CN110698871A - 直投式废旧橡胶粉sbs复合沥青改性剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂及其制备方法和应用，涉及沥青改性技术领域，上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂主要由废旧橡胶颗粒、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物、维他连接剂按特定的比例复配得到。由上述原料得到的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂可以直接应用于沥青混合料的拌和过程中，相对于现有湿法工艺需要提前制备橡胶/SBS改性沥青，随后再制备沥青混合料的工艺，本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂具有应用方法简单的优势，同时也避免了现有工艺需要提前制备橡胶/SBS改性所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
Description
技术领域
本发明涉及沥青改性技术领域，尤其是涉及一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，简称SBS，其具有高弹性，高温下不软化，低温下不发脆的特点，是我国主流的沥青改性剂，约占我国沥青改性剂市场的90％以上。经过SBS的改性，沥青的软化点、延度明显提高，温度敏感性降低。同时，现有废旧橡胶粉作为沥青改性剂添加到沥青中，也可以有效提高沥青的黏度、韧性、软化点，降低脆点，使沥青的低温延性、抗老化性能和感温性得到改善。
因此，近年来由废旧橡胶粉和SBS复配得到的沥青改性剂，由于其可以实现废旧橡胶粉和SBS对沥青改性作用的互补，能够有效地改善沥青的高低温性能，特别是沥青的抗老化性能，进而制得的沥青混合料具有噪声低，抵抗半刚性基层反射裂缝、低温裂缝及疲劳裂缝的能力强，抗车辙性能和抗紫外线老化性能突出等优点。
但是，现有的包含废旧橡胶粉和SBS的改性沥青，其生产工艺均是：采用湿法改性工艺提前生产改性沥青，即将橡胶粉和SBS先与沥青混合或混炼形成的橡胶/SBS改性沥青，然后作为黏结剂再与矿料拌和而成的混合料，这些现有工艺的缺点在于制得的橡胶/SBS改性沥青存储时间短，工艺复杂，需要成套的专用加工设备。而且这些湿法制得的橡胶/SBS改性沥青在贮存及运输途中往往还会出现的废旧橡胶粉和SBS的离析，以及SBS分子的断裂与降解问题，严重影响后期的施工效果。
因此，研究开发出一种在后期沥青混合料的制备过程中可以直接投入使用的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，进而缓解现有湿法工艺需要提前制备橡胶沥青，所导致的在贮存及运输途中废旧橡胶粉、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题，变得十分必要和迫切。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂主要由废旧橡胶颗粒、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和维他连接剂按特定的比例复配得到，该直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂可以直接应用于沥青混合料的制备，相对于现有湿法工艺需要提前制备橡胶沥青，随后再制备沥青混合料的加工工艺，本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂具有应用方法简单的优势，同时也避免了现有工艺需要提前制备橡胶/SBS改性沥青所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
本发明的第二目的在于提供一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法。
本发明的第三目的在于提供一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在制备沥青混合料中的应用，与现有的湿法工艺相比，本申请应用方法无需提前制备橡胶/SBS改性沥青，有效的减轻了沥青的短期老化问题，同时由于可以直接制备沥青混合料，也避免了现有工艺需要提前制备橡胶沥青所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
本发明提供的一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒40～60份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS)15～30份和维他连接剂3～5份；
进一步的，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒45～55份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物20～28份和维他连接剂4～5；
优选地，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒50份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物25份和维他连接剂4份；
进一步的，所述废旧橡胶颗粒的成分包括天然橡胶和丁苯橡胶，由废旧汽车轮胎去除纤维和钢丝后粉碎得到；
优选地，所述废旧橡胶颗粒的粒径为120～200目。
进一步的，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物为充油型结构的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的均分子量为140000～300000；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数为2～5g/10min；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的粒径为80～200目；
优选地，所述维他连接剂为辛烯聚合物橡胶反应剂8012。
进一步的，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂还包括助剂；
优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂中的至少一种；
