[發明專利]一種瀝青化橡膠改性瀝青及制備方法

無效

• 申請號: 201310343863.4
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103360774A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王立志;王鵬;任瑞波;耿立濤;徐強;高曉寧
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L21/00;C08L23/06;C08K5/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李鵬

技術領域

本發明屬于道路工程領域，尤其涉及一種瀝青化橡膠改性瀝青及制備方法。

背景技術

據統計，我國每年有74%的廢輪胎成為固體污染物，2011年我國的廢舊輪胎已達到2億條，廢橡膠達到520萬噸。因廢舊輪胎堆放、焚燒所引發的環境問題已嚴重困擾環境工作者。在道路工程領域，以廢舊橡膠作為改性劑已成為行之有效的方法，橡膠瀝青技術也以其優異的路用性能和顯著的環保意義而備受關注。國內外實踐證明：橡膠瀝青技術在改善路面抗疲勞、耐久性、低溫抗裂、阻止裂縫擴展、降噪等方面作用顯著，但對路面高溫抗車轍性能改善較差。

目前主要的橡膠瀝青技術有兩大類：干法和濕法。干法是將膠粉與瀝青、礦料及添加劑一起投放到拌和樓，直接生產橡膠瀝青混合料。濕法是先生產成品橡膠瀝青，再生產瀝青混合料。而后者生產的瀝青混合料性能及穩定性都較佳，因此應用廣泛。但常用的成品橡膠瀝青生產及使用過程中，由于膠粉在基質瀝青中分散性不理想，通常需要膠體磨等高速攪拌設備；現場生產的橡膠瀝青，需要專門的生產設備，存儲時間較短，最長不超過3天，且需連續攪拌，溫度保持在145-155℃。一方面，這種技術的膠粉瀝青在膠粉摻量大時(17%，質量分數)，瀝青混合料只能采用斷級配，而不能應用于普通密級配瀝青混合料，造價高，利用率較低。另一方面，該橡膠瀝青面臨著高溫存儲易離析，長時間遠距離運輸產品離析嚴重等問題。而確保橡膠瀝青具有較佳的高溫抗車轍性能，通常要求膠粉摻量在17-30%(外摻，質量分數)之間，交通部JTT798-2011《公路工程廢胎膠粉橡膠瀝青》規定橡膠瀝青180℃旋轉粘度不小于1.5Pa.s，5℃延度最小不低于5cm(熱區)，也就是要求膠粉摻量大，粘度高，且低溫柔性佳。技術人員采用膠粉/SBS復合改性或膠粉/天然瀝青復合改性來實現這種多贏的局面，專利201210512058.5涉及一種復合瀝青組合物及其制備方法，將1-10份的膠粉、1-10份增塑劑與80-98份的石油瀝青或天然瀝青僅通過簡單的高速剪切機共混實現復合改性，通過大摻量的增塑劑來改善膠粉塑性，增加其與瀝青的相容。但該專利中提供的方法將天然瀝青或石油瀝青作為分散介質，以橡膠作為分散相，是一種傳統的橡膠改性瀝青方法，由于其膠粉摻量小，仍舊需要采用高速剪切機研磨80分鐘(180℃)，生產效率較低，加工工藝復雜。此外，廢膠粉與瀝青的相容性較差，現有技術人員通常盡量降低膠粉的摻量，即使大摻量也不超過25%。而膠粉的現場加工通常是添加80-100目的細膠粉或脫硫膠粉，這無疑增加的加工成本。上述問題致使現有技術人員無法解決膠粉改性瀝青現場存儲時間短，工廠化生產效率低，需膠體磨等問題，因此開發膠粉摻量大、速溶、熱存儲穩定性優良的橡膠改性瀝青是拓展廢膠粉高效利用的有利方向。

巖瀝青是一種組成與石油瀝青相近，瀝青質含量較大，富含一定礦物質灰分的天然瀝青。其改性瀝青以施工簡便、經濟合理、高溫抗車轍效果顯著等優勢備受關注。專利201110249447.9提供一種巖瀝青改性瀝青及其制備方法，該技術以進口巖瀝青為原料，直接將5-10份的巖瀝青摻入基質瀝青中，但巖瀝青的摻量達到10份時瀝青15℃的延度已衰減至28.5cm，已不滿足F40-2004《公路瀝青路面施工技術規范》中50號C級瀝青15℃延度大于30cm的要求，也就是其低溫抗裂性嚴重受損。多數研究指出巖瀝青的摻量不易超過15%(質量分數)，摻量過高對瀝青的低溫柔性影響較大，增加瀝青混合料低溫開裂的風險。這主要是因為巖瀝青中通常含有15-35%的灰分，灰分的沉降引發改性瀝青的離析。此外，該專利指出可通過簡單的攪拌無需膠體磨等專用設備實現巖瀝青改性，但巖瀝青產地不同，軟化點差異較大，軟化點較低的巖瀝青無需膠體磨就可直接分散到瀝青中，而軟化點高于150℃的超硬巖瀝青卻相當困難，專利中未對巖瀝青的軟化點范圍進行說明，簡單的共混工藝難處理超硬巖瀝青在瀝青中的分散、熔融問題。若將磨細的巖瀝青填充到膠粉網絡中，對膠粉改性，則可提高巖瀝青的利用率，緩解其因用量過高損失瀝青低溫性能的問題，同時增強膠粉對瀝青高溫性能改善效果。