[發明專利]一種微波硫化熱固性天然橡膠瀝青混合料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110633141.7
• 申請日: 2021-06-07
• 公開（公告）號: CN113277776B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 郭榮鑫;晏永;夏海廷;楊洋;顏峰;林志偉;馬倩敏
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B26/26
• 分類號: C04B26/26
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲

本發明公開了一種微波硫化熱固性天然橡膠瀝青混合料及其制備方法，包括普通集料、吸波集料、礦粉、橡膠瀝青前驅體、硫化劑和反應促進劑，礦粉占瀝青混合料總重量的3％～10％；普通集料占瀝青混合料總重量的33％～84％；吸波集料占瀝青混合料總重量的10％～50％；橡膠瀝青前驅體占瀝青混合料總重量的3～7％；橡膠瀝青前驅體包括如下質量比的組分：基質瀝青﹕天然橡膠乳液﹕油基增容劑100﹕8～20﹕4～10；橡膠瀝青前驅體、硫化劑和反應促進劑的質量比為100﹕1.5～11﹕0.15～1.3。微波硫化熱固性橡膠瀝青混合料的力學性能和路用性能更優越，具有強度高、抗疲勞性能優異、耐久性及抗老化性能良好的優點。

技術領域

本發明屬于道路鋪面材料技術領域，涉及一種瀝青混合料，具體涉及一種微波硫化熱固性天然橡膠瀝青混合料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著我國經濟高速發展，我國貨運車輛出現了車輛數下降、總噸位上升，單輛車載大幅上升的結構性變化，我國高速公路及國省干線面臨著更嚴峻的重載、超載挑戰，對路面的抗車轍性能及抗疲勞性能提出了更高的要求。為延長瀝青路面道路的使用壽命，需使用性能更加優異的瀝青膠結料。目前，主流做法是向瀝青中添加改性劑進行物理改性，而常見的瀝青改性劑有SBS、廢舊膠粉、丁苯膠乳等。

天然橡膠是一種綠色的、可再生的生物質瀝青改性劑，其具有廣闊的應用前景。然而簡單的將天然橡膠加入瀝青中，通過攪拌、高速剪切等方式分散均勻，對瀝青的高低溫性能和耐久性進行改善，但性能提升幅度有限。對瀝青中的天然橡膠進行硫化，使之成為一種熱固性瀝青材料能大幅提升其性能，然而瀝青往往是以瀝青混合料的形式再路面工程中應用，瀝青混合料體積較大，通過加熱方式進行硫化會造成表面橡膠瀝青過硫化而內部橡膠瀝青欠硫化，造成熱固性瀝青混合料性能較差且質量不穩定。

發明內容

本申請發明人在大量的實驗及微觀實驗中發現，當天然橡膠乳液的添加量較少時橡膠在瀝青中以線狀分散、相互分離(如圖1中3％天然橡膠乳液摻量時，橡膠點狀分布)，天然橡膠瀝青此時仍主要表現出瀝青的性狀，無法達到想要的材料性能。而進一步的加大天然橡膠乳液用量后通過熒光顯微鏡發現：當天然橡膠乳液添加量達到瀝青質量的8％時，天然橡膠在瀝青中形成了網狀結構(如圖2所示)，隨著天然橡膠乳液添加量的持續增加，網絡結構更加明顯、穩定；而此時的天然橡膠瀝青黏度增大，不宜與集料拌合為瀝青混合料，通過天然橡膠乳液/油基增容劑配比的調節增加低粘度、穩定的油基增容劑后能降低天然橡膠瀝青的黏度。通過對瀝青中的天然橡膠進行硫化，進一步加強了天然橡膠的強度和網絡密度，使天然橡膠瀝青中的天然橡膠與瀝青形成IPN網絡互串結構，硫化后的天然橡膠高溫不軟、低溫不脆，從而賦予了硫化天然橡膠的熱固性，大幅提升混合料的性能，是一種優質的道路鋪面材料。

基于以上研究成果，經過進一步研究，本發明要求保護如下技術方案：

一種微波硫化熱固性天然橡膠瀝青混合料，其特征在于：包括普通集料、吸波集料、礦粉、橡膠瀝青前驅體、硫化劑和反應促進劑，

所述礦粉占瀝青混合料總重量的3％～10％；所述普通集料占瀝青混合料總重量的33％～84％；所述吸波集料占瀝青混合料總重量的10％～50％；所述橡膠瀝青前驅體占瀝青混合料總重量的3～7％；

橡膠瀝青前驅體包括如下質量比的組分：基質瀝青﹕天然橡膠乳液﹕油基增容劑的質量比為100﹕8～20﹕4～10；

橡膠瀝青前驅體、硫化劑和反應促進劑的質量比為100﹕1.5～11﹕0.15～1.3。

作為優選地，橡膠瀝青前驅體中基質瀝青﹕天然橡膠乳液﹕油基增容劑的質量比為100﹕12～20﹕4～10或100﹕12～16﹕4～10；

橡膠瀝青前驅體、硫化劑和反應促進劑的質量比為100﹕1.6～10.5﹕

0.15～1.1或100﹕1.79～10.17﹕0.18～1.02。