更优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂；
优选地，所述增塑剂包括环烷油和石蜡油中的至少一种，优选为环烷油；
更优选地，按质量份数计，所述增塑剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为10～20份；
优选地，所述塑解剂包括五氯硫酚、萘硫酚和二甲苯基硫酚中的至少一种，优选为五氯硫酚；
更优选地，按质量份数计，所述塑解剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
优选地，所述分散剂包括芳烃油和浅抽油中的至少一种，优选为芳烃油；
更优选地，按质量份数计，所述分散剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
优选地，所述交联剂包括硫磺粉、氯化硫磺、二氯化硫、氧化锌和氧化镁中的至少一种，优选为硫磺粉；
更优选地，按质量份数计，所述交联剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～2份；
优选地，所述硫化促进剂包括秋兰姆、噻唑、二硫代氨基甲酸盐和次磺酰胺中的至少一种，优选为秋兰姆；
优选地，按质量份数计，所述硫化促进剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为0.1～1份。
进一步的，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的粒径为1～2.5mm。
本发明提供的一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将各原料混合后进行混炼，随后造粒得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂；
优选地，所述混炼和造粒的步骤在双螺杆挤出机中进行；
更优选地，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、将除交联剂和硫化促进剂外的其他组分混匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融，得到物料A；所述加热熔融的温度为175℃～190℃；
(b)、在双螺杆挤出机尾部上料口加入交联剂和硫化促进剂与物料A熔融，得到熔融态的混合物；
(c)、利用双螺杆挤出机对步骤(b)得到的熔融态的混合物进行挤出造粒，得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
本发明提供的一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在制备沥青混合料中的应用。
优选地，所述应用为使用上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂通过与集料、沥青、矿粉等直接拌和制备沥青混合料。
进一步的，所述应用包括以下步骤：
将上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料混匀得到混合物A；随后依次将沥青和矿粉加入混合物A中混匀得到沥青混合料。
优选地，所述集料的温度为185～195℃；
优选地，所述依次将沥青和矿粉加入物料A中混匀的温度为180～190℃。
进一步的，所述物料A中直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料的质量比为0.2～1.1:100；
优选地，所述沥青的加入量为集料质量的4～7％；
优选地，所述矿粉的加入量为集料质量的3～6％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，该直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂主要由废旧橡胶颗粒、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和维他连接剂按特定的比例复配得到，其中废旧橡胶颗粒能够提高沥青的黏度、韧性和软化点；苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物具有很好的交联作用，能够与沥青形成不可逆的化学键；维他连接剂能够使沥青与废旧橡胶表面的硫发生交联作用，形成链状和环状聚合物组成的网状结构。由上述原料按特定比例得到的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂可以直接应用于沥青混合料的制备，相对于现有湿法工艺需要提前制备橡胶/SBS改性沥青，随后再制备沥青混合料的加工工艺，本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂具有应用方法简单的优势，同时也避免了现有工艺需要提前制备橡胶/SBS改性沥青所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
本发明提供的上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法，该制备方法将各原料混合后进行混炼，随后造粒得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂；上述方法具有制备工艺简单的技术效果。
本发明提供的上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂可以广泛应用于沥青混合料的制备，与现有的湿法工艺相比，本申请应用方法无需提前制备橡胶/SBS改性沥青，有效的减轻了沥青的短期老化问题，同时由于可以直接制备沥青混合料，也避免了现有工艺需要提前制备橡胶/SBS改性沥青所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒40～60份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物15～30份和维他连接剂3～5份。
本发明中所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的“直投式”是指可以通过直接拌料的方式进行沥青混合料的制备，即无需提前制备橡胶沥青，相对于现有湿法工艺需要提前制备橡胶沥青，随后再制备沥青混合料的加工工艺具有应用方法简单的优势。
