專利名稱:一種復(fù)合改性劑改性道路瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,屬石油化工領(lǐng)域。
背景技術(shù):
城市的不斷進步和社會經(jīng)濟的發(fā)展,使得城市道路的質(zhì)量、建設(shè)和施工等面臨著 更加嚴(yán)峻的考驗例如,現(xiàn)代公路和道路交通流量和行駛頻度急劇增長,貨運車的軸重不斷 增加,普遍實行分車道單向行駛,要求進一步提高路面抗流動性,即高溫下抗車轍的能力; 提高柔性和彈性,即低溫下抗開裂的能力;提高耐磨耗能力和延長使用壽命。用于道路鋪設(shè) 的主要材料之一的浙青,其在道路鋪設(shè)中的使用性能的優(yōu)化和改進,在業(yè)內(nèi)受到了持續(xù)的 關(guān)注。經(jīng)過數(shù)十年的研究和工程上的實際應(yīng)用,改性浙青的出現(xiàn)使得傳統(tǒng)浙青的部分缺陷 得以改進或克服,加快了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。改性浙青一般是將橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑 (改性劑),摻加如浙青中,或采取對浙青輕度氧化加工等措施,使浙青或浙青混合料的性能 得以改善制成,通過改變浙青化學(xué)組成,或是使改性劑均勻分布于浙青中形成一定的空間 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)浙青的改性。利用廢舊輪胎橡膠粉改性浙青的方法,由于可以將廢舊輪胎再生利用,實現(xiàn)資源 回用,有利于消除環(huán)境污染,同時,用廢舊輪胎橡膠粉改性后的浙青還可以用于降噪路面的 鋪筑施工,利于減少城市交通噪音,此外,用這種改性浙青鋪設(shè)的路面耐熱、耐寒性、防滑性 能較好,還具有原料豐富、性價比高等優(yōu)勢,因此,在近幾年也得到了廣泛關(guān)注。例如中國專 利 ZL 200410040237. 9、ZL 200510016293. 3、ZL200610023919. 8 等針對膠粉的生產(chǎn)、膠粉 改性浙青的方法、設(shè)備均進行了相關(guān)的研究并取得較好的成果。但是廢膠粉由于來自廢舊輪胎,是經(jīng)過硫化的膠粉,其在結(jié)構(gòu)上為三維空間網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)并含有各種添加劑,成分復(fù)雜,比一般常用的原生膠粉或是熱塑性丁苯橡膠(SBS)等 聚合物更難以在浙青中溶脹和分散?,F(xiàn)有的廢輪胎膠粉改性浙青工藝常常是將一定細(xì)度 的廢輪胎膠粉在浙青中進行高溫溶脹、物理剪切、研磨和分散攪拌,由于受到廢輪胎膠粉自 身的反應(yīng)惰性的影響,使用廢舊輪胎膠粉改性浙青會使得浙青的貯存、穩(wěn)定性能較差,且最 終的改性效果不理想。為解決這一問題,人們提出了一些辦法,例如專利CN1114258A提 出將廢橡膠輪胎削成細(xì)條狀或細(xì)粉與浙青混合使用,這種方法也僅是生產(chǎn)現(xiàn)場使用,沒能 解決實際的貯存穩(wěn)定性問題;還有的提出利用脫硫膠粉改性浙青的方法,如CN1597782、 CN1441005等,但其方法工藝較為繁瑣復(fù)雜,且需要加入相應(yīng)的溶劑或其他聚合物,使得成 本偏高。這些利用膠粉改性的方法均未能較好的解決實際問題,因而此種方法的發(fā)展受到 限制。我們國家標(biāo)準(zhǔn)的70#、90#重交浙青,其軟化點都在50°C左右,實際使用中在較高 (夏天)或較低溫度(冬天特別是北方)環(huán)境下,性能顯得不能滿足使用要求。為解決這問題, 目前國內(nèi)外流行的做法,是用SBS做浙青的改性劑,來改善重交浙青的高溫和低溫性能。用SBS作改性劑,目前存在有兩個問題。其一是成本高。現(xiàn)在市售的SBS,價格都在20000元/噸左右,如按投料量4. 5%算,(一般改性浙青改性劑的用量在4%— 5%)每噸改 性浙青改性劑的資金就在900元左右;其二是抗老化性能差。SBS的橡膠段,是未經(jīng)硫化交 聯(lián)的生膠,故耐老化性肯定差;再者SBS在整個改性浙青體中,占的份額較少?;谶@些原 因,只用SBS來改善道路浙青的性能,確實存在上述一些難解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述不足,本發(fā)明提供一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,該復(fù)合 改性劑改性道路浙青采用硫化橡膠粉協(xié)同熱塑性丁苯橡膠(SBS)復(fù)合改性這一新途徑,通 過在基質(zhì)浙青中添加一定量的硫化橡膠粉,并配以SBS、穩(wěn)定劑進行浙青的復(fù)合改性,經(jīng)膠 體磨剪切、磨細(xì)后獲得。該改性道路浙青具有生產(chǎn)出成本較低、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量高、抗車 轍和低溫抗裂性能較突出且環(huán)保的特點。本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下
