專利名稱：：制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及改性橡膠瀝青混合料的制備方法。
背景技術(shù)：
：橡膠瀝青是指含量15%以上的輪胎橡膠粉在高溫和充分拌合的條件下，與瀝青熔脹反應(yīng)得到的改性瀝青膠結(jié)材料。由于是采用回收輪胎作為改性主材，相比苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性瀝青具有成本優(yōu)勢，但是純輪胎橡膠配方的橡膠瀝青，在高溫穩(wěn)定性、粘附性、施工性能上還存在不足。為了提升橡膠瀝青的綜合性能,可以往橡膠瀝青中添加其他改性劑進(jìn)行改性?，F(xiàn)有的橡膠粉應(yīng)用于瀝青路面的技術(shù)主要分為濕法和干法兩大類，濕法工藝是指用改性劑首先與瀝青復(fù)合獲得新的膠結(jié)料，再將膠結(jié)料與集料拌合獲得混合料的工藝。干法工藝在橡膠顆粒尺寸、橡膠用量和拌制設(shè)備上具有明顯優(yōu)勢，但是世界上絕大多數(shù)研究幾種在濕法工藝上，其主要原因在于采用干法工藝鋪筑的試驗(yàn)路性能不穩(wěn)定，而濕法工藝相對性能較為令人滿意。近幾年，出現(xiàn)了一種干法與濕法相結(jié)合制備橡膠瀝青混合料的新方法，如中國專利CN1807514記載了一種利用廢舊輪胎采用混合法制備改性瀝青混合料的方法。將廢舊輪胎磨制成細(xì)膠粉，該細(xì)膠粉與基質(zhì)瀝青混合、攪拌，得到橡膠瀝青；采用斷級配集料，將集料進(jìn)行篩分，得到細(xì)、粗集料；橡膠顆粒與粗、細(xì)集料混合、拌制，然后加入橡膠瀝青拌制，最后加入礦粉拌和，得到所需產(chǎn)品。中國專利CN1831043記載了另一種可用于重載交通和高溫條件下橋面鋪裝的復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的制備方法。該方法是將1023%的輪胎橡膠粉，加入到7790%道路石油瀝青中，配制成橡膠瀝青;然后將100份的礦質(zhì)集3料加熱到16020CTC，將0.20.8份PE加入到礦質(zhì)集料中，再加入6.511質(zhì)量份所制備的橡膠瀝青。由于受選材等因素的限制，上述方法制備的橡膠瀝青混合料在粘附性能、高溫性能上仍不盡人意。粘附性能不足的主要原因在于橡膠瀝青中加入了高達(dá)15%以上的橡膠粉，導(dǎo)致瀝青過于稠，因此難以在石料表面裹覆；高溫性能差的主要原因在于橡膠瀝青與石料的粘附性能降低后，導(dǎo)致高溫性能會降低，此外橡膠瀝青混合料中加入的瀝青含量較高，較普通瀝青混合料瀝青含量高50%左右，較高的瀝青含量對應(yīng)的混合料相應(yīng)其高溫性能較差。如果再向橡膠瀝青中加入改性劑，會導(dǎo)致橡膠瀝青粘度更高，雖然有專利通過干法加入，但仍舊會增加橡膠瀝青混合料的施工難度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的新方法。本發(fā)明的方法包括下列步驟1.以橡膠總重量為基礎(chǔ)計(jì)，將重量百分比15-23%的輪胎橡膠粉，加入到重量百分比77-85%的道路石油瀝青中，在180-20(TC的條件下，攪拌反應(yīng)45-120分鐘，制成橡膠瀝青；2.按下述重量份數(shù)，將SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺加入螺桿擠出機(jī)拉條造粒，其擠出溫度控制在120-200'C:SIS100;古馬隆樹脂60-100;油酸酰胺40-60;3.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到160-200°C，加入0.2-1重量份步驟2獲得的造粒產(chǎn)物，攪拌均勻；4.在步驟3獲得的混合物料中，加入7-ll重量份的步驟l獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成品。上述步驟3中的石料符合下述級配要求:篩<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>較佳的，在步驟4后，還包括再加入l-6重量份礦質(zhì)集料中的礦質(zhì)或水泥填料。上述道路石油瀝青為普通道路石油瀝青。上述輪胎橡膠粉，為廢舊輪胎破碎并除去鋼絲和纖維后的粉末，粉末粒度為20-70目。上述SIS是苯乙烯一異戊二烯一苯乙烯嵌段共聚物，是一種熱塑性彈性體。SIS為成熟的市售產(chǎn)品。較佳的，所述SIS中，苯乙烯含量為20-40%，其余為異戊二烯，數(shù)均分子量為3萬-12萬。上述古馬隆樹脂是采用已內(nèi)酰胺的副產(chǎn)品C9等不飽和烴通過聚合方式得到的，可市購獲得。在本發(fā)明中，優(yōu)選軟化點(diǎn)為80-ll(TC的古馬隆樹脂。本發(fā)明也屬于一種干法與濕法相結(jié)合制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法。