本发明中所用原料组分在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的作用在于：
废旧橡胶颗粒：所述废旧橡胶颗粒在沥青中分散后，可以提高沥青的黏度、韧性、软化点，降低脆点，使沥青的低温延性、抗老化性能和感温性得到改善。
上述废旧橡胶颗粒典型但非限制性的优选实施方案为：40份、45份、50份、55份和60份；
苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物：苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物，简称SBS，在沥青中通过混合、溶解和溶胀等过程均匀的分散开来，并利用交联作用，形成不可逆的化学键，来实现对沥青的改性。
上述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物典型但非限制性的优选实施方案为：15份、20份、23份、25份和30份；
维他连接剂：维他连接剂的作用是使相对较硬沥青质和相对较软沥青质中的硫与橡胶表面的硫发生交联作用，形成链状和环状聚合物组成的网状结构，从而强化橡胶对沥青的改性作用，可以有效的提高沥青的高温和低温性能，同时还可以改善橡胶与沥青的相容性。
上述维他连接剂典型但非限制性的优选实施方案为：3份、3.5份、4份、4.5份和5份；
本发明提供的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，该直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂主要由废旧橡胶颗粒、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和维他连接剂按特定的比例复配得到，其中废旧橡胶颗粒能够提高沥青的黏度、韧性和软化点；苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物具有很好的交联作用，能够与沥青形成不可逆的化学键；维他连接剂能够使沥青质中的硫与橡胶表面的硫发生交联作用，形成链状和环状聚合物组成的网状结构。将上述由按特定比例制得的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂应用于沥青混合料的制备，可以有效的改善沥青的低温延性、抗老化性能和感温性。
在本发明的一种优选实施方式中，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒45～55份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物20～28份和维他连接剂4～5份；
优选地，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒50份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物25份和维他连接剂4份。
本发明中，通过对各组分原料用量比例的进一步调整和优化，从而进一步优化了本发明直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的技术效果。
在本发明的一种优选实施方式中，所述废旧橡胶颗粒的成分包括天然橡胶和丁苯橡胶；
作为一种优选的实施方式，上述废旧橡胶颗粒的成分包括天然橡胶和丁苯橡胶，由废旧汽车轮胎去除纤维和钢丝后粉碎得到。
在上述优选实施方式中，所述废旧橡胶颗粒的粒径为120～200目。
作为一种优选的实施方式，上述废旧橡胶颗粒的粒径为120～200目，由于本发明直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与基质沥青的融合时间较短，使用120～200目的废旧橡胶颗粒能够更好的保障橡胶粉与沥青的充分接触与反应。
上述废旧橡胶颗粒的粒径典型但非限制性的优选实施方案为：120目、130目、140目、150目、160目、170目、180目、190目和200目；
在本发明的一种优选实施方式中，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物为充油型结构的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物；
作为一种优选的实施方式，上述充油型结构的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物相较于非充油型的线型及星型结构的SBS在快速熔融方面具有更好的效果。
在上述优选实施方式中，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的均分子量为140000～300000；
作为一种优选的实施方式，上述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的均分子量200000，由于本发明直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与基质沥青的融合时间较短，使用均分子量200000的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的改性难度适中，改性效果相对较好；
在上述优选实施方式中，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数为2～5g/10min；
作为一种优选的实施方式，上述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数为3g/10min，由于本发明直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与基质沥青的融合时间较短，使用熔融指数为3g/10min的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的熔融速度较快，同时造价不至于过高；
在上述优选实施方式中，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的粒径为80～200目；
作为一种优选的实施方式，上述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的粒径为80～200目，由于本发明直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与基质沥青的融合时间较短，使用80～200目的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物能够更好的保障橡胶粉与沥青的充分接触与反应。
