CN111647280A - 一种活性胶粉改性沥青及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种活性胶粉改性沥青及其制备方法，涉及改性沥青技术领域，其组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。该活性胶粉改性沥青及其制备方法能够显著提高各组分间的相容性，从而有效提高活性胶粉改性沥青的匀质性和稳定性。

Description

一种活性胶粉改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明涉及改性沥青技术领域，具体而言，涉及一种活性胶粉改性沥青及其制备方法。

背景技术

越来越多的研究和应用表明，橡胶粉改性沥青具有很多优良性能，不仅能够有效改善沥青的高温性能和低温性能，而且还能够减少沥青路面的龟裂和老化，从而有效提高车辆的行驶安全和路面的使用寿命。同时，橡胶粉改性沥青还能够回收利用废旧橡胶，减少固体废弃物的污染，从而有效提高橡胶粉改性沥青的经济性和环保性。在国内的公路工程实践当中，橡胶粉改性沥青已经在很多方面得到应用，实践证明橡胶粉改性沥青高温性能优秀，水稳定性良好，同时具有很好的抗疲劳破坏性能，这些性能在旧路改造和路面加铺等工程中具有广泛的适用性。

但是，在传统的橡胶粉改性沥青体系中，橡胶粉和基质沥青均属于热力学不相容体系，改性剂在基质沥青中主要是物理分散状态，以微小的颗粒分布于沥青介质中，呈两相结构，在高温条件下，由于橡胶粉颗粒与基质沥青的密度差异而发生离析，因此，传统的橡胶粉改性沥青存在匀质性和稳定性较差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种活性胶粉改性沥青及其制备方法，能够显著提高各组分间的相容性，从而有效提高活性胶粉改性沥青的匀质性和稳定性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种活性胶粉改性沥青，其组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述基质沥青为90#基质沥青。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述外加剂为橡胶油。

本发明实施例的另一方面，提供一种活性胶粉改性沥青的制备方法，包括：

将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，其中，所述活性胶粉改性沥青的组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，包括：

将所述基质沥青加热至160～170℃；

加入所述羧化聚乙烯蜡和所述活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃；

加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述将所述基质沥青加热至160～170℃之前，所述制备方法还包括：

将所述活性胶粉烘干，烘干温度为100～110℃。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述加入所述羧化聚乙烯蜡和所述活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃，包括：

在溶胀过程中以2℃/min速度升温至180～190℃。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青之后，所述制备方法还包括：

对所述活性胶粉改性沥青进行加热，以使所述活性胶粉改性沥青处于190～210℃温度范围内。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青之后，所述制备方法还包括：

对所述活性胶粉改性沥青进行搅拌，以使所述活性胶粉改性沥青处于分散状态。

本发明实施例的有益效果包括：

该活性胶粉改性沥青通过在基质沥青中加入活性胶粉，能够降低活性胶粉的表面张力，增强两相之间的亲和力，从而促进两相之间的相容，使得活性胶粉能够均匀分布在基质沥青中，同时，活化胶粉的弹性特性还能够显著提升沥青混合料路面的抗疲劳性能和高、低温性能；通过在基质沥青中加入羧化聚乙烯蜡，不仅能够降低该活性胶粉改性沥青高温下的粘度，促进活性胶粉吸收基质沥青中的轻质组分，提高活性胶粉混合、溶胀效率，还能够利用其在115～120℃溶解降低该活性胶粉改性沥青的粘度的特点，降低施工过程中沥青混合摊铺、碾压对温度的要求；由于较高掺量的活性胶粉吸收了较多基质沥青中的轻质组分，因此，通过在基质沥青中加入外加剂，以补充该活性胶粉改性沥青中的轻质组分，稳定该活性胶粉改性沥青的内部组分。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的活性胶粉改性沥青的制备方法的流程示意图之一；

图2为本发明实施例提供的活性胶粉改性沥青的制备方法的流程示意图之二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

