CN106810888A - 一种温拌橡胶沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种温拌橡胶沥青及其制备方法。其制备方法如下：将废胶粉逐步加入到活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后室温下放置，然后于鼓风干燥箱中烘干，制备得到活化橡胶粉；将制备得到的活化橡胶粉、改性剂A、改性剂B、催化助剂，加入到道路石油沥青中，加热，机械搅拌，连续反应，即得。与现有技术相比，本发明显著降低了混合料生产、摊铺、碾压过程中的温度，降低了能耗，有助于推动橡胶沥青混合料大规模推广应用，促进废旧轮胎的回收利用，解决传统的堆放、填埋、焚烧废旧轮胎带来的严重的环境污染问题和脱硫再生胎带来的严重工艺污染和高能耗问题，市场前景广阔。

Description

一种温拌橡胶沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于沥青基筑路材料技术领域，具体来说，涉及到一种温拌橡胶沥青及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，越来越多的废旧轮胎形成的“黑色污染”，正在威胁着全人类的生存环境。将废轮胎生产成胶粉，与石油沥青按一定比例掺拌制备得到橡胶沥青，并应用于公路建设中是现实可行且得到国家政策鼓励的废轮胎处理方式，具有重要的社会、经济价值和战略意义。
与普通沥青混合料相比橡胶沥青混合料在路用性能方面有明显的优势，具体表现为：可以显著降低路面噪声污染，减少噪声对居民的影响，有助于提高居民生活质量；橡胶沥青路面高温下有较大的弹性和恢复性，能够提高路面对疲劳裂缝、反射裂缝抵抗能力，提高路面抗车辙永久变形能力，延长道路使用寿命；橡胶沥青路面即使在低温下仍具有一定的弹性，增大轮胎与路面之间的滑动阻力，车辆行驶时车轮可以破坏路面上的冰层，从而起到抑制路面结冰的作用，提高了行车安全系数，增加路面的服务品质。
橡胶沥青混合料有湿法和干法两种制备方法。干法制备方法中胶粉不作为胶结料，而是代替1-3％的细集料用于沥青混凝土中，这种方法只能用于混合料，不必考虑胶粉的改性能力。传统干法工艺简单，可大量利用废旧橡胶，增大混合料阻尼，降低交通噪音，但是对沥青路用性能改善较小，并且当胶粉用量较大时，所铺路面容易出现橡胶粒松散而破坏，使用寿命不及湿法路面。
湿法是在沥青与集料混合之前，先将废胶粉与沥青混合的方法。传统湿法要求胶粉在高温沥青(200-224℃)中充分混合，并在高温下反应一段时间(一般至少45分钟)，以保证胶粉与沥青的充分反应。传统湿法虽然对路用性能改善较大，但在实际生产应用中存在诸多问题：湿法工艺较为复杂，需要增加搅拌罐和反应罐；生产中产生浓烟、恶臭，环境污染较大；橡胶沥青混合后分解出碳黑和油质很高的橡胶聚合物，使沥青混合料过于粘稠，导致施工困难；胶粉改性沥青混合料必须在高温下碾压，导致了沥青的老化，影响路面品质。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种操作性强、性能良好的温拌橡胶沥青及其制备方法。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述制备方法的步骤具体如下：1)以质量份计，将100份废胶粉逐步加入到12-15份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在20-25℃下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将20-30份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、2-5份改性剂A、2-5份改性剂B、0.5-1份催化助剂，加入到59-76份道路石油沥青中，加热170-180℃，机械搅拌200-250r/min，连续反应65-90min，即制备得到温拌橡胶沥青。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤1)所述橡胶粉为优质斜交胎轮胎粉末，粉末平均粒径为80目-100目。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤1)中的活化剂为质量比为3:1的环烷基橡胶油和无水乙醇混合物。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤2)中的改性剂A为聚乙烯蜡。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤2)中的改性剂B为纳米插层蒙脱土。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤2)中的道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。
本发明所述的一种温拌橡胶沥青的制备方法，所述步骤2)中的催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物。
与现有技术相比，本发明所述温拌橡胶沥青的制备方法得到的温拌橡胶沥青显著降低了混合料生产、摊铺、碾压过程中的温度，降低了能耗，有助于推动橡胶沥青混合料大规模推广应用，促进废旧轮胎的回收利用，解决传统的堆放、填埋、焚烧废旧轮胎带来的严重的环境污染问题和脱硫再生胎带来的严重工艺污染和高能耗问题，市场前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明所述温拌橡胶沥青的制备方法做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。
实施例1温拌橡胶沥青制备及性能检测。
一种温拌橡胶沥青制备方法，包括以下步骤：1)以质量计，将100份废胶粉逐步加入到12份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在室温(20-25℃)下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将20份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、2份改性剂A、2份改性剂B、0.6份催化助剂，加入到75.4份道路石油沥青中，加热175℃，机械搅拌220r/min，连续反应75min，即制备得到温拌橡胶沥青。
步骤1)所述活化剂为质量比为3:1的环烷基橡胶油和无水乙醇混合物。步骤2)所述改性剂A为聚乙烯蜡。步骤2)所述改性剂B为纳米插层蒙脱土。步骤2)所述道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。步骤2)所述催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物
由本发明所述的温拌橡胶沥青性能指标，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)测试。所得温拌橡胶沥青性能如表一：
温拌橡胶沥青性能指标表一
实施例2温拌橡胶沥青制备及性能检测
一种温拌橡胶沥青制备方法，包括以下步骤：1)以质量计，将100份废胶粉逐步加入到13.5份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在室温(20-25℃)下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将25份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、3.5份改性剂A、3.5份改性剂B、0.75份催化助剂，加入到67.25份道路石油沥青中，加热175℃，机械搅拌220r/min，连续反应75min，即制备得到温拌橡胶沥青。
步骤1)所述活化剂为质量比为3:1的环烷基橡胶油和无水乙醇混合物。步骤2)所述改性剂A为聚乙烯蜡。步骤2)所述改性剂B为纳米插层蒙脱土。步骤2)所述道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。步骤2)所述催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物
由本发明所述的温拌橡胶沥青性能指标，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)测试。所得温拌橡胶沥青性能如表二：
温拌橡胶沥请性能指标表二
实施例3温拌橡胶沥青制备及性能检测
一种温拌橡胶沥青制备方法，包括以下步骤：1)以质量计，将100份废胶粉逐步加入到15份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在室温(20-25℃)下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将27份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、5份改性剂A、5份改性剂B、1份催化助剂，加入到62份道路石油沥青中，加热180℃，机械搅拌250r/min，连续反应85min，即制备得到温拌橡胶沥青。
步骤1)所述活化剂为质量比为3:1:0.06的环烷基橡胶油、无水乙醇和羟甘草黄烷酮的混合物。步骤2)所述改性剂A为聚乙烯蜡。步骤2)所述改性剂B为纳米插层蒙脱土。步骤2)所述道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。步骤2)所述催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物
由本发明所述的温拌橡胶沥青性能指标，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)测试。所得温拌橡胶沥青性能如表三：
温拌橡胶沥请性能指标表三
实施例4温拌橡胶沥青制备及性能检测
一种温拌橡胶沥青制备方法，包括以下步骤：1)以质量计，将100份废胶粉逐步加入到15份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在室温(20-25℃)下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将27份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、5份改性剂A、5份改性剂B、1份催化助剂，加入到62份道路石油沥青中，加热180℃，机械搅拌250r/min，连续反应85min，即制备得到温拌橡胶沥青。
步骤1)所述活化剂为质量比为3:1的环烷基橡胶油和无水乙醇混合物。步骤2)所述改性剂A为聚乙烯蜡。步骤2)所述改性剂B为纳米插层蒙脱土。步骤2)所述道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。步骤2)所述催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物
由本发明所述的温拌橡胶沥青性能指标，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)测试。所得温拌橡胶沥青性能如表三：
温拌橡胶沥请性能指标表三

