專利名稱：一種耐久橡膠瀝青及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種筑路材料，具體來說是涉及一種耐高溫貯存的膠粉改性浙青的組 成及其制備方法與應用。
背景技術：
浙青路面作為連續(xù)式路面，具有行車舒適和易維修等特點，成為現(xiàn)在路面主要形 式。但是，浙青路面存在的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗水損害性等不足，容易造成車轍、裂 縫和坑槽等病害。為減少病害的過早出現(xiàn)，現(xiàn)在大都使用改性浙青材料。目前，改性浙青材 料使用較多的是SBS改性浙青，但這種浙青改性劑都存在價格昂貴的問題，而且改性工藝 比較復雜。而添加廢舊橡膠粉，可使浙青達到改性的效果，其性能指標能夠達到SBS改性浙 青的標準，甚至低溫抗裂性、防滑、耐磨性指標超過SBS改性浙青。中國專利1807514A，提出了采用細橡膠粉與基質(zhì)浙青混合、攪拌而制備膠粉改性 浙青的新方法，其浙青改性溫度控制在185 195°C。但試驗證明，橡膠粉改性浙青在加熱 到185 195°C時，如果不馬上使用，那么橡膠浙青粘度和軟化點容易衰減，從而導致改性 浙青達不到設計要求，使混合料設計失敗。這是因為，廢橡膠粉不同于SBS(苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物)、SBR(丁苯橡膠)等，其成分非常復雜，含有炭黑、高分子量的碳氫 化物的聚合物等，很難使得橡膠粉顆粒能均勻地分散在浙青中，即浙青與橡膠粉很難形成 穩(wěn)定的分散體系，在不攪動熱貯存時，橡膠粉將發(fā)生沉降，使得其軟化點和粘度大幅降低， 嚴重影響到其高溫穩(wěn)定性和施工性能。中國專利1609165提供了一種存儲穩(wěn)定的廢橡膠粉改性浙青，以聚合物(SBS橡 膠、SBR橡膠)和穩(wěn)定劑(氧化鋅、硫磺、硬脂酸鹽、多烷基苯酚二硫化物等)作為共同改性 劑，提高分散體系的穩(wěn)定性。中國專利1765998公開了一種改善廢橡膠粉改性浙青存儲穩(wěn) 定性的方法，利用鈦酸酯偶聯(lián)劑中的烷氧基能和廢橡膠粉中的無機物填料、炭黑表面形成 化學結(jié)合，能夠在無機物和有機物界面之間形成有機活性單分子層，進而改善廢橡膠粉在 浙青中的分散以改善其存儲穩(wěn)定性。中國專利1896143向體系中加入增容劑和助劑來解決 膠粉與浙青的相容穩(wěn)定性問題。這些技術雖然從一定程度上解決了橡膠粉改性浙青的高溫 存儲穩(wěn)定性問題，但是這些改性浙青的低溫抗裂性能不佳。尤其是在北方寒冷地區(qū)，浙青混 合料的低溫縮裂是浙青路面產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，產(chǎn)生裂縫的路面由于雨水入滲，路 面整體強度下降會導致使用壽命急劇縮短。因此，提供在改善橡膠粉改性浙青的高溫存儲 性能的同時提高其低溫抗裂性能的浙青，對于改善浙青混合料路用性能、延長路面使用壽 命意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術之不足，提供一種耐高溫貯存，性能耐衰減及低 溫抗裂性能好、生產(chǎn)工藝簡單、價格低廉的耐高溫貯存橡膠粉改性浙青的組成及制備方法。本發(fā)明通過優(yōu)化橡膠改性浙青的配方來提高產(chǎn)品的使用性能；通過改變配方和生產(chǎn)工藝來解決膠粉改性浙青性能衰減問題。本發(fā)明提供的一種耐久橡膠浙青，其特征在于，所述耐久橡膠浙青的原料包括浙 青和橡膠粉，以浙青和橡膠粉的總重量計，浙青占75 85 %，橡膠粉占15 25 % ；所述耐久 橡膠浙青的原料還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 1 1%， 抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 1 0. 5%。優(yōu)選的，上述耐久橡膠浙青的原料中，以浙青和橡膠粉的總重量計，浙青占78 85%，橡膠粉占15 22%。優(yōu)選的，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0. 2 0. 5%，抗返原劑的重量為所述 橡膠粉重量的0. 1 0.2%。所述浙青可以是各種原油及不同工藝生產(chǎn)的浙青，本發(fā)明中所述的浙青優(yōu)選環(huán)烷 基石油浙青，最優(yōu)選為重交道路石油浙青；25°c針入度(25°C，5s，100g)為50 110(單位 0. 1mm)，優(yōu)選針入度(25°C，5s，100g)為 70 110(單位 0. 1mm)。所述橡膠粉是采用常溫法制備的廢舊輪胎磨細的橡膠粉末。本發(fā)明中優(yōu)選全鋼絲 子午線輪胎磨細的絮狀橡膠粉末，其技術指標為以橡膠粉末的總重量為基準計，水分小于 5wt%，金屬含量小于0.4wt%，纖維、粉塵含量小于1.5wt%，細度為20 80目。子午線輪 胎又稱鋼絲輪胎，全鋼絲子午線輪胎(即重卡鋼絲輪胎)的帶束層均采用鋼絲簾線，用于載 重及工程機械車輛上。優(yōu)選的，所述活化劑為廢機油。