随着交通建设行业的不断发展以及交通量水平的增加，各地区逐渐广泛采用改性沥青以提高路面路用性能和耐久性，橡胶改性沥青因其有效改善高温性能、低温性能及抗老化性能得到广泛的推广应用，传统胶粉改性沥青因橡胶粉与沥青相容性差等特点容易产生分离，同时制备的胶粉需高温保存以保证其匀质性和性能稳定，不适宜远距离运输。

为此，本申请提供一种活性胶粉改性沥青及其制备方法，能够显著提高各组分间的相容性，从而有效提高活性胶粉改性沥青的匀质性和稳定性，避免现有技术中传统胶粉改性沥青因橡胶粉与沥青相容性差等特点容易产生分离，同时制备的胶粉需高温保存以保证其匀质性和性能稳定，不适宜远距离运输等问题。

具体地，本实施例提供一种活性胶粉改性沥青，其组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

需要说明的是，第一，通过在基质沥青中加入活性胶粉，能够增加活性胶粉与基质沥青之间的界面相容性，提高该活性胶粉改性沥青的匀质性，该活性胶粉改性沥青各组分间相容性显著提升，从而能够提高胶粉改性沥青的高、低温性能和抗老化性能。

第二，通过在基质沥青中加入羧化聚乙烯蜡，相较于现有技术中传统胶粉改性沥青，能够减少温度的降低对混凝土粘度的影响，使得施工温度无需过高，同时还能够显著提高120～150℃下的混凝土粘度，从而促进该活性胶粉改性沥青碾压时密实度的达标，降低施工碾压成型的难度。

如上所述，该活性胶粉改性沥青通过在基质沥青中加入活性胶粉，能够降低活性胶粉的表面张力，增强两相之间的亲和力，从而促进两相之间的相容，使得活性胶粉能够均匀分布在基质沥青中，同时，活化胶粉的弹性特性还能够显著提升沥青混合料路面的抗疲劳性能和高、低温性能；通过在基质沥青中加入羧化聚乙烯蜡，不仅能够降低该活性胶粉改性沥青高温下的粘度，促进活性胶粉吸收基质沥青中的轻质组分，提高活性胶粉混合、溶胀效率，还能够利用其在115～120℃溶解降低该活性胶粉改性沥青的粘度的特点，降低施工过程中沥青混合摊铺、碾压对温度的要求；由于较高掺量的活性胶粉吸收了较多基质沥青中的轻质组分，因此，通过在基质沥青中加入外加剂，以补充该活性胶粉改性沥青中的轻质组分，稳定该活性胶粉改性沥青的内部组分。

除此之外，该活性胶粉改性沥青在与间断级配矿料组成橡胶沥青混合料后，能够使得路面弹性恢复能力显著提升，抗疲劳开裂和抗车辙能力显著增强，低温抗裂性和抗水损害能力优良。通过增加该活性胶粉改性沥青中活性胶粉的含量，还能够使得沥青路面中的炭黑含量显著增多，从而使得路面保持较长时间且较深的颜色，提高了路面颜色和标志线的反差，进而间接改善了行车安全性。

其中，在本实施例中，基质沥青为90#基质沥青，外加剂为橡胶油。

请结合参照图1和图2，本发明实施例的另一方面，提供一种活性胶粉改性沥青的制备方法，包括：

将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，其中，活性胶粉改性沥青的组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

需要说明的是，本实施例提供的活性胶粉改性沥青，可以在施工现场随配随用，从而显著提高该活性胶粉改性沥青的保温和运输的便捷性，相较于现有技术中传统胶粉改性沥青需要在工厂中制备再远距离运输至施工现场，解决了远距离过程中传统胶粉改性沥青需要高温搅拌的问题，能够显著降低该活性胶粉改性沥青加热储存时间，从而有效降低该活性胶粉改性沥青的老化程度。

在本实施例中，采用间歇式生产该活性胶粉改性沥青，具体地，将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，包括：

S110.将基质沥青加热至160～170℃；

需要说明的是，将基质沥青加热至160～170℃之后，可以通过导热油循环设备将其输送至高速均化机内，以便进行后续步骤。

S210.加入羧化聚乙烯蜡和活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃；

需要说明的是，加入羧化聚乙烯蜡和活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃之后，可以将得到的混合物输送至混料反应罐，以便进行后续步骤。