1.取基質(zhì)浙青,占基質(zhì)浙青質(zhì)量7%_W%的硫化橡膠粉,占基質(zhì)浙青質(zhì)量5. 1%-7% 的熱塑性丁苯橡膠(SBS),占基質(zhì)浙青質(zhì)1%。_2%。的穩(wěn)定劑作為本發(fā)明復(fù)合改性劑改性道 路浙青的組成。2.本發(fā)明的復(fù)合改性劑改性道路浙青采用以下步驟進行制備
(1)將占基質(zhì)浙青質(zhì)量7%_10%的硫化橡膠粉與基質(zhì)浙青在反應(yīng)釜Vl內(nèi)混合,邊加溫邊 攪拌,以形成充分塑化、混合均勻的混合物A ;
(2)待溫度上升到250°C時,停止加溫。開泵,將混合物A抽到反應(yīng)釜V2,加入占基質(zhì)浙 青質(zhì)量5. 1%-7%的熱塑性丁苯橡膠(SBS),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪拌25分鐘,得 到混合物B ;
(3)攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在180°C—20(TC,將混合物B在膠體磨磨盤上 剪切、磨細(xì),循環(huán)2-3次;在混合物B經(jīng)膠體磨剪切時加入占基質(zhì)浙青質(zhì)量1%。_2%。的穩(wěn)定 劑共磨,磨解完畢即得復(fù)合改性劑改性道路浙青。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是
由于采用了硫化橡膠粉協(xié)同熱塑性丁苯橡膠(SBS)進行復(fù)合改性這一新途徑,在浙青 中加入膠粉,可減少SBS的參與量,從而大大降低成本,二者的協(xié)同作用還可以改善浙青的 高、低溫性能;加入的穩(wěn)定劑有利于促進硫化橡膠粉在浙青中的分散,提高浙青的穩(wěn)定性; 此外,通過這一復(fù)合改性途徑生產(chǎn)出來的改性道路浙青,其路用實驗結(jié)果完全符合國家標(biāo) 準(zhǔn),其中抗車轍和低溫抗裂性能較突出,產(chǎn)品質(zhì)量得到提高。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明,這些實施例僅用來說明本發(fā)明,并 不限制本發(fā)明的范圍。實施例1
將基質(zhì)浙青質(zhì)量7%的硫化橡膠粉與90#重交浙青在反應(yīng)釜Vl內(nèi)混合,邊加溫邊攪 拌,以形成充分塑化、混合均勻的混合物A。待溫度上升到250°C時,停止加溫。將混合物A 抽到反應(yīng)釜V2,加入占基質(zhì)浙青質(zhì)量5. 1%的熱塑性丁苯橡膠(SBS),邊加料邊攪拌,加料完 畢后,繼續(xù)攪拌25分鐘,得到混合物B。攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在185°C,將混合物B在磨盤上剪切、磨細(xì),循環(huán)2次,最后一次循環(huán)時,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量1%。的硫磺,循環(huán) 結(jié)束得改性道路浙青成品。實施例2
將基質(zhì)浙青質(zhì)量8%的硫化橡膠粉與70#重交浙青混合,邊加溫邊攪拌,以形成充分塑 化、混合均勻的混合物A。待溫度上升到250°C時,停止加溫。開泵,將混合物A抽到反應(yīng)釜, 加入基質(zhì)浙青質(zhì)量5. 5%的熱塑性丁苯橡膠(SBS),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪拌25 分鐘,得到混合物B。攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在180°C,將混合物B在磨盤上剪 切、磨細(xì),循環(huán)2次,第一次循環(huán)時,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量1. 5%。的硫磺,循環(huán)結(jié)束得改性道路 浙青成品。實施例3
將基質(zhì)浙青質(zhì)量9%的硫化橡膠粉與70#重交浙青混合,邊加溫邊攪拌,以形成充分塑 化、混合均勻的混合物A。待溫度上升到250°C時,停止加溫。開泵,將混合物A抽到反應(yīng)釜, 加入基質(zhì)浙青質(zhì)量7%的熱塑性丁苯橡膠(SBS ),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪拌25分 鐘,得到混合物B。攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在190°C,將混合物B在磨盤上剪切、 磨細(xì),循環(huán)3次,第一次循環(huán)時,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量1. 5%。的硫磺,循環(huán)結(jié)束得改性道路浙青 成品。實施例4
