本發(fā)明涉及瀝青領(lǐng)域，具體涉及一種高耐候性橡膠瀝青及其共聚合反應(yīng)工藝和制造工藝。
背景技術(shù)：
：近半個(gè)世紀(jì)以來，以瀝青為主的油面路迅速發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，歐美、日本道路60％以上為瀝青路面，中國僅上世紀(jì)80年代至2016年，油面路的修占已占世界的20％以上。最簡單的油面路，是加熱情況下把基質(zhì)瀝青與石子混合碾壓而成，隨著天氣變化，夏天路面吸熱變軟，導(dǎo)致路面在車輛或行人的碾壓下變形，冬季氣溫低，路面容易開裂，導(dǎo)致行車?yán)щy甚至引發(fā)安全事故。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種高耐候性橡膠瀝青，該瀝青能夠耐受高溫和低溫環(huán)境，穩(wěn)定性高，將其用于瀝青路面的制造，能夠有效提高瀝青路面的耐用性和安全性，本發(fā)明還公開了高耐候性橡膠瀝青的共聚合反應(yīng)工藝及其制造工藝。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種高耐候性橡膠瀝青的共聚合反應(yīng)工藝，包括以下步驟：(1)將膠粉和硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)；(2)將石粉和硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)；(3)將步驟(1)和(2)所得產(chǎn)物、硅酸四乙酯和基質(zhì)瀝青捏和升溫進(jìn)行共聚合反應(yīng)。本發(fā)明中，利用硅烷偶聯(lián)劑a171對(duì)膠粉和石粉進(jìn)行接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑a171利用三氯硅烷等廢棄物制得，膠粉可以采用廢棄橡膠，硅酸四乙酯可利用四氯化硅等廢料制得，原料完全來自工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，成本低廉，并有效降低污染，更加環(huán)保，石粉與有機(jī)硅酯化反應(yīng)后，表面形成不飽和雙鍵，與膠粉內(nèi)的不飽和雙鍵進(jìn)行共聚合反應(yīng)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)，基質(zhì)瀝青填充于互穿網(wǎng)絡(luò)中，有效提高了橡膠瀝青的耐候性，進(jìn)而提高瀝青路面的耐用性和安全性。另一方面，硅酸四乙酯在共聚合反應(yīng)中形成以硅氧鍵為骨架的互穿網(wǎng)絡(luò)，并與基質(zhì)瀝青通過氫鍵相連，進(jìn)一步提升了橡膠瀝青的穩(wěn)定性和耐候性，本發(fā)明橡膠瀝青中具備有機(jī)硅基團(tuán)，有效提高了橡膠瀝青的軟化點(diǎn)、針入度和耐候性。本發(fā)明中，可將膠粉、石粉分開分別進(jìn)行接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)，也可將膠粉、石粉和硅烷偶聯(lián)劑a171混合在一起進(jìn)行接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)。其中，步驟(1)中，膠粉和硅烷偶聯(lián)劑a171的質(zhì)量份數(shù)分別為，膠粉：50-70份；硅烷偶聯(lián)劑a171：0.2-1.0份。步驟(1)中，接枝反應(yīng)通過過氧化二異丙苯催化，接枝反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80-120℃，反應(yīng)時(shí)間為25-35min。步驟(2)中，石粉和硅烷偶聯(lián)劑a171的質(zhì)量份數(shù)分別為，石粉：40-60份；硅烷偶聯(lián)劑a171：0.2-1.0份。酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80-120℃，反應(yīng)時(shí)間為25-35min。步驟(3)中，硅酸四乙酯的質(zhì)量份數(shù)為1-5份，基質(zhì)瀝青質(zhì)量份數(shù)為90-110份，共聚合反應(yīng)以過氧化二異丙苯為催化劑，共聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為150-180℃，反應(yīng)時(shí)間為30-35min。進(jìn)一步，所述膠粉為聚丙烯、聚氨脂、sbs橡膠、sis橡膠和聚苯乙烯中的一種或多種，且膠粉為100-200目的微粒。所述石粉為石英粉、碳酸鈣粉、花崗巖粉中的一種或多種，且石粉為1500-3000目的微粒。