一种路用沥青改性剂及其制备方法与流程

专利2025-05-21  63


本发明属于沥青路面用材料,尤其涉及一种路用沥青改性剂及其制备方法。


背景技术:

1、利用废旧轮胎制备成沥青路面是备受青睐的原料之一。目前,利用废旧轮胎生产得到的橡胶沥青或橡胶沥青混合料存诸多问题:(1)、沥青抗水损能力较弱、粘度过大;(2)、生产量低,高温存贮与运输相对困难,容易结块等;(3)、橡胶粉加工处理的设备投资较大,运行成本高,生产难度大等。随着公路建设的飞速发展,对沥青路面材料提出了更高要求,已无法满足现实使用要求,因此,开发一种路用橡胶粉及其工艺并有效解决和改善现有路用橡胶沥青材料各方面性能等相关要求,成了本行业内亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提一种路用沥青改性剂及其制备方法,本发明制得的路用沥青改性剂能够改善沥青的储存稳定性、浸水残留稳定度、高低温稳定性能和粘度等,降低了路面施工难度,并且能够提升路面的抗载性、耐久性、高低温抗变性能和延长沥青路面的使用寿命。为了实现上述目的,本发明采用以下技术效果:

2、根据本发明的一个方面,提供了一种路用沥青改性剂,所述路用沥青改性剂由橡胶粉、sbs颗粒、橡胶油、活化剂、补强剂和稳定剂制备而成,其中,橡胶油占橡胶粉质量4%-15%,活化剂占橡胶粉质量0.1%-0.3%,补强剂占橡胶粉质量1%-20%,所述补强剂为硬质沥青粉、塑料颗粒和ebs中的至少一种。

3、上述方案优选的,所述橡胶粉由废旧轮胎研磨成20-60目的粉并改性制备而成,所述橡胶粉的灰分含量≤8%。本发明中,对废旧轮胎粉改性制备步骤如下:将废旧轮胎颗粒进行浸泡、搅拌、清洗和烘干之后,然后将其研磨成粉末;取石墨烯粉体并分散到去离子水中,然后送入微波照射照装置中在60-80℃条件下照射20-40min,再按质量要求依次加入硫酸钠、硫酸亚铁进行混合搅拌10-30min后取出微波照射照装置得到纳米氧化硅分散液;混合搅拌的速度为80-200转/min;在纳米氧化硅分散液内按质量要求依次有机溶剂和研磨所得的橡胶粉体后进行高速剪切处理10-20min,然后在120~260℃进行密炼揉搓30-60min后冷却得到改性橡胶粉体;

4、在本发明中,将石墨烯粉体分散在去离子水中,后加入硫酸钠、硫酸亚铁与纳米氧化硅分散在水中形成悬浮液,在微波照射照下对纳米氧化硅进行改性,然和与橡胶粉体进行混合密炼,橡胶粉体与改性后的纳米氧化硅分散液进行反应,能够减少有害气体的产生,并能够使橡胶粉体分布在纳米氧化硅的孔道中,增加机溶剂能够改善纳米氧化硅与橡胶粉体之间的分散相容效果;其中,去离子水、机溶剂、硫酸钠、硫酸亚铁和纳米氧化硅的质量比为1000:(100-200):(50-150):(50-150):(0.05-0.5),石墨烯粉体为还原氧化石墨烯粉体,所述石墨烯粉体的比表面积≥300m2/g;所述有机溶剂为乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、石油醚、n-甲基吡咯烷酮,甲酰胺中的至少一种以上;本发明的橡胶粉与沥青混合时,能够大大增加橡胶粉体在沥青中的相容性和稳定度,改善沥青的强度和抗载性。

5、上述方案进一步优选的,所述硬质沥青的熔点大于100℃,密度为1.02-1.5g/cm3。

6、上述方案优选的,所述橡胶油为自链烷烃橡胶油、芳香基橡胶油、环烷基橡胶油和多环芳香烃橡胶油中的至少一种,所述活化剂为多烷基二硫化物、烷基苯酚多硫化物、苯基二硫化物、锌盐中的至少一种;

7、上述方案优选的,所述稳定剂为硫磺粉与分散剂组成的混合物,硫磺粉与分散剂的质量比为20:4-8,其中,分散剂为滑石粉、碳酸钙粉、粉煤灰中的至少一种;所述补强剂为硬质沥青粉、塑料颗粒和ebs中的任一一种,能够改善沥青的高温性能、抗载性能等,其中,ebs为乙烯基双硬脂酰胺或乙撑双硬脂酰胺,具有高温性能、抗载性等多种优良功能,还能够改善沥青的粘度、抗水性和耐候性;活化剂在再沥青改性生产过程中起到缩短再生时间、减少软化剂用量的使用;sbs颗粒、补强剂、橡胶粉与稳定剂的交联反应生成大分子,并含硫的改性基质而改善性质。