本發(fā)明首先將橡膠粉與瀝青復(fù)合獲得新的膠結(jié)料，而后將SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺造粒后形成改性劑，改性劑先與集料預(yù)拌完成分散，而后將兩者混合，在拌合過程中，SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對橡膠瀝青中瀝青組分的改性。由于SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺的分散需要剪切機(jī)作用，而剪切機(jī)會造成橡膠瀝青加工的顆粒破碎，因此，SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺并不適合直接加入瀝青中制備膠結(jié)料，而且，SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺如直接加入瀝青中制備膠結(jié)料，也會導(dǎo)致粘度過大，反而增加施工難度，因此這些改性劑的使用，也需使用本發(fā)明的方法。本方案由于采用干法加入，因此不會增加橡膠瀝青的泵送難度。改性劑中加入SIS,將會顯著提高橡膠瀝青混合料的粘附性能與高溫性能；加入軟化點(diǎn)較低的古馬隆樹脂，這一方面可以使SIS在其中分散、溶解更好，SIS在古馬隆樹脂分散好以后，將會導(dǎo)致其在集料中分散更快；另外，通過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，SIS與古馬隆樹脂有很好的相容性，遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)的SBS與C5石油樹脂體系的相容性，相容性好也會促進(jìn)SIS在其中的溶解與分散，相應(yīng)加快其在集料中的溶解與分散；通過向改性劑中加入油酸酰胺，可以使整個(gè)改性劑體系的粘度降低，這主要是因?yàn)橛退狨０肪哂邢灥男阅埽梢源蠓冉档透男詣w系的粘度，同時(shí)其中還含有胺成分，這也將改善體系的表面張力，這一特點(diǎn)也可以改善體系的流動性能，而這兩方面的性能將改善體系的流動性，這首先可以保證SIS在體系中更好的溶解與分散，相應(yīng)可以促進(jìn)SIS在集料中的分散；此外油酸酰胺中胺的存在，使其在瀝青中具有抗剝落劑的性能，從而改善瀝青的粘附性能，蠟在降低瀝青粘度的同時(shí)，也改善了瀝青在石料表面的浸潤與裹覆性能，這兩方面性能的改善，也會改善瀝青的粘附性能；由于瀝青的粘附性能獲得了改善，也就相應(yīng)提高瀝青的高溫性能；改性劑中適當(dāng)含量的油酸酰胺可以改善橡膠瀝青混合料的粘附性能和高溫性能。針對目前橡膠瀝青粘附性能不足的主要原因在于瀝青過于稠，難以在石料表面裹覆的原因，由于改性劑中含有油酸酰胺，當(dāng)將改性劑與集料預(yù)拌時(shí)，油酸酰胺會首先從改性劑中熔化出來，先在石料表面形成一層有效的油酸酰胺過渡層，油酸酰胺本身由于屬于胺類，因此可以起到類似瀝青常用的抗剝落劑的性能，改善橡膠瀝青與石料的粘附性能；此外油酸酰胺過渡層的存在，可以改善石料表面的界面性能，從而保證石料表面與橡膠瀝青有更好的粘附性；最后油酸酰胺本身具有蠟的性能，加入后可以增加橡膠瀝青的流動性，從而增加橡膠瀝青與石料的裹覆性能，也進(jìn)一步提高了橡膠瀝青的粘附性能；此外針對6高溫性能差的主要原因在于橡膠瀝青與石料的粘附性能較差的原因，以上的因素在大幅度提高橡膠瀝青粘附性能的同時(shí)，通過改善粘附性能，相應(yīng)提高混合料的高溫性能。本發(fā)明的制備方法獲得的橡膠瀝青混合料，可以同時(shí)改善橡膠瀝青混合料的高溫性能、粘附性能。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例以進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，實(shí)施例并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例l-5按表1重量份的配方制備高粘度瀝青改性劑原料來源SIS:Kraton公司生產(chǎn)，型號KratonD-1161，產(chǎn)品規(guī)格如下規(guī)格D-1161比重0.92熔融指數(shù)(a)g/10min12硬度ShoeA37300%模數(shù)psi130拉伸強(qiáng)度psi3100延伸率%1300溶液黏度(b)cps1200油含量%0苯乙烯含量％15二嵌段含量％19古馬隆樹脂河南安陽金茂祥公司生產(chǎn)，軟化點(diǎn)為IO(TC油酸酰胺江西威科油脂化學(xué)有限公司生產(chǎn)，主要指標(biāo)能如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>SBS:韓國LG公司生產(chǎn)，型號為LG—501C5石油樹脂大慶華科公司生產(chǎn)，軟化點(diǎn)為10(TC將SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺加入螺桿擠出機(jī)拉條造粒成高粘度瀝青改性劑，其擠出溫度控制為160°C，測試其熔融指數(shù)(19(TC，2.16kg)，結(jié)果見表1:從表l可以看出，本發(fā)明采用的方案可以明顯增加改性劑的熔融指數(shù)，這將大大改善改性劑在集料中的熔化時(shí)間。