將基質(zhì)浙青質(zhì)量10%的硫化橡膠粉與90#重交浙青混合,邊加溫邊攪拌,以形成充分塑 化、混合均勻的混合物A。待溫度上升到250°C時,停止加溫。開泵,將混合物A抽到反應(yīng)釜, 加入基質(zhì)浙青質(zhì)量6. 5%的熱塑性丁苯橡膠(SBS ),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪拌25 分鐘,得到混合物B。攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在200°C,將混合物B在磨盤上剪 切、磨細(xì),循環(huán)3次,第二次循環(huán)時,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量2%。的表面活性劑,循環(huán)結(jié)束得改性 道路浙青成品。實施例5
將基質(zhì)浙青質(zhì)量8. 5%的硫化橡膠粉與90#重交浙青混合,邊加溫邊攪拌,以形成充分 塑化、混合均勻的混合物A。待溫度上升到250°C時,停止加溫。開泵,將混合物A抽到反應(yīng) 釜,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量5. 5%的熱塑性丁苯橡膠(SBS),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪 拌25分鐘,得到混合物B。攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在180°C,將混合物B在磨盤 上剪切、磨細(xì),循環(huán)3次,第二次循環(huán)時,加入基質(zhì)浙青質(zhì)量2%。的表面活性劑,循環(huán)結(jié)束得 改性道路浙青成品。實施例6
按照國標(biāo)全套試驗對該復(fù)合改性劑改性浙青進行評價試驗,試驗結(jié)果如下表所示。表-1改性浙青評價試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所述改性道路浙青其組成 如下基質(zhì)浙青,占基質(zhì)浙青質(zhì)量7%-10%的硫化橡膠粉,占基質(zhì)浙青質(zhì)量5. 1%_7%的熱塑性 丁苯橡膠(SBS),占基質(zhì)浙青質(zhì)1%。_2%。的穩(wěn)定劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述改性道路浙青的制備方法包括以下步驟(1)將占基質(zhì)浙青質(zhì)量7%-10%的硫化橡膠粉與基質(zhì)浙青在反應(yīng)釜Vl內(nèi)混合,邊加溫邊 攪拌,以形成充分塑化、混合均勻的混合物A ;(2)待溫度上升到250°C時,停止加溫;開泵,將混合物A抽到反應(yīng)釜V2,加入基質(zhì)浙青 質(zhì)量5. 1%-7%的熱塑性丁苯橡膠(SBS),邊加料邊攪拌,加料完畢后,繼續(xù)攪拌25分鐘,得到 混合物B ;(3)攪拌結(jié)束后,開動膠體磨,控制溫度在180°C—20(TC,將混合物B在膠體磨磨盤上 剪切、磨細(xì),循環(huán)2-3次;混合物B經(jīng)膠體磨剪切時加入占基質(zhì)浙青質(zhì)量1%。_2%。的穩(wěn)定劑 共磨,磨解完畢即得復(fù)合改性劑改性道路浙青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述基質(zhì)浙青為國家標(biāo)準(zhǔn)的70#、90#重交浙青中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述基質(zhì)浙青為國家標(biāo)準(zhǔn)的70#、90#重交浙青中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述硫化橡膠粉粒徑為通過80目篩的硫化橡膠粉。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述硫化橡膠粉粒徑為通過80目篩的硫化橡膠粉。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述穩(wěn)定劑為硫磺。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種復(fù)合改性劑改性道路浙青及其制備方法,其特征在于所 述穩(wěn)定劑為表面活性劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法,其特征在于所述的穩(wěn)定劑的加入順序可以在混合 物B經(jīng)膠體磨任何一次循環(huán)作用時加入。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)合改性劑改性道路瀝青及其制備方法,該道路瀝青是通過硫化橡膠粉協(xié)同熱塑性丁苯橡膠(SBS)復(fù)合改性得到。該復(fù)合改性劑改性道路瀝青的制備是通過在基質(zhì)瀝青中添加一定量的硫化橡膠粉,并配以改性劑熱塑性丁苯橡膠(SBS)、穩(wěn)定劑,經(jīng)膠體磨剪切、磨細(xì)后獲得,具有生產(chǎn)成本較低、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量高、抗車轍和低溫抗裂性能較突出、環(huán)保的特點。
文檔編號C08L21/00GK102061100SQ20111003450
公開日2011年5月18日 申請日期2011年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月2日
發(fā)明者潘民光 申請人:佛山惠?;び邢薰?br>