本發(fā)明涉及路面瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

在目前改性乳化瀝青技術(shù)領(lǐng)域中，現(xiàn)有改性乳化瀝青主要包括sbs、sbr聚合物改性乳化瀝青和橡膠粉改性乳化瀝青等。sbs和sbr是高分子聚合物改性劑，分為固體改性和乳液改性兩種，一般采取先對(duì)瀝青改性，然后再將改性瀝青進(jìn)行乳化，但是聚合物改性瀝青高固含量乳化難度很大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。也有將sbs或sbr膠乳摻入普通乳化瀝青中進(jìn)行改性，但外摻膠乳改性路用性能提升有限，而且放置過(guò)程中容易出現(xiàn)膠乳和乳化瀝青分離，整體穩(wěn)定性差。利用廢輪胎橡膠粉制備改性乳化瀝青，橡膠粉的含量很低，外摻比例只相當(dāng)于瀝青重量的3-10％，改性乳化瀝青性能提升有限，一般還需要添加增稠劑維持乳化瀝青的穩(wěn)定性。

中國(guó)專利cn102863804a公開(kāi)了一種sbs聚合物改性瀝青乳化瀝青及其制備方法、cn101550277a公開(kāi)了一種液體sbs改性乳化瀝青及其制備方法、cn103951994a公開(kāi)了一種sbssbr復(fù)合改性乳化瀝青及其制備方法，以上專利均屬于sbs或sbr聚合物改性乳化瀝青。

中國(guó)專利cn103881401a公開(kāi)了一種廢膠粉改性乳化瀝青及其制備方法，是先將廢膠粉進(jìn)行微波輻照制備成改性膠粉，用改性膠粉對(duì)瀝青進(jìn)行改性，再將改性瀝青進(jìn)行乳化制成乳化瀝青。該專利方法中所用膠粉改性瀝青，橡膠粉的含量很低，外摻比例只相當(dāng)于瀝青重量的3％-10％，改性乳化瀝青性能提升有限。

中國(guó)專利cn103709767a公開(kāi)了一種拌合型橡膠粉改性乳化瀝青及其制備方法、cn103897594a公開(kāi)了一種橡膠粉改性乳化瀝青防水涂料，兩種方法基本是在普通乳化瀝青中攪拌下加入橡膠粉顆粒，橡膠粉實(shí)際只是成為一種填料，沒(méi)有起到聚合物對(duì)瀝青的改性作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述改性乳化瀝青高固含量乳化難度大，路用性能提升有限，同時(shí)產(chǎn)品穩(wěn)定性差的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青技術(shù)，首先把橡膠粉制備成膏狀液體橡膠，利用它與sbs復(fù)合作為瀝青的改性劑，制備成復(fù)合改性瀝青，再經(jīng)乳化制成sbs液體橡膠改性乳化瀝青，可以有效克服了橡膠粉乳化瀝青穩(wěn)定性差技術(shù)難題，同時(shí)材料性能顯著提升。

本發(fā)明提供的具體技術(shù)方案為：一種sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青，按重量份數(shù)計(jì)，包含以下原料：sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青60-65份，陽(yáng)離子瀝青乳化劑2.5-6.5份，穩(wěn)定劑0.5-3.0份，水22-45份。

其中，上述陽(yáng)離子瀝青乳化劑為慢裂型陽(yáng)離子乳化劑和非離子表面活性劑復(fù)合物,慢裂型陽(yáng)離子乳化劑和非離子表面活性劑復(fù)合物使用重量比例為2-2.5:1；上述穩(wěn)定劑為強(qiáng)酸弱堿鹽、無(wú)機(jī)鈣鹽、鐵鹽或鎂鹽的一種或幾種；上述ph調(diào)節(jié)劑為乙酸、鹽酸或硫酸的一種或幾種。

其中，上述sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青，按重量份數(shù)計(jì)，由如下組分組成：膏狀液體橡膠5-20份，sbs1.5-4.0份，基質(zhì)瀝青70-90份，交聯(lián)劑0.01-1.6份。上述sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青中交聯(lián)劑為硫磺。

上述膏狀液體橡膠，按重量份數(shù)計(jì)由如下組份組成：廢輪胎橡膠粉60-87份，活化劑0.4-3.5份，催化油漿20-30份，軟化劑22-28份，催化劑0.2-2.5份，其中活化劑為烷基酚類硫化物的混合物；催化油漿為石油煉治過(guò)程中外甩副產(chǎn)物，是減壓渣油或裂化殘油或二者的混合物；軟化劑為芳烴油、石油系增塑劑、石油瀝青或天然瀝青中的一種或幾種；催化劑為氯化亞鐵，硫酸鐵、硫酸亞鐵、硬脂酸鋅或硬脂酸中的一種或幾種。本發(fā)明還提供了上述sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青的其制備方法，包含以下制備步驟如下：

1)選用廢輪胎橡膠粉制備的膏狀液體橡膠及sbs作為基質(zhì)瀝青的改性劑；

2)將基質(zhì)瀝青加熱至170-190℃，同時(shí)加入sbs、膏狀液體橡膠，保溫?cái)嚢?0-50分鐘，剪切3-20分鐘，攪拌下加入交聯(lián)劑，制得sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青；

