促进剂TMTD。

芳烃油选用闪点为240℃以上的改性沥青专用芳烃油类，一般为240℃，可以通过本领域技术人员熟知方式获得。在本发明中芳烃油作为软化剂和分散剂，快速使胶粉与SBS分散溶胀，达到发育目的，本发明中芳烃油为1-3重量份，如果添加量大于3重量份会影响产品整体性能指标，衰减速度增快，如果添加量少于1，会导致改性沥青的耐热性能降低，考虑生产效率，为缩短发育时间，优选芳烃油的重量份为2以上。

上述橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1)按组成及重量份称取石油沥青、芳烃油、橡胶粉、SBS、硫型稳定剂和硫化促进剂后，将石油沥青与芳烃油经过换热装置，升温至180-200℃；

(2)将预热后的石油沥青与芳烃油同时打入持续搅拌状态下的预混罐中，然后在该持续搅拌状态下，先向预混罐中投入橡胶粉，再向预混罐中投入SBS，继续搅拌至均匀，得到共混物；步骤(2)整个过程中搅拌不停止，搅拌速度一直保持在100-300转/min，步骤(2)整个过程共耗时8-10min；

(3)将胶体磨预热至120-130℃，胶体磨间隙调整至80mm，然后将共混物送入胶体磨(根据生产压力不同，可以选择不同的送入方式，如泵送)，一次性研磨后，打入成品罐，再向成品罐中加入硫型稳定剂和硫化促进剂，在170-180℃，以100-300转/min持续搅拌发育2-6h，通常搅拌速度快，发育时间短，搅拌速度慢，发育时间长，如以200-300转/min持续搅拌可以发育2-3h，以100-200转/min持续可以搅拌发育5-6h，得到橡胶复合改性沥青。

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1

橡胶复合改性沥青，其组成为：70重量份的90#石油沥青、3重量份的SBS、14重量份的30-40目大车胎胶粉、0.2重量份的稳定剂WD-J、0.1重量份的的促进剂TMTD及2重量份闪点为240℃的芳烃油。

上述橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

(1)按组成及重量份称取上述原料后，将90#石油沥青与芳烃油加入换热装置，升温至180-200℃；

(2)将预热后的90#石油沥青与芳烃油同时打入持续搅拌状态下的预混罐中，然后在该持续搅拌状态下，先向预混罐中投入大车胎胶粉，再向预混罐中投入SBS，继续搅拌至均匀，得到共混物；步骤(2)整个过程搅拌速度一直为100转/min，耗时共8min；

(3)将胶体磨预热至120℃，胶体磨间隙调整至80mm后，将共混物加入胶体磨，一次性研磨后，打入成品罐，再向成品罐中加入稳定剂WD-J和促进剂TMTD，在170℃，以100转/min的搅拌速度发育6h，得到橡胶复合改性沥青。

实施例2

橡胶复合改性沥青，其组成为：75重量份的90#石油沥青、3.5重量份的SBS、15重量份的30-40目大车橡胶粉、0.3重量份的稳定剂WD-J、0.15重量份的促进剂TMTD及2.5重量份闪点为240℃的芳烃油。

上述橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

(2)将预热后的90#石油沥青与芳烃油同时打入持续搅拌状态下的预混罐中，然后在该持续搅拌状态下，先向预混罐中投入大车胎胶粉，再向预混罐中投入SBS，继续搅拌至均匀，得到共混物；步骤(2)整个过程搅拌速度一直为300转/min，耗时共9min；

(3)将胶体磨预热至130℃，胶体磨间隙调整至80mm后，将共混物加入胶体磨，一次性研磨后，打入成品罐，再向成品罐中加入稳定剂WD-J和促进剂TMTD，在180℃，以300转/min的搅拌速度搅拌发育2h，得到橡胶复合改性沥青。

对上述得到的橡胶复合改性沥青的效果进行检测，技术指标依据公路工程JT/T798-2011行业标准的规定，检测方法依据(公路工程沥青及沥青混合料试验规程)JTGE20-2011中规定标准检测。检测结果如表1所示。

表1为实施例2制备的橡胶复合改性沥青的性能检测结果

表中“--”代表JT/T798-2011中没有该要求，因为现有橡胶沥青稳定性差，无法要求，也是由于这个原因，现有橡胶沥青不能贮存，生产后直接使用。从上述实验结果可以看出，本发明的橡胶复合改性沥青能够能够满足高、低温性能要求，不易离析分层，能够贮存，适合季冻区乃至全国各不同气候地区使用。

实施例3

橡胶复合改性沥青，其组成为：80重量份的90#石油沥青、4重量份的SBS、18重量份的30-40目大车橡胶粉、0.4重量份的稳定剂WD-J、0.2重量份的促进剂TMTD及3重量份闪点为240℃的芳烃油。

上述橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

(2)将预热后的90#石油沥青与芳烃油同时打入持续搅拌状态下的预混罐中，然后在该持续搅拌状态下，先向预混罐中投入大车胎胶粉，再向预混罐中投入SBS，继续搅拌至均匀，得到共混物；步骤(2)整个过程搅拌速度一直为300转/min，耗时共10min；

(3)将胶体磨预热至130℃，胶体磨间隙调整至80mm后，将共混物加入胶体磨，一次性研磨后，打入成品罐，再向成品罐中加入稳定剂WD-J和促进剂TMTD，在180℃，以300转/min的搅拌速度搅拌发育3h，得到橡胶复合改性沥青。

对上述得到的橡胶复合改性沥青的效果进行检测，技术指标依据公路工程JT/T798-2011行业标准的规定，检测方法依据(公路工程沥青及沥青混合料试验规程)JTGE20-2011中规定标准检测。检测结果如表2所示。

表2为实施例3制备的橡胶复合改性沥青的性能检测结果

显然，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明专利保护的范围内。

Claims

1.橡胶复合改性沥青，其特征在于，组成及重量份为：

所述石油沥青中，芳香族的质量百分比为40-50％，饱和烃的质量百分比为10-20％，沥青质的质量百分比10-15％，胶质的质量百分比15-30％；

所述橡胶粉为30-40目的大车胎胶粉；

所述芳烃油的闪点为240℃以上。

2.根据权利要求1所述的橡胶复合改性沥青，其特征在于，所述大车胎胶粉的30目通过率为100％，40目通过率为40-50％。

3.根据权利要求1所述的橡胶复合改性沥青，其特征在于，所述硫型稳定剂的硫元素含量在90％以上，相溶性成份的质量分数为20％。

4.根据权利要求1所述的橡胶复合改性沥青，其特征在于，所述硫型稳定剂为稳定剂WD-J，所述硫化促进剂为促进剂TMTD。

5.根据权利要求1所述的橡胶复合改性沥青，其特征在于，所述SBS为岳阳石化791-H。

6.根据权利要求1所述的橡胶复合改性沥青，其特征在于，所述芳烃油的重量份为2-3。

7.根据权利要求1-6任何一项所述的橡胶复合改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述步骤(2)共耗时8-10min；

8.根据权利要求7所述的橡胶复合改性沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)中，搅拌速度为100-300转/min。

9.根据权利要求7所述的橡胶复合改性沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，先将胶体磨预热至120-130℃。

10.根据权利要求7所述的橡胶复合改性沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，胶体磨的间隙为80mm。