Claims (8)

1.一种温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤具体如下：1)以质量份计，将100份废胶粉逐步加入到12-15份活化剂中，搅拌均匀，使废胶粉充分润湿后在20-25℃下放置8小时，然后于45-50℃鼓风干燥箱中烘干4小时，制备得到活化橡胶粉；2)以质量计，将20-30份步骤1)中制备得到的活化橡胶粉、2-5份改性剂A、2-5份改性剂B、0.5-1份催化助剂，加入到59-76份道路石油沥青中，加热170-180℃，机械搅拌200-250r/min，连续反应65-90min，即制备得到温拌橡胶沥青。
2.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤1)所述橡胶粉为优质斜交胎轮胎粉末，粉末平均粒径为80目-100目。
3.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的活化剂为质量比为3:1的环烷基橡胶油和无水乙醇混合物。
4.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的改性剂A为聚乙烯蜡。
5.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的改性剂B为纳米插层蒙脱土。
6.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的道路石油沥青为AH-90道路石油沥青，并满足《公路沥青施工技术规范》(JTG F40-2004)要求。
7.根据权利要求1所述的温拌橡胶沥青的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的催化助剂为质量比为2:1的异丙基丙烯酰胺与硫磺混合物。
8.根据权利要求1-7任一所述制备方法制得的温拌橡胶沥青。
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