所述的廢機油為從各種汽車發(fā)動機、變速器、齒輪 和渦輪傳動裝置以及其他各種機器上更換出來的廢機油；本發(fā)明中優(yōu)選熱定型機油(即， 高溫鏈條油)，如營口市東旭化工廠生產(chǎn)的402熱定型機油。優(yōu)選的，所述抗返原劑為4，4- 二硫化二嗎啉(DTDM)。本發(fā)明還提供了一種采用橡膠粉改性浙青的濕法制備工藝，即上述耐久橡膠浙青 的制備方法，包括以下步驟1)將所述浙青加熱到170 190°C ；然后按所述配比加入橡膠粉、活化劑，攪拌均 勻后，溫度保持至170 200°C ；2)在170 200°C下，用高速剪切機剪切過磨1-3遍后，送至儲存罐中，然后加入 抗返原劑，攪拌均勻，即得本發(fā)明的耐久橡膠浙青。較佳的，步驟2)中，所述高速剪切機選用膠體磨。本發(fā)明以廢舊輪胎的橡膠粉做為配方的一個重要組分，既提高了產(chǎn)品的性能，降 低了產(chǎn)品成本，又變廢為寶，減少了污染。本發(fā)明所提供的耐久橡膠浙青通過抗返原劑和活 化劑的協(xié)同作用，解決了橡膠粉改性浙青在高溫存儲時不穩(wěn)定的問題，具有高溫貯存時抗 軟化點衰減的特點。將本發(fā)明的耐久浙青橡膠浙青應用于浙青混合料中，具有用油量低的特點，同時 具有優(yōu)異的低溫抗裂性能。本發(fā)明所提供的耐久橡膠浙青可廣泛應用于公路建設和養(yǎng)護中，主要應用于密級 配浙青混合料，應力吸收層、橋面防水技術、同步碎石封層。當用在橋面防水層時，其能夠與 功能層很好地結(jié)合，解決功能層間滑移現(xiàn)象；當用在應力吸收層時，其能夠充分體現(xiàn)橡膠粉 的低溫抗裂性，延緩了反射裂縫上升的能力；當用在浙青同步碎石封層，能起到防水抗滑， 吸音降噪的作用。


圖1為實施例1-3所得改性浙青在170°C下的粘度變化趨勢；圖2為實施例1-3所得改性浙青在170°C下的軟化點變化趨勢。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例進一步闡述本發(fā)明，應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。下列各實施例中的橡膠粉為常溫法制備的重卡鋼絲輪胎磨細絮狀橡膠粉，其技術 指標為水分0.5%，金屬含量0.2%，灰分含量小于8% ；細度為20 40目。實施例1 以生產(chǎn)本發(fā)明橡膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的 90號重交道路石油浙青，針入度為90 ；橡膠粉30目。配方中所含組分及重量百分比為浙青8t橡膠粉2t取遼河90號石油浙青，在反應釜中加熱到180°C，然后緩慢加入30目廢舊輪胎橡 膠粉，低速攪拌(300 1000轉(zhuǎn)/分鐘)20分鐘后，升溫至190°C，然后再用高速剪切機剪切 過磨一遍，即得本發(fā)明產(chǎn)品。實施例2:以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90;橡膠粉30目；活化劑廢機油為營口市東旭化工廠生產(chǎn) 的420熱定型機油。配方中所含組分及S〔量百分比為
浙青8t
橡膠粉2t
活化劑4kg
取遼河90號石油浙:_，在反應釜中加熱到180°C，然后依次緩慢加入30目廢舊輪
胎橡膠粉，活化劑低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)20分鐘后，升溫至190°C，然后再用高速 剪切機剪切過磨一遍，即得本發(fā)明產(chǎn)品。實施例3 以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90 ；橡膠粉30目；活化劑同實施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青8t橡膠粉2t活化劑4kgDTDM6kg取遼河90號石油浙青在反應釜中加熱到180°C，然后緩慢加入20目廢舊輪胎橡膠粉、活化劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，升溫至190°C，然后再用高速剪切機 過磨一遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。實施例4以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的70 號重交道路石油浙青，針入度為60-70 ；橡膠粉40目；活化劑同實施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青8. 5t橡膠粉1. 5t活化劑7.5kgDTDM1. 5kg取遼河浙青在反應釜中加熱到170°C，然后緩慢加入40目廢舊輪胎橡膠粉、活化 劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，溫度保持至170 180°C，然后再用高速剪切 機過磨兩遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。實施例5以生產(chǎn)本發(fā)明膠粉改性浙青產(chǎn)品約10t為例，配方中的浙青為遼河石化生產(chǎn)的90 號重交道路石油浙青，針入度為90-100 ；橡膠粉20目；活化劑同實施例2。