在本发明的一种优选实施方式中，所述维他连接剂为辛烯聚合物橡胶反应剂8012。
在本发明的一种优选实施方式中，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂还包括助剂；
优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂中的至少一种；
更优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂；
在本发明的一种优选实施方式中，所述增塑剂包括环烷油和石蜡油中的至少一种，优选为环烷油；
作为一种优选的实施方式，上述增塑剂可以起到提高沥青与橡胶之间的塑性和互溶性的作用，优选为环烷油，环烷油是以环烷烃为主要成分的石油馏分，环烷油具有较高的溶解力，环烷油与橡胶之间具有良好的增塑和互溶性，可以有效地改善SBS和橡胶粉的可塑性和弹性。
优选地，按质量份数计，所述增塑剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为10～20份；
上述增塑剂典型但非限制性的优选实施方案为：10份、12份、14份、16份、18份和20份；
在本发明的一种优选实施方式中，所述塑解剂包括五氯硫酚、萘硫酚和二甲苯基硫酚中的至少一种，优选为五氯硫酚；
作为一种优选的实施方式，上述塑解剂可以提高橡胶塑炼的可塑度和塑炼效率，所述塑解剂优选为五氯硫酚，五氯硫酚是一种具有松节油气味的灰色或灰黄色粉末，其熔点为200-210℃。在氧气存在的条件下，五氯硫酚受热分解为自由基，使橡胶分子发生氧化降解，其本质是一种氧化催化剂，同时可以作为废橡胶的再生活化剂，可以加快本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在沥青中的溶解、溶胀和分散速度。
优选地，按质量份数计，所述塑解剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
上述塑解剂典型但非限制性的优选实施方案为：1份、1.5份、2份、2.5份和3份；
在本发明的一种优选实施方式中，所述分散剂包括芳烃油和浅抽油中的至少一种，优选为芳烃油；
作为一种优选的实施方式，上述分散剂优选为芳烃油也称芳香烃或芳烃，是指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。芳烃油与橡胶类具有良好的相容性，可以进一步的加快本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在沥青中的溶解、溶胀和分散速度。
优选地，按质量份数计，所述分散剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
上述分散剂典型但非限制性的优选实施方案为：1份、1.5份、2份、2.5份和3份；
在本发明的一种优选实施方式中，所述交联剂包括硫磺粉、氯化硫磺、二氯化硫、氧化锌和氧化镁中的至少一种，优选为硫磺粉；
作为一种优选的实施方式，上述交联剂可以在硫化过程中发生硫的交联，把一个或更多的硫原子接在聚合物链上形成桥状结构。进而可以提高本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与沥青混合料拌和过程中提高改性沥青的高温性能及力学性能。
优选地，按质量份数计，所述交联剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～2份；
上述交联剂典型但非限制性的优选实施方案为：1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份和2份；
在本发明的一种优选实施方式中，所述硫化促进剂包括秋兰姆、噻唑、二硫代氨基甲酸盐和次磺酰胺中的至少一种，优选为秋兰姆；
作为一种优选的实施方式，上述硫化促进剂可以提高硫化反应的硫化速度和硫化度，可以有效提高本申请直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在沥青混合料拌和过程中的硫化效果。
优选地，按质量份数计，所述硫化促进剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为0.1～1份。
上述硫化促进剂典型但非限制性的优选实施方案为：0.1份、0.2份、0.4份、0.6份、0.8份和1份；
在本发明的一种优选实施方式中，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的粒径为1～2.5mm。
作为一种优选的实施方式，上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的粒径1～2.5mm。
根据本发明的一个方面，一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
将各原料混合后进行混炼，随后造粒得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂；
本发明提供的上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法，该制备方法将各原料混合后进行混炼，随后造粒得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂；上述方法具有制备工艺简单的技术效果。
在本发明的一种优选实施方式中，所述混炼和造粒的步骤在双螺杆挤出机中进行；
作为一种优选的实施方式，上述混炼和造粒的步骤在双螺杆挤出机中具有加料方便、混炼均匀、混炼温度可控、挤出稳定性高、造粒粒径可控等优势。
在上述优选的实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、将除交联剂和硫化促进剂外的其他组分混匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融，得到物料A；所述加热熔融的温度为175℃～190℃；
(b)、在双螺杆挤出机尾部上料口加入交联剂和硫化促进剂与物料A熔融，得到熔融态的混合物；
(c)、利用双螺杆挤出机对步骤(b)得到的熔融态的混合物进行挤出造粒，得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