S310.加入外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得活性胶粉改性沥青。

需要说明的是，加入外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，以保障该活性胶粉改性沥青能够充分混合均匀，制得活性胶粉改性沥青之后，可以将得到的活性胶粉改性沥青输送至储存罐，以便进行存储。

可选地，在本实施例中，将基质沥青加热至160～170℃之前，制备方法还包括：

S100.将活性胶粉烘干，烘干温度为100～110℃。

需要说明的是，由于活性胶粉需要保持干燥、无杂质，因此，若活性胶粉存在潮湿情况，则需要在进行准备工作时，将活性胶粉在烘干温度为100～110℃条件下烘干待用，以避免影响制备得到的活性胶粉改性沥青的性能。

可选地，在本实施例中，加入羧化聚乙烯蜡和活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃，包括：

S220.在溶胀过程中以2℃/min速度升温至180～190℃。

可选地，在本实施例中，加入外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得活性胶粉改性沥青之后，制备方法还包括：

S410.对活性胶粉改性沥青进行加热，以使活性胶粉改性沥青处于190～210℃温度范围内。

需要说明的是，制备得到的活性胶粉改性沥青应当在190～210℃温度范围保温储存，因此，可以在储存该活性胶粉改性沥青的储存罐中设置加热装置。制备得到的活性胶粉改性沥青最好在24h内使用完毕，如果不能使用完毕需要临时储存，应当在145～155℃温度范围内保温储存，存储时间一般不超过3天。如果遇到降雨天气，该活性胶粉改性沥青的储存温度也应当适当降低。

可选地，在本实施例中，加入外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得活性胶粉改性沥青之后，制备方法还包括：

S420.对活性胶粉改性沥青进行搅拌，以使活性胶粉改性沥青处于分散状态。

需要说明的是，制备得到的活性胶粉改性沥青应当处于活性胶粉颗粒均匀分散在基质沥青中的状态，为了避免活性胶粉颗粒下沉到储存罐的罐底或者上浮到该活性胶粉改性沥青的表面，可以在储存该活性胶粉改性沥青的储存罐中设置搅拌装置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种活性胶粉改性沥青，其特征在于，其组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

2.根据权利要求1所述的活性胶粉改性沥青，其特征在于，所述基质沥青为90#基质沥青。

3.根据权利要求1所述的活性胶粉改性沥青，其特征在于，所述外加剂为橡胶油。

4.一种活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，包括：

将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，其中，所述活性胶粉改性沥青的组分按质量百分数计包括基质沥青59～72％、羧化聚乙烯蜡3～6％、活性胶粉20～25％、外加剂5～10％。

5.根据权利要求4所述的活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，所述将活性胶粉改性沥青的组分加热搅拌后制得，包括：

将所述基质沥青加热至160～170℃；

加入所述羧化聚乙烯蜡和所述活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃；

加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青。

6.根据权利要求5所述的活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，所述将所述基质沥青加热至160～170℃之前，所述制备方法还包括：

将所述活性胶粉烘干，烘干温度为100～110℃。

7.根据权利要求5所述的活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，所述加入所述羧化聚乙烯蜡和所述活性胶粉，以500～1000r/min转速剪切处理，溶胀发育40～45min，加热至180～190℃，包括：

在溶胀过程中以2℃/min速度升温至180～190℃。

8.根据权利要求5所述的活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，所述加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青之后，所述制备方法还包括：

对所述活性胶粉改性沥青进行加热，以使所述活性胶粉改性沥青处于190～210℃温度范围内。

9.根据权利要求5所述的活性胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，所述加入所述外加剂，以500～600r/min转速剪切处理，溶胀发育45～60min，制得所述活性胶粉改性沥青之后，所述制备方法还包括：

对所述活性胶粉改性沥青进行搅拌，以使所述活性胶粉改性沥青处于分散状态。

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