配方中所含組分及重量百分比為浙青7. 5t橡膠粉2. 5t活化劑2. 5kgDTDM12. 5kg取遼河浙青在反應釜中加熱到190°C，然后緩慢加入30目廢舊輪胎橡膠粉、活化 劑，低速攪拌(300 1500轉(zhuǎn)/分鐘)15分鐘，溫度保持至180 200°C，然后再用高速剪切 機過磨三遍，然后加入抗返原劑，泵入儲存罐中即得本發(fā)明產(chǎn)品。試驗效果驗證為了對本發(fā)明產(chǎn)品的有益效果進行驗證，發(fā)明人采用實施例中制備的廢舊橡膠粉 改性浙青進行了大量的試驗。試驗方法按交通部部頒標準JTJ052-2000公路工程浙青及浙 青混合料試驗規(guī)程》相關規(guī)程進行。試驗結(jié)果如表1所示，生產(chǎn)的改性浙青針入度、延度、軟化點、運動粘度、彈性恢復 各項指標均達到交通部《橡膠浙青及混合料設計施工技術指南》中對橡膠粉改性浙青的技 術要求。表1.不同添加劑膠粉改性浙青性能比較 實施例1-3中所得橡膠粉改性浙青在170°C下的高溫貯存性能測試結(jié)果，如表2-4 及圖1-2所示，結(jié)論如下1)對比實施例1和2可見，當加入活化劑后，改性浙青的粘度和軟化點降低，這有 利于改性浙青的加工。實施例1和2的膠粉改性浙青在高溫貯存過程中總體上都發(fā)生了粘 度和軟化點的降低，7d后甚至達不到標準要求。2)從實施例3可見，當加入抗返原劑后，粘度和軟化點在高溫貯存過程中，衰減比 較慢，保持在較好的水平。表2.實施例1橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化 表3.實施例2橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化
表4.實施例3橡膠粉改性浙青在170°C下貯存性能變化
權(quán)利要求
一種耐久橡膠瀝青，其特征在于，所述耐久橡膠瀝青的原料包括瀝青和橡膠粉，以瀝青和橡膠粉的總重量計，瀝青占75～85％，橡膠粉占15～25％；所述耐久橡膠瀝青的原料還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～1％，抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述耐久橡膠浙青的原料中，以浙 青和橡膠粉的總重量計，浙青占78 85%，橡膠粉占15 22%。
3.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述活化劑的重量為所述橡膠粉 重量的0. 2 0. 5%。
4.如權(quán)利要求1所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述抗返原劑的重量為所述橡膠 粉重量的0. 1 0.2%。
5.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述的浙青為 重交道路石油浙青，其25°C針入度為50 110。
6.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述橡膠粉為 全鋼絲子午線輪胎磨細的絮狀橡膠粉末，其技術指標為以橡膠粉末的總重量為基準計，水 分小于5wt%，金屬含量小于0. 4wt%，纖維、粉塵含量小于1. 5wt%，細度為20 80目。
7.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述活化劑為 廢機油。
8.如權(quán)利要求1-4中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青，其特征在于，所述抗返原劑 為4，二硫化二嗎啉。
9.一種如權(quán)利要求1-8中任一權(quán)利要求所述的耐久橡膠浙青的制備方法，包括以下步驟1)將所述浙青加熱到170 190°C;然后按所述配比加入橡膠粉、活化劑，攪拌均勻后， 溫度保持至170 200°C ；2)在170 200°C下，用高速剪切機剪切過磨1-3遍后，送至儲存罐中，然后加入抗返 原劑，攪拌均勻，即得本發(fā)明的耐久橡膠浙青。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種耐久橡膠瀝青，其特征在于，所述耐久橡膠瀝青的原料包括瀝青和橡膠粉，以瀝青和橡膠粉的總重量計，瀝青占75～85％，橡膠粉占15～25％；還包括活化劑和抗返原劑，活化劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～1％，抗返原劑的重量為所述橡膠粉重量的0.1～0.5％。本發(fā)明所提供的耐久橡膠瀝青通過抗返原劑和活化劑的協(xié)同作用，解決了橡膠粉改性瀝青在高溫存儲時不穩(wěn)定的問題，具有高溫貯存時抗軟化點衰減的特點。將其應用于瀝青混合料中，具有用油量低、低溫抗裂性能好的特點，還可用于橋面防水層、應力吸收層、瀝青同步碎石封層等道路建設和養(yǎng)護材料。
文檔編號C08L95/00GK101870818SQ20101022807
公開日2010年10月27日 申請日期2010年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者李小軍 申請人:上海道柯特瀝青科技有限公司