CN1931912A - 一种沥青改性剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种沥青改性剂，属于一种用于沥青改性的助剂，所述的改性剂由橡胶粉、软化剂、活化剂、铝钛复合偶联剂、氟硅酸铵、杂酚油、轻质碳酸钙按配比制成，这种沥青改性剂原材料易取、生产成本低，性能优越、功能全、生产成本低，使用、运输、存储方便，应用施工操作简单，只需把本发明之沥青改性剂与沥青简单地搅拌均匀即可，能显著改善沥青的高低温性能，防止道路沥青高温发粘，低温开裂，达到80℃不熔化、－35℃不开裂，同时对沥青的弹性恢复也有较好的改善，感温性能良好，解决了橡胶粉在沥青中难溶，掺加后易出现黑烟、臭气、胶团等问题，解决了SBS改性沥青存在的体系降解、易产生早期破坏性银纹的问题，稳定性好，不会出现离析现象。

Description

一种沥青改性剂

                          技术领域

本发明提供了一种用于沥青改性的助剂。

                          背景技术

改性沥青是指通过往沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其它填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得到改善而制成的沥青结合料。而沥青改性剂则是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料，它应可熔融、分散在沥青中，能够改善或提高沥青路面材料性能，与沥青发生反应或裹覆在集料表面。

加入了沥青改性剂的改性沥青应具有如下特点：良好的高温稳定性；较好的低温抗裂和抗反射裂缝的能力；粘结力及抗水损害能力增强；具有较长的使用寿命。国内用于沥青改性的聚合物品种大致可分为三种类型：一是橡胶改性类，如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶(BR)、乙丙橡胶(EPDM)、废旧的汽车轮胎等；二是热塑性弹性体，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)；三是树脂类，包括热塑性树脂与热固性树脂。前者有聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸-乙烯共聚物(EVA)、聚乙氯烯(PVC)，后者有近年来国外(如美国)广泛用作正交异性钢桥面铺装的环氧树脂(EP)。

上述沥青改性剂存在如下缺点和不足：

1、价格较高，加工工艺复杂，使得道路建设成本大大增加。

2、大多数改性沥青改性效果受加工设备、加工工艺等因素影响，且储存时间稍长即会发生分层离析等现象，降低了改性效果，且不可以长期储存(包括冷储存和热储存)。

3、普通再生橡胶(粉)在沥青中难溶，掺加后易出现黑烟、臭气、胶团等问题。

4、SBS改性沥青存在体系降解，稳定性差，易产生早期破坏性银纹现象。

                          发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种沥青改性剂，以提高沥青的使用性能，降低生产成本。

本发明是这样实现的，一种沥青改性剂，所述的改性剂由下述原料制成：

橡胶粉            900-1300重量份

软化剂            1-50重量份

活化剂            3-5重量份

铝钛复合偶联剂    10-30重量份

氟硅酸铵          0-15重量份

杂酚油            0-30重量份

轻质碳酸钙        0-200重量份。

这种沥青改性剂是一种非硫化、无味、黑色粉末状高分子聚合物，其原材料易取，是在废旧轮胎橡胶粉的基础上进一步加工而成的。这种沥青改性剂还具有下列优点：1、性能优越、功能全、生产成本低，使用、运输、存储方便。2、生产成本低，按照现在市场上的原料行情，销售价格在2300元/吨/～3300元/吨。3、应用施工操作简单，只需把本发明之沥青改性剂与沥青简单地搅拌均匀即可。4、能显著改善沥青的高低温性能，防止道路沥青高温发粘，低温开裂，达到80℃不熔化、-35℃不开裂，同时对沥青的弹性恢复也有较好的改善，这是其他沥青改性剂不可比拟的。5、感温性能良好。6、解决了橡胶粉在沥青中难溶，掺加后易出现黑烟、臭气、胶团等问题。7、解决了SBS改性沥青存在的体系降解、易产生早期破坏性银纹的问题。8、稳定性好，不会出现离析现象。

                          具体实施方式

下面进一步说明本发明。

所述的橡胶粉由分别为10目、20目、40目、60目、80目的橡胶粉混合制成。其中80目的橡胶粉占大部分，其余的占小部分。具体的配比根据基质沥青的性能指标及施工工程对改性沥青的具体要求确定。可先进行试验，以取得可行的配比。橡胶粉可采用废旧轮胎橡胶粉、内胎橡胶粉、杂胶橡胶粉或天然橡胶粉。

本发明之沥青改性剂中的各原料的具体配比，可根据基质沥青的性能指标和施工工程对改性沥青的要求，先进行试验，在上述配比范围内取得适当的配比。

所述的软化剂为煤焦油、芳香烃油、妥尔油、松香油中的一种。

所述的活化剂为活化剂420、463、703、901、6810中的一种。

氟硅酸铵的分子式为(NH4)2SiF6。在本发明中作为防腐剂。

轻质碳酸钙是作为填充料使用的。

这种沥青改性剂是通过高温、高压、发生氧化解聚、机械剪切等作用，使橡胶的网状结构受到一定的破坏，变成较小的立体网状结构，在软化剂的作用下，对裂解的橡胶烃、含结合硫的橡胶起溶胀作用，使网状结构松弛，增加了氧的渗透作用，加快反应速度和效果，软化剂还可作为游离基的接受体，抑制反应过程中生成大量游离基的再结合作用。活化剂在反应过程中能够分离出游离基，加快氧化速度，发挥游离基接受体的作用，从而加快硫化橡胶大分子结构的裂解速度，能够获得更好的再生橡胶。铝钛复合偶联剂融化后附着在橡胶颗粒的周围，对橡胶颗粒与沥青的结合起到架桥作用，增加产品的稳定性。氟硅酸铵、杂酚油是为了提高改性后的沥青的防腐性能，对提高道路的使用性能有着极大的帮助。