將130g高粘度瀝青改性劑在18(TC下分別加入到1000g埃索70號瀝青中，以強(qiáng)力攪拌機(jī)以200轉(zhuǎn)/分的攪拌速度對瀝青組合物進(jìn)行攪拌，可以看到隨著攪拌時(shí)間的增加，高粘度瀝青改性劑在瀝青中的粒徑會逐漸變小，將SIS在瀝青中的最大粒徑20微米的攪拌時(shí)間作為溶解時(shí)間，高粘度瀝青改性劑的溶解時(shí)間見表1。高粘度瀝青改性劑在瀝青中粒徑大小的確定方法將熱的改性瀝青滴布在載玻片上成型，在常溫下在熒光顯微鏡用熒光光源激發(fā)出的藍(lán)光照向載玻片上的改性瀝青，改性瀝青中的嵌段共聚物相在熒光的激發(fā)下會反射出波長較長的黃光，在熒光顯微鏡下所觀察到的黃色物質(zhì)即為SIS相，其黃色粒徑的大小即為嵌段共聚物在瀝青中粒徑大小。從表1可以看出，本發(fā)明制備的改性劑在瀝青中的溶解時(shí)間小于120分鐘，在采用油酸酰胺后其溶解時(shí)間也明顯縮短，表明本發(fā)明采用的方案可以明顯縮短改性劑在瀝青中的溶解時(shí)間，這將大大改善改性劑的在集料中的熔化時(shí)間。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>以下實(shí)施例中的改性劑指采用實(shí)施例1方案制備的造粒改性劑(即100份SIS，80份古馬隆樹脂，50份油酸酰胺)實(shí)施例6按下述方法制備橡膠瀝青混合料1.以橡膠瀝青質(zhì)量百分比計(jì)，將15%的輪胎橡膠粉，加入到85%的道路石油瀝青(70號道路石油瀝青)中，在180。C的條件下，攪拌反應(yīng)45分鐘，制成橡膠瀝青；2.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到16(TC，加入0.2重量份的改性劑，攪拌均勻；3.在步驟2獲得的混合物料中，加入6重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成上述步驟2中的石料符合下述級配要求<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>對比例1:按下述方法制備橡膠瀝青混合料1.以橡膠瀝青質(zhì)量百分比計(jì)，將15%的輪胎橡膠粉，加入到85%的道路石油瀝青中，在18(TC的條件下，攪拌反應(yīng)120分鐘，制成橡膠瀝青；2.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到16(TC，加入0.5重量份的PE，攪拌均勻；3.在步驟2獲得的混合物料中，加入6重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成上述步驟2中的石料符合下述級配要求<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例7按下述方法制備橡膠瀝青混合料:1.以橡膠瀝青質(zhì)量百分比計(jì)，將23%的輪胎橡膠粉，加入到77%的道路石油瀝青中，在20(TC的條件下，攪拌反應(yīng)45分鐘，制成橡膠瀝青；2.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到20(TC，加入0.5重量份的改性劑，攪拌均勻；3.在步驟2獲得的混合物料中，加入10重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成石料符合下述級配要求篩孔尺寸16.013.29.54.752.360.075間斷級配1001008042283對比例2:按下述方法制備橡膠瀝青混合料-1.以橡膠瀝青質(zhì)量百分比計(jì)，將23%的輪胎橡膠粉，加入到77%的道路石油瀝青中，在20(TC的條件下，攪拌反應(yīng)45分鐘，制成橡膠瀝青；2.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到20(TC，加入10.5重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成石料符合下述級配要求:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實(shí)施例8按下述方法制備橡膠瀝青混合料:L以橡膠瀝青質(zhì)量百分比計(jì)，將20%的輪胎橡膠粉，加入到80%的道路石油瀝青中，在18(TC的條件下，攪拌反應(yīng)100分鐘，制成橡膠瀝青；2.