[發明專利]一種微細廢橡膠粉-納米材料復合改性瀝青及其制備方法

在審

• 申請號: 201510765787.5
• 申請日: 2015-11-11
• 公開（公告）號: CN105419355A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 鄭木蓮;韓麗麗;韓紅紅;朱月明
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L21/00;C08K3/36;C08K3/26;C08K3/22
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種復合改性瀝青及其制備方法，具體涉及一種微細廢橡膠粉-納米材料復合改性瀝青及其制備方法。

背景技術

因粘度大，高溫抗車轍能力優良、可減少反射裂縫以及消耗大量廢棄輪胎、吸收交通噪音等優點，高粘度橡膠粉改性瀝青AsphaltRubber一直是國內外研究熱點。但由于粘度過大，僅適合于大孔隙開級配混合料及運輸存儲過程中膠粉顆粒易分層離析等缺陷，高粘度AsphaltRubber應用受到了限制。美國于20世紀80年代開發了濕法工藝TerminalBlend低粘度廢橡膠粉改性瀝青，此類膠粉改性瀝青技術采用目數≥40的微細膠粉，通過高溫高速剪切工藝，使膠粉粒子在基質瀝青中充分發生脫硫和解聚反應，并使97％的膠粉溶解在瀝青中，從而大大降低了廢膠粉改性瀝青的粘度，使其具有出色的存儲穩定性和低溫性能。美國普遍以177℃Brookfield旋轉粘度低于1.5Pa.s作為TerminalBlend低粘度廢膠粉改性瀝青于與高粘度橡膠瀝青的分界點。此外，TerminalBlend廢橡膠粉改性瀝青由于高溫高速剪切處理已喪失橡膠-瀝青兩相復合材料特征，是一種均質的改性瀝青結合料，膠粉作為分散相在分散介質瀝青中不易離析，無需特殊的攪拌裝置，可充分利用常規聚合物改性瀝青設備加工，另一方面，這種新型改性瀝青還適合于我國大量采用的密級配混合料，因此TerminalBlend廢膠粉改性瀝青技術在我國應用前景廣闊。然而，目前TerminalBlend廢橡膠粉改性瀝青還存在以下不足，限制了其廣泛利用：

(1)由于膠粉顆粒在高溫和高速剪切條件下在基質瀝青中發生過分的脫硫和解聚反應，使得TerminalBlend改性瀝青粘度降低較大，因此其高溫抗變形能力受到影響，有必要進行復合改性，從而既保證其施工和易性和低溫性能，同時又使其高溫性能滿足使用要求。

(2)TerminalBlend微細廢橡膠粉改性瀝青性能受到制備方法、工藝參數的影響較大，不同工藝參數制備的改性瀝青性能變異性較大，有必要對其制備工藝進行研究。

國內外研究者申請的廢橡膠粉-其他材料復合改性瀝青的相關專利有：中國專利號(申請號200610045940.8)公開了一種化學改性瀝青，該法將苯乙烯，十八烷基二甲基芐氯化銨、三乙油酸皂、聚銑銨、環烷酸鈷材料按比例投入有攪拌裝置的反應釜中，在常溫下攪拌制得橡膠瀝青化學改性劑。此方法可提高瀝青路面抗車轍、抗開裂性和耐久性能，同時也能防止反射裂縫的產生。但該方法所以化學試劑種類繁多、價格昂貴，提高了改性瀝青成本。中國專利號(申請號200610147692.8)公開了一種高溫穩定的復合改性橡膠瀝青。此方法主要是在橡膠瀝青中添加石油樹脂和聚丙烯蠟等石化產品，雖然能提高橡膠瀝青的軟化點，改善施工和易性，但這些添加及價格仍然比較昂貴，難以大規模推廣應用。中國專利號(申請號201010126676.7)公開了一種高溫耐存儲廢橡膠粉改性瀝青的制備方法瀝青，該法將廢膠粉與PE塑料共混，通過雙螺旋擠出機擠出，用切粒機造粒，最后將制備的共混相容劑與膠粉、瀝青和少量硫磺經過告訴剪切攪拌制備得到高溫耐儲存穩定的廢膠粉改性瀝青。該方法工藝復雜、價格昂貴，推廣難度較大。中國專利號(申請號201410428373.9)公開了一種層狀納米粘土/廢膠粉復合改性瀝青材料及其制備方法，該復合改性瀝青由層狀納米粘土、廢膠粉、糠醛抽出油和基質瀝青以剪切乳化機為分散設備，采用熔融共混法制備，所得的改性瀝青材料具有優越的抗車轍、抗紫外老化性能和儲存穩定性。但該納米材料-廢膠粉復合改性瀝青采用了二維納米粘土，即其僅有一維尺寸在納米量級，因此對瀝青改性而言納米材料小尺寸效應、表面效應、體積效應的發揮不充分，與基質瀝青的混溶效果不及納米二氧化硅、納米碳酸鈣等零維納米粒子，進而影響成品改性瀝青的路用性能。中國專利號(申請號201510021297.4)公開了一種納米/聚合物復合改性瀝青材料及其制備方法，主要組成材料包括納米ZnO、納米TiO₂、以及納米CaCO₃和SBS聚合物，該瀝青材料具備良好的高溫抗車轍及低溫抗裂性能，但由于未使用廢膠粉，而使用了價格較為昂貴的聚合物改性劑SBS，故其經濟性不高。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供一種微細廢橡膠粉-納米材料復合改性瀝青及其制備方法，該復合改性瀝青以廢輪胎橡膠粉為原料之一，成本較低，并且混溶效果較好，制備過程簡單。

為達到上述目的，本發明所述的微細廢橡膠粉-納米材料復合改性瀝青由質量百分數為76～90％的基質瀝青、5～15％的廢輪胎橡膠粉及3～9％的納米材料制備而成。