本发明之沥青改性剂的原料的优选配比是：

橡胶粉              900-1300重量份

软化剂              5-50重量份

活化剂              3-5重量份

铝钛复合偶联剂      10-30重量份

氟硅酸铵            3-15重量份

杂酚油              5-30重量份

轻质碳酸钙          10-200重量份。

本发明之沥青改性剂的生产工艺流程是：

1、将份搭配好的橡胶粉加入到活化罐中，加热到160-190℃，搅拌2-3分钟，搅拌速度为3000r/min；

2、加入软化剂和活化剂，搅拌5-8分钟；

3、加入轻质碳酸钙，搅拌5-8分钟；

4、加入氟硅酸铵和杂酚油；搅拌9-11分钟；

5、加入铝钛复合偶联剂，搅拌18-22分钟；

6、停止加热，继续搅拌15-20分钟；

7、停止搅拌，将活化罐内物料转移到干净地面上，降至室温；

8、包装，产出成品。

将本发明之改性剂用于沥青改性的方法有两种。一种方法是将按上述方法生产好的改性剂加入到基质沥青中。具体方法是：

1、将基质沥青加入反应罐，在搅拌下(搅拌速度400-500r/min、线速度为5m/s左右)升温至185-195℃；

2、按基质沥青重量的10-20％的用量，向基质沥青内慢慢加入沥青改性剂，同时开动搅拌器约20分钟完成沥青改性剂的投料，继续搅拌30分钟，将罐内沥青上下循环同时搅拌30分钟，成品改性沥青产出。

另一种方法是按照本发明之改性剂中各原料之间的配比，将各原料分别加入到基质沥青中。具体方法是：

1、将基质沥青加入反应罐，在搅拌下(搅拌速度400-500r/min，线速度为5m/s左右)升温至170℃；

2、按基质沥青重量的10-20％的用量，向基质沥青内慢慢加入橡胶粉，同时开动搅拌器约10分钟；

3、加入软化剂和活化剂，搅拌5分钟；

4、加入轻质碳酸钙，搅拌15分钟；

5、加入氟硅酸铵和杂酚油，搅拌5分钟；

6、加入铝钛复合偶联剂；

7、继续搅拌30分钟，将罐内沥青上下循环同时搅拌30分钟；

8、成品改性沥青产出。

利用本发明之改性剂生产的改性沥青具有如下特点：

1、改性沥青呈凝胶状，改性剂掺入沥青中发生一系列化学反应，使沥青分子在改性沥青中定向形成格架式的网络状凝胶结构，这种凝胶结构使沥青分子不会轻易移动，而且品质稳定，不产生离析，不随时间的延长而流动。

2、改性后的沥青是一种高黏度的改性沥青，在热状态下，混合料仍然能给集料覆以较厚的沥青膜而不析漏。

3、改性沥青可改善水稳定性、抗疲劳性，降低噪音，改善高低温性能。

用本发明之改性剂生产的改性沥青的应用领域是：

1、用于沥青混凝土面层中，提高路面的路用性能。

2、用于应力吸收中间层。

3、用于应力吸收膜。

4、用于沥青混凝土填缝材料和防水材料。

下表是按照上述配比及生产方法制得的一种具体的沥青改性剂的主要指标。

颜色状态	黑色无味粉末
		粒度组成	10目、20目、40目、60目、80目
橡胶烃含量	40-45％
		碳黑含量	30-35％
水分	≤1.2％
		灰分	≤7.3％
纤维含量	≤0.1％
		拉伸强度(Mpa)	28.3
拉伸伸长率	≥380％
		150℃加热损失	≤3.0％

Claims (5)

1、一种沥青改性剂，其特征在于，所述的改性剂由下述原料制成：

橡胶粉            900-1300重量份

软化剂            1-50重量份

活化剂            3-5重量份

铝钛复合偶联剂    10-30重量份

氟硅酸铵          0-15重量份

杂酚油            0-30重量份

轻质碳酸钙        0-200重量份。

2、如权利要求1所述的沥青改性剂，其特征在于，所述的改性剂由下述原料制成：

橡胶粉            900-1300重量份

软化剂            5-50重量份

活化剂            3-5重量份

铝钛复合偶联剂    10-30重量份

氟硅酸铵          3-15重量份

杂酚油            5-30重量份

轻质碳酸钙        10-200重量份。

3、如权利要求1或2所述的沥青改性剂，其特征在于，所述的橡胶粉由分别为10目、20目、40目、60目、80目的橡胶粉混合制成。

4、如权利要求1或2所述的沥青改性剂，其特征在于，所述的软化剂为煤焦油、芳香烃油、妥尔油、松香油中的一种。

5、如权利要求1或2所述的沥青改性剂，其特征在于，所述的活化剂为活化剂420、463、703、901、6810中的一种。