將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到18CTC，加入1.0重量份的改性劑，攪拌均勻；3.在步驟2獲得的混合物料中，加入9重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成品。石料符合下述級配要求<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>上述實(shí)施例及各對比例的混合料成品成型混合料車轍試件、馬歇爾試件，混合料的成型方法依照中國交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ052-2000規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行，其中混合料的拌和溫度為160°C，成型溫度為145°C，車轍試件碾壓成型次數(shù)為12次，并依照中國交通部標(biāo)準(zhǔn)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTJ052-2000規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)方法測試其瀝青混合料車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度、瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比及瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變，試驗(yàn)結(jié)果如表2:表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由上表可見實(shí)施例的混合料動穩(wěn)定度均高于對比例的的混合料動穩(wěn)定度，表明采用本發(fā)明的橡膠瀝青混合料有更好的高溫性能；實(shí)施例的混合料凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度比均高于對比例的殘留強(qiáng)度比，表明采用本發(fā)明的橡膠瀝青混合料有更好的粘附性能。權(quán)利要求1.一種制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法，包括下列步驟a、以橡膠瀝青總重量為基礎(chǔ)計(jì)，將重量百分比為15-23％的輪胎橡膠粉，加入到重量百分比為77-85％的道路石油瀝青中，在180-200℃的條件下，攪拌反應(yīng)45-120分鐘，制成橡膠瀝青；b、按下述重量份數(shù)，將SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺加入螺桿擠出機(jī)拉條造粒，其擠出溫度控制在120-200℃SIS100；古馬隆樹脂60-100；油酸酰胺40-60；c、將100重量份的礦質(zhì)集料中的石料加熱到160-200℃，加入0.2-1重量份步驟2獲得的造粒產(chǎn)物，攪拌均勻；d、在步驟c獲得的混合物料中，加入7-11重量份的步驟1獲得的橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成品。2.如權(quán)利要求1所述制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法，其特征在于，所述步驟c中的石料符合下述級配要求:篩孔尺寸16.013.29.54.752.360.075間斷級配10080-10055-8025-4214-280-63.如權(quán)利要求1所述制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法，其特征在于，所述輪胎橡膠粉的粉末粒度為20-70目。4.如權(quán)利要求1-3中任一權(quán)利要求所述制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法，其特征在于，步驟d還包括再加入1-6重量份礦質(zhì)集料中的礦質(zhì)或水泥填全文摘要本發(fā)明公開了一種制備復(fù)合改性橡膠瀝青混合料的方法，包括下列步驟將輪胎橡膠粉加入到道路石油瀝青中制成橡膠瀝青；將SIS、古馬隆樹脂和油酸酰胺加入螺桿擠出機(jī)拉條造粒形成改性劑；礦質(zhì)集料中的石料加熱后加入上述改性劑，攪拌均勻后加入橡膠瀝青，攪拌均勻，即制得復(fù)合改性橡膠瀝青混合料成品。本發(fā)明的制備方法獲得的橡膠瀝青混合料，在保證混合料的高溫及低溫性能的同時(shí)，改善了產(chǎn)品的粘附性及施工性能。文檔編號C04B26/26GK101456700SQ20081020750公開日2009年6月17日申請日期2008年12月22日優(yōu)先權(quán)日2008年12月22日發(fā)明者孫立軍,黃衛(wèi)東申請人:同濟(jì)大學(xué)