一種高耐候性橡膠瀝青的制造工藝，包括以下步驟：1)將膠粉進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；2)將石粉進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；3)將表面處理后的膠粉和石粉進(jìn)行上述共聚合反應(yīng)；4)在步驟3)所得反應(yīng)產(chǎn)物中加入增容劑和硫磺粉捏合，然后再加入偶聯(lián)劑602，最后加入消泡劑捏合處理。共聚合反應(yīng)后，在所得反應(yīng)物中加入增容劑、硫磺粉和偶聯(lián)劑602，有效提高橡膠瀝青的穩(wěn)定性、耐磨性和耐腐蝕性，利于橡膠瀝青與瀝青路面骨料的穩(wěn)定結(jié)合，提升瀝青路面品質(zhì)。并且，能夠進(jìn)一步提升橡膠瀝青的耐候性。其中，步驟4)中，增容劑、硫磺粉、偶聯(lián)劑602和消泡劑的質(zhì)量份數(shù)為，增容劑：10-20份；硫磺粉：1-3份；偶聯(lián)劑602：0.01-0.09份；消泡劑：0.1-0.8份；且共聚合反應(yīng)產(chǎn)物、增容劑和硫磺粉捏合反應(yīng)時(shí)間為5min。所述增容劑為重油或柴油。柴油或重油為環(huán)保產(chǎn)品，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，提升橡膠瀝青的安全性。一種高耐候性橡膠瀝青，通過上述一種高耐候性橡膠瀝青的制造工藝制得。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：本發(fā)明一種高耐候性橡膠瀝青，利用硅烷偶聯(lián)劑a171對(duì)膠粉和石粉進(jìn)行接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)，硅烷偶聯(lián)劑a171利用三氯硅烷等廢棄物制得，膠粉可以采用廢棄橡膠，硅酸四乙酯可利用四氯化硅等廢料制得，原料完全來自工業(yè)生產(chǎn)的廢棄物，成本低廉，并有效降低污染，更加環(huán)保，石粉與有機(jī)硅酯化反應(yīng)后，表面形成不飽和雙鍵，與膠粉內(nèi)的不飽和雙鍵進(jìn)行共聚合反應(yīng)，形成互穿網(wǎng)絡(luò)，基質(zhì)瀝青填充于互穿網(wǎng)絡(luò)中，有效提高了橡膠瀝青的耐候性，進(jìn)而提高瀝青路面的耐用性和安全性。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1一種高耐候性橡膠瀝青，通過以下工藝步驟制得：a、將200目的聚丙烯、3000目的石英粉進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；b、取70份聚丙烯和1.0份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)，溫度維持在120℃，在0.02wt％過氧化二異丙苯催化下，接枝反應(yīng)35min；c、稱取40份石英粉和0.2份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為120℃，反應(yīng)時(shí)間為35min；d、將接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)所得產(chǎn)物、1份硅酸四乙酯和110份基質(zhì)瀝青捏和升溫進(jìn)行共聚合反應(yīng)，共聚合反應(yīng)以過氧化二異丙苯為催化劑，反應(yīng)溫度為150℃，反應(yīng)時(shí)間為35min；e、取共聚合反應(yīng)產(chǎn)物、20份柴油和3份硫磺粉捏合反應(yīng)5min，然后再加入0.09份偶聯(lián)劑602，最后加入0.1份消泡劑捏合處理。最后，將制得的高耐候性橡膠瀝青放料、包裝即可。實(shí)施例2一種高耐候性橡膠瀝青，通過以下工藝步驟制得：a、將100目的聚苯乙烯、1500目的花崗巖粉進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；b、取50份聚苯乙烯和0.2份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)，溫度維持在80℃，在0.02wt％過氧化二異丙苯催化下，接枝反應(yīng)25min；c、稱取60份花崗巖粉和1.0份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時(shí)間為25min；d、將接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)所得產(chǎn)物、5份硅酸四乙酯和90份基質(zhì)瀝青捏和升溫進(jìn)行共聚合反應(yīng)，共聚合反應(yīng)以過氧化二異丙苯為催化劑，反應(yīng)溫度為180℃，反應(yīng)時(shí)間為30min；e、取共聚合反應(yīng)產(chǎn)物、10份重油和1份硫磺粉捏合反應(yīng)5min，然后再加入0.01份偶聯(lián)劑602，最后加入0.8份消泡劑捏合處理。