8、根据本发明的另一个方面,本发明提供了一种路用沥青改性剂的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

9、分别按质量称取沥青改性剂的如下原料:橡胶粉、sbs颗粒、橡胶油、活化剂、补强剂和稳定剂;所述补强剂为硬质沥青粉、塑料颗粒和ebs中的至少一种;

10、将橡胶粉、橡胶油、活化剂、补强剂在常温下混合搅拌均匀,得到混合物a;

11、将混合物a在200-270℃的密闭条件下处理15-40min后,逐渐冷却至常温得到混合物b;

12、将混合物b和sbs颗粒、稳定剂进行混合搅拌均匀,得到路用沥青改性剂;

13、上述方案优选的,将橡胶粉、橡胶油、活化剂、补强剂进行混合搅拌均匀是在50-300转/min条件下进行常温搅拌或加热搅拌;

14、加热搅拌时,先将橡胶粉、橡胶油在在50-300转/min搅拌下进行,由常温逐渐加热升温至80-140℃,每分钟升温不超过10℃,混合完成后冷却至常温,然后再加入活化剂、补强剂在常温下混合均匀得到混合物a。

15、上述方案优选的,在200-270℃的密闭条件下处理是在剪切速率为60-300转/分条件下混合密炼15-40min。

16、上述方案优选的,将混合物b和sbs颗粒、稳定剂在50-200转/min条件下进行混合搅拌均匀。

17、综上所述,本发明采用了上述技术方案,本发明具有以下技术效果:

18、本发明的路用改性沥青橡胶粉能够改善沥青的储存稳定性、浸水残留稳定度、高低温稳定性能和粘度等;应用于公路施时,路用实验结果完全符合国家技术标准,能够大大降低加工的难度,路面具有平稳、舒适、噪音低等优点;本改性剂可以作为直投搅拌使用或者通过湿法改性沥青生产使用,本发明制得的沥青改性剂能够提升路面的抗载性、耐久性、高低温抗变性能和延长路面使用寿命,并大大减小了沥青改性剂的生产成本。



技术特征:

1.一种路用沥青改性剂,其特征在于:所述路用沥青改性剂由橡胶粉、sbs颗粒、橡胶油、活化剂、补强剂和稳定剂制备而成,其中,橡胶油占橡胶粉质量4%-15%,活化剂占橡胶粉质量0.1%-0.3%,补强剂占橡胶粉质量1%-20%,所述补强剂为硬质沥青粉、塑料颗粒和ebs中的至少一种或多种混合。

2.根据权利要求1所述的一种路用沥青改性剂,其特征在于:所述橡胶粉由废旧轮胎研磨成20-60目的粉并改性制备而成,所述橡胶粉的灰分含量≤8%。

3.根据权利要求1所述的一种路用沥青改性剂,其特征在于:所述硬质沥青的熔点大于100℃,密度为1.02-1.5g/cm3。

4.根据权利要求1所述的一种路用沥青改性剂,其特征在于:所述橡胶油为自链烷烃橡胶油、芳香基橡胶油、环烷基橡胶油和多环芳香烃橡胶油中的至少一种,所述活化剂为多烷基二硫化物、烷基苯酚多硫化物、苯基二硫化物、锌盐中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种路用沥青改性剂,其特征在于:所述稳定剂由硫磺粉与分散剂组成的混合物,所述分散剂为滑石粉、碳酸钙粉、粉煤灰粉中的至少一种。

6.根据权利要求1至5任一权利要求所述的一种路用沥青改性剂的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括如下步骤:


技术总结
本发明公开了一种路用沥青改性剂及其制备方法,所述沥青改性剂由橡胶粉、SBS颗粒、橡胶油、活化剂、补强剂和稳定剂制备而成,其中,橡胶油占橡胶粉质量4%‑15%,活化剂占橡胶粉质量0.1%‑0.3%,补强剂占橡胶粉质量1%‑20%,其制备方法包括将橡胶粉、橡胶油与活化剂、硬质沥青粉、塑料颗粒、EBS在常温下混合搅拌均匀,得到混合物A;将混合物A在200‑270℃的密闭条件下处理15‑40min后,逐渐冷却至常温得到混合物B,将混合物B和SBS颗粒、稳定剂进行混合搅拌均匀,得到路用沥青改性剂。本改性剂可以作为直投搅拌使用或者通过湿法改性沥青生产使用,本发明制得的沥青改性剂能够提升路面的抗载性、耐久性、高低温抗变性能和延长路面使用寿命。

技术研发人员:归立发,罗美珍,韦焯精,归锦程
受保护的技术使用者:广西正路机械科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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