作为一种优选的实施方式，上述加热熔融的温度为185℃；双螺杆挤出机尾部上料口加入交联剂和硫化促进剂，该步骤避免过早的交联影响混炼效果，同时也为塑解剂发挥其效能提供了时间。
根据本发明的一个方面，一种上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在制备沥青混合料中的应用。
本发明提供的上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂可以广泛应用于沥青混合料的制备，与现有的湿法工艺相比，本申请应用方法无需提前制备橡胶/SBS改性沥青，有效的减轻了沥青的短期老化问题，同时由于可以直接制备沥青混合料，也避免了现有工艺需要提前制备橡胶混炼沥青所导致的贮存及运输过程中的废旧橡胶颗粒、SBS的离析以及SBS分子的断裂与降解的问题。
优选地，所述应用为使用上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂通过与集料、沥青、矿粉等直接拌和制备沥青混合料。
在本发明的一种优选实施方式中，所述应用包括以下步骤：
将上述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料混匀得到混合物A；随后依次将沥青和矿物质粉加入混合物A中混匀得到沥青混合料。
在本发明的一种优选实施方式中，所述集料的温度为185～195℃；
作为一种优选的实施方式，上述集料的温度为190℃，以提供足够的温度保证直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在沥青混合料拌和过程中的快速熔融及改发挥其改性作用。
在本发明的一种优选实施方式中，所述依次将沥青和矿物质粉加入物料A中混匀的温度为180～190℃。
作为一种优选的实施方式，上述依次将沥青和矿物质粉加入物料A中混匀的温度185℃，以保证直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在沥青混合料拌和过程中的快速熔融及改发挥其改性作用。
在本发明的一种优选实施方式中，所述物料A中直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料的质量比为0.2～1.1:100，从而更好地发挥橡胶颗粒及SBS对沥青的复合改性作用；
在本发明的一种优选实施方式中，所述沥青的加入量为集料质量的4～7％；
在本发明的一种优选实施方式中，所述矿物质粉的加入量为集料质量的3～6％。
下面将结合实施例和对比例对本发明的技术方案进行进一步地说明。
实施例1～5
按照如下表中的原料重量份配比，称取各原料：
按照如上的原料配比，分别称取各原料，然后将配方量的各原料混炼，得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，具体制备方法为以下步骤：
(a)、将除交联剂和硫化促进剂外的其他组分混匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融，得到物料A；所述加热熔融的温度为175℃～190℃；
(b)、在双螺杆挤出机尾部上料口加入交联剂和硫化促进剂与物料A熔融，得到熔融态的混合物；
(c)、利用双螺杆挤出机对步骤(b)得到的熔融态的混合物进行挤出造粒，得到粒径为1～2.5mm的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
实施例6～11
按照如下表中的原料重量份配比，称取各原料：
然后，参考实施例1～5的方法，分别制备实施例6～11的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
对比例1～7
按照如下表中的原料重量份配比，称取各原料：
然后，参考实施例1～5的方法，分别制备对比例1～7的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
实验例1
为表明本申请制备得到的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂具有很好的技术效果，现将本申请实施例1～11以及对比例1～7制备得到的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂进一步制备为沥青混合料进行性能测试，同时将现有湿法工艺制得的沥青混合料作为对照，具体方法如下：
本申请实施例1～11以及对比例1～7制备沥青混合料的方法为：
将直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与温度为185～195℃的热集料以1：10的质量比混匀干拌50s，后将沥青按照热集料质量的4％-7％掺入热集料中拌和120s，然后加入3％-6％的矿粉继续拌和120s，得到沥青混合料，所述拌和过程中温度控制在185℃±5℃。
所述对照组湿法工艺制得沥青混合料的方法为：
选用90号A级道路石油沥青，将沥青加热至185℃，将80目的废旧橡胶粉投入沥青中(废旧橡胶粉的量是沥青质量的6％)，利用高速剪切机剪切40min，剪切速率为4500r/min，然后将SBS颗粒投入沥青中(SBS改性剂的量是沥青质量的3％)，利用高速剪切机剪切40min，剪切速率为4500r/min。加入硫磺稳定剂(硫磺稳定剂的量是沥青质量的0.1％)，搅拌发育60min，制得沥青混合料。在制备过程中，沥青温度始终稳定在185℃±5℃之间。
将制得的沥青混合料进行动稳定度、低温弯曲破坏应变、残留稳定度和冻融劈裂强度比的检测，具体结果如表1和表2所示：
表1：本申请实施例1～5的检测结果：
表2：本申请实施例6～11的检测结果：
注：本申请实施例6～11的检测实验方法同实施例1～5。
表3：本申请对比例1～7以及对照组的检测结果：
注：本申请对比例1～7以及对照组的检测实验方法同实施例1～5。
综上所述，本发明提供的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，该直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂主要由废旧橡胶颗粒、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物和维他连接剂按特定的比例复配得到，将上述由按特定比例制得的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂应用于沥青混合料的制备，可以有效的改善沥青性能，同时制备工艺简单易行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒40～60份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物15～30份和维他连接剂3～5份。