將本實(shí)施例制得的橡膠瀝青進(jìn)行測(cè)試，測(cè)得的橡膠瀝青的性能參數(shù)如下：實(shí)施例3一種高耐候性橡膠瀝青，通過以下工藝步驟制得：a、將150目的sbs橡膠、2000目的石英粉進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；b、取60份sbs橡膠和0.2份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)，溫度維持在100℃，在0.02wt％過氧化二異丙苯催化下，接枝反應(yīng)30min；c、取50份石英粉和0.3份硅烷偶聯(lián)劑a171捏合升溫進(jìn)行酯化反應(yīng)，溫度維持在100℃，反應(yīng)30min；d、將接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)所得產(chǎn)物、3份硅酸四乙酯和100份基質(zhì)瀝青捏和升溫進(jìn)行共聚合反應(yīng)，利用過氧化二異丙苯催化，共聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為160℃，反應(yīng)時(shí)間為35min；e、取共聚合反應(yīng)產(chǎn)物、15份重油和2份硫磺粉捏合反應(yīng)5min，然后再加入0.05份偶聯(lián)劑602，最后加入0.5份消泡劑捏合處理。最后，將制得的高耐候性橡膠瀝青放料、包裝即可。實(shí)施例4一種高耐候性橡膠瀝青，通過以下工藝步驟制得：a、將150目的sbs橡膠和2000目的石英粉在捏合機(jī)中進(jìn)行表面處理，消除表面靜電；b、稱取60份sbs橡膠、50份石英粉和0.4份硅烷偶聯(lián)劑a171在反應(yīng)器內(nèi)捏合升溫進(jìn)行接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)，溫度維持在100℃，在0.02wt％過氧化二異丙苯催化下反應(yīng)30min；c、將接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)所得產(chǎn)物、2.5份硅酸四乙酯和100份基質(zhì)瀝青捏和升溫進(jìn)行共聚合反應(yīng)，共聚合反應(yīng)以過氧化二異丙苯為催化劑，反應(yīng)溫度為160℃，反應(yīng)時(shí)間為35min；d、取共聚合反應(yīng)產(chǎn)物、15份重油和2份硫磺粉捏合反應(yīng)5min，然后再加入0.05份偶聯(lián)劑602，最后加入0.5份消泡劑捏合處理。將本實(shí)施例制得的橡膠瀝青與石子等骨料混合后，鋪設(shè)成油面路，測(cè)得的油面路的性能參數(shù)如下：測(cè)試項(xiàng)目合格范圍本實(shí)施例測(cè)試結(jié)果針入度50-10085軟化點(diǎn)＞5055.2延度＞1018經(jīng)測(cè)試，本發(fā)明制備出的橡膠瀝青符合國內(nèi)、國際和美國標(biāo)準(zhǔn)，具體如下表：本發(fā)明中，膠粉微粒與硅烷偶聯(lián)劑a171的接枝反應(yīng)如下:將工業(yè)廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)硅，即硅烷偶聯(lián)劑a171，利用廢棄的膠粉與硅烷偶聯(lián)劑a171接枝反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廢棄顆粒物的回收再利用。石粉微粒與硅烷偶聯(lián)劑a171的酯化反應(yīng)如下:利用石粉微粒與硅烷偶聯(lián)劑a171反應(yīng)，對(duì)石粉表面改性，為石粉表面添加不飽和雙鍵。將接枝反應(yīng)和酯化反應(yīng)所得產(chǎn)物與硅酸四乙酯和基質(zhì)瀝青共混，進(jìn)行如下式所示的共聚合反應(yīng)：由于膠粉微粒內(nèi)自帶有不飽和雙鍵，將接枝反應(yīng)的膠粉與酯化后的石粉與瀝青在dcp催化下，大量膠粉微粒內(nèi)的雙鍵與石粉表面雙鍵進(jìn)行加成聚合，形成互穿網(wǎng)絡(luò)，硅酸四乙酯吸收瀝青中水分水解，并最終形成以硅氧鍵為骨架的互穿網(wǎng)絡(luò)，瀝青與上述兩個(gè)互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，形成互穿網(wǎng)絡(luò)瀝青，相比于現(xiàn)有的瀝青而言，具有更好的耐候性，具有更高的軟化點(diǎn)和針入度，經(jīng)檢驗(yàn)，本發(fā)明的橡膠瀝青能夠耐受-40～180℃的溫度而不軟化不斷裂。以上所述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁12