[發明專利]一種廢橡膠改性乳化瀝青的制備方法

有效

• 申請號: 201210153036.4
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102660125A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 董大偉;劉晶晶;鄭廣宇;江寬;張立群;李曉林
• 申請（專利權）人: 中膠橡膠資源再生有限公司;北京化工大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L21/00;C08L1/26;C08L3/04;C08L89/00;C08L29/04;C08K13/02;C08K5/372;C08K5/37;C08K3/16;C08J3/03
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤

技術領域

本發明涉及一種廢橡膠改性乳化瀝青的制備方法，屬于公路建設領域。

背景技術

乳化瀝青，就是瀝青熱融后經過機械剪切的作用，以細小的微粒狀態分散于含有乳化劑的水溶液中，形成油狀的瀝青乳液。使用乳化瀝青時不用加熱，可以在常溫狀態下施工。在道路工程中，乳化瀝青適用于瀝青表面處置路面、瀝青貫入式路面、常溫瀝青混合料路面，以及透層、粘層與封層等。乳化瀝青的應用及其的綜合能與常規瀝青、熱瀝青相比，具有對人體無害、安全和不污染環境等特點。

在乳化瀝青中加入改性劑的目的主要是提高瀝青的低溫抗裂性、高溫穩定性、韌性和與骨料的粘附性，即提高瀝青的軟化點、低溫延度，增加瀝青的韌性。

目前我國改性乳化瀝青所用的改性劑主要是SBS和SBR膠乳。SBS兼顧高低溫性能,黏結力強,但改性工藝復雜,乳液易離析且成本高；SBR膠乳低溫性能好,改性工藝簡單,乳液性能穩定且成本相比SBS較低，但高溫性能和黏結力指標相對偏低。

由于廢橡膠的耐候性明顯優于瀝青，同時又由于廢橡膠價格低廉，因此使用廢橡膠制備改性乳化瀝青，不僅可以節約資源保護環境，還能改善乳化瀝青的耐候性，降低乳化瀝青的造價。目前國內有研究人員使用廢橡膠改性乳化瀝青。專利CN101173106A中公開了一種用于水泥瀝青砂漿的橡膠粉-瀝青乳液及其制備方法，其制備方法包括先用膠粉對瀝青改性再乳化；先乳化膠粉再乳化瀝青；先乳化瀝青改性后乳化膠粉三種途徑。但是由于膠粉在瀝青中的分散性不好，其以溶脹的形式存在于瀝青中，實際制得的改性瀝青為非均相體系。因此在制備的瀝青乳液中存在20~60目的大粒徑膠粉顆粒，造成瀝青乳液的穩定性較差。專利CN101619149A中公開了一種陽離子乳化橡膠瀝青的制備方法，先將再生膠與石油樹脂、防老劑、活化劑進行常規軋煉后，加水剪切制成橡膠乳液，與陽離子乳化瀝青和丁苯膠乳混合均勻即制備成陽離子橡膠乳化瀝青。但此種方法工藝復雜，而且采用2種膠乳改性乳化瀝青，乳化瀝青中固含量較低。

發明內容

為解決現有技術的問題，本發明提供一種廢橡膠改性乳化瀝青的制備方法。

一種廢橡膠改性乳化瀝青的制備方法，包括以下步驟：

1)制備流體橡膠：首先在高溫高壓反應釜中加入一定量廢膠粉、活化劑和干冰進行反應，反應壓力為11MPa~15MPa，反應溫度為150℃~200℃，反應時間為100min-300min，優選的在150℃~190℃條件下反應120min~170min，活化劑的質量為膠粉質量的2%~10%，干冰的加入量使釜內CO₂密度維持在0.466g/cm³~0.6g/cm³為宜，獲得高溶膠含量的橡膠；然后將反應產物在高速密煉機中剪切獲得流體橡膠，剪切溫度180℃-210℃，剪切時間為15min~60min。

2)將基質瀝青加熱后與流體橡膠進行混合制得廢橡膠改性瀝青，優選將基質瀝青加熱至130℃~140℃后按配比與流體橡膠在140℃~220℃進行短時間的初混和連續高速剪切混合制得廢橡膠改性瀝青，剪切時間為30min~70min。

3)制備皂液：將乳化劑、穩定劑、增稠劑，有必要的話再添加pH調節劑按配比加入溫的去離子水中，充分攪拌，并加熱至50℃~60℃。

4)將制備好的改性瀝青與皂液混合后攪拌均勻并高速剪切，優選時間為1min~5min，轉速1000rpm~1500rpm。

所述的廢橡膠改性乳化瀝青由以下組分按相應的質量分數配比制成：

基質瀝青：40~60份，流體橡膠：2~20份，去離子水：30~50份，乳化劑：0.1%~4份，穩定劑：0.5%~3份，增稠劑：0.5%~2份，pH調節劑：0~2份。

所述的流體橡膠由細度為20目~80目的廢膠粉制得，其狀態為棕黑色粘稠液體，溶膠含量≥93%，門尼粘度（ML₍₁₊₄₎^100℃）：20~25，交聯密度：2×10^-8mol/cm³~9×10^-8mol/cm³.

所述的活化劑為二硫化物，包括二苯基二硫、二甲基二硫、二烯丙基二硫、二苯甲基二硫或者硫醇中的一種或幾種。

所述的基質瀝青為滿足GB/T15180-200要求的AH-70或AH-90重交道路瀝青。

所述的乳化劑可以是陽離子型乳化劑或陽離子型乳化劑與非離子型乳化劑復合而成。