2.根据权利要求1所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒45～55份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物20～28份和维他连接剂4～5份；
优选地，按质量份数计，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂包括以下组分：废旧橡胶颗粒50份、苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物25份和维他连接剂4份。
3.根据权利要求1或2所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，所述废旧橡胶颗粒由废旧汽车轮胎去除纤维和钢丝后粉碎得到，其成分包括天然橡胶和丁苯橡胶；
优选地，所述废旧橡胶颗粒的粒径为120～200目。
4.根据权利要求1或2所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物为充油型结构的苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的重均分子量为140000～300000；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的熔融指数为2～5g/10min；所述熔融指数的测试条件为在190℃和21.2N压力下苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物的溶体在10min内通过标准毛细管的质量，以g每10分钟(g/10min)计；
优选地，所述苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物的粒径为80～200目；
优选地，所述维他连接剂为辛烯聚合物橡胶反应剂8012。
5.根据权利要求1所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂还包括助剂；
优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂中的至少一种；
更优选地，所述助剂包括增塑剂、塑解剂、分散剂、交联剂和硫化促进剂；
优选地，所述增塑剂包括环烷油和石蜡油中的至少一种，优选为环烷油；
更优选地，按质量份数计，所述增塑剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为10～20份；
优选地，所述塑解剂包括五氯硫酚、萘硫酚和二甲苯基硫酚中的至少一种，优选为五氯硫酚；
更优选地，按质量份数计，所述塑解剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
优选地，所述分散剂包括芳烃油和浅抽油中的至少一种，优选为芳烃油；
更优选地，按质量份数计，所述分散剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～3份；
优选地，所述交联剂包括硫磺粉、氯化硫磺、二氯化硫、氧化锌和氧化镁中的至少一种，优选为硫磺粉；
更优选地，按质量份数计，所述交联剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为1～2份；
优选地，所述硫化促进剂包括秋兰姆、噻唑、二硫代氨基甲酸盐和次磺酰胺中的至少一种，优选为秋兰姆；
优选地，按质量份数计，所述硫化促进剂在直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂中的质量份数为0.1～1份。
6.根据权利要求1所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂，其特征在于，所述直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的粒径为1～2.5mm。
7.一种根据权利要求1～6任一项所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将各原料混合后进行混炼，随后造粒得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂；
优选地，所述混炼和造粒的步骤在双螺杆挤出机中进行；
更优选地，所述制备方法包括以下步骤：
(a)、将除交联剂和硫化促进剂外的其他组分混匀后置于双螺杆挤出机中加热熔融，得到物料A；所述加热熔融的温度为175℃～190℃；
(b)、在双螺杆挤出机尾部上料口加入交联剂和硫化促进剂与物料A熔融，得到熔融态的混合物；
(c)、利用双螺杆挤出机对步骤(b)得到的熔融态的混合物进行挤出造粒，得到直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂。
8.一种根据权利要求1～6任一项所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂在制备沥青混合料中的应用；
优选地，所述应用为使用权利要求1～6任一项所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂通过与集料、沥青、矿粉直接拌和制备沥青混合料。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述应用包括以下步骤：
将权利要求1～6任一项所述的直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料混匀得到混合物A；随后依次将沥青和矿粉加入混合物A中混匀得到沥青混合料；
优选地，所述集料的温度为185～195℃；
优选地，所述依次将沥青和矿物质粉加入物料A中混匀的温度为180～190℃。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述物料A中直投式废旧橡胶粉SBS复合沥青改性剂与集料的质量比为0.2～1.1:100；
优选地，所述沥青的加入量为集料质量的4～7％；
优选地，所述矿粉的加入量为集料质量的3～6％。
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