3)將陽(yáng)離子瀝青乳化劑及乳化助劑、穩(wěn)定劑、ph調(diào)節(jié)劑混合攪拌，同時(shí)加入30-80℃熱水，并充分?jǐn)嚢枧渲瞥扇榛瘎┗旌先芤海?/p>

4)將sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青和乳化劑混合溶液同時(shí)通過(guò)膠體磨或高速剪切機(jī)，循環(huán)剪切3-40分鐘，制得sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青。

其中sbs為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，所使用基質(zhì)瀝青為90#或70#重交瀝青；

其中，膏狀液體橡膠的制備步驟如下：

(1)采用常溫粉碎法、低溫冷凍粉碎法或濕法粉碎法制備橡膠粉顆粒，其粒徑為36-200目；

(2)先將相應(yīng)的活化劑、催化油漿、軟化劑和催化劑按重量份數(shù)比例混合，加熱攪拌均勻，加熱溫度控制在60℃-130℃，攪拌速度為30-200轉(zhuǎn)/分，制成復(fù)合溶液備用；

(3)將36-200目的橡膠粉顆粒通過(guò)上料機(jī)送入攪拌預(yù)混釜中，同時(shí)加入步驟(2)的復(fù)合溶液，快速攪拌下，預(yù)滲透溶脹反應(yīng)20-40分鐘，攪拌速度為100-800轉(zhuǎn)/分；

(4)將上述通過(guò)預(yù)滲透溶脹的橡膠粉，螺旋推送至剪切裂化反應(yīng)釜中，加熱升溫到260～320℃，高溫下橡膠粉在釜中通過(guò)剪切熱解反應(yīng)40-60分鐘，剪切攪拌速度為30-80轉(zhuǎn)/分，經(jīng)壓濾擠出和水冷卻，制得半固態(tài)膏狀黑色液態(tài)橡膠，即為所述膏狀液體橡膠。

上述sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青制備中各原料用量的選取均是以瀝青重量為基礎(chǔ)量計(jì)算，即首先選定瀝青用量，再確定液體橡膠、sbs及交聯(lián)劑相應(yīng)用量。

直接用橡膠粉改性瀝青制備改性乳化瀝青技術(shù)難度很大，盡管橡膠粉摻合量很低，但對(duì)乳化瀝青的穩(wěn)定性有很大影響，在乳化瀝青中使用膠粉，從工藝上多是乳化瀝青形成后再加入膠粉現(xiàn)場(chǎng)攪拌使用，膠粉作為填料來(lái)運(yùn)用。也有乳化瀝青中摻入液體橡膠使用的，但所使用的液體橡膠與本發(fā)明上述的膏狀液體橡膠不同，本發(fā)明中采用的膏狀液態(tài)橡膠技術(shù)，主要針對(duì)36目以上硫化橡膠粉顆粒進(jìn)行深度解聚反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，輪胎等橡膠制品大多采用硫磺/促進(jìn)劑硫化體系，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中所含的硫交聯(lián)鍵主要包括單硫、雙硫、多硫以及環(huán)狀硫交聯(lián)鍵，這些碳-硫鍵(-c-sz-c-)和硫-硫鍵(-c-s-s-c-)交聯(lián)鍵的解離能較低，在解聚反應(yīng)過(guò)程中容易發(fā)生斷裂反應(yīng)，分解生成低分子化合物及低分子自由基，從而制備出膏狀液態(tài)橡膠，能很好的解決橡膠粉在瀝青中的相容性以及可以大比例摻和問(wèn)題；從工藝上，在乳化瀝青中加入液體橡膠，多是在形成較穩(wěn)定的乳化瀝青后再加入液體橡膠，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工使用，即可理解為是將液體橡膠“勾兌”入乳化瀝青中使用。而本發(fā)明卻是通過(guò)工藝改進(jìn)，使半固態(tài)膏狀液態(tài)橡膠作為改性劑很好地溶解在瀝青中，形成穩(wěn)定相容體系，再對(duì)瀝青進(jìn)行改性乳化，可以制成高固乳化改性瀝青，再加上sbs復(fù)合改性，使乳化瀝青性能顯著提高，穩(wěn)定性增強(qiáng)，便于長(zhǎng)距離運(yùn)輸存儲(chǔ)，應(yīng)用更加廣泛，而且廢輪胎也得到有效利用，同時(shí)大大降低了改性瀝青的生產(chǎn)成本。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

原材料準(zhǔn)備：自制膏狀液體橡膠，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(sbs，線型)，交聯(lián)劑硫磺，ah重交瀝青，美國(guó)美德維實(shí)偉克公司的陽(yáng)離子乳化劑慢裂型陽(yáng)離子乳化劑和非離子表面活性劑，氯化鈣，鹽酸。在sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青的制備中，尤其是sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青的制備中，各原料用量的選取均是以瀝青重量為基礎(chǔ)，如本實(shí)施例中首先選定瀝青用量，再確定液體橡膠、sbs及交聯(lián)劑相應(yīng)用量。

實(shí)施例1

將118.4g自制的膏狀液體橡膠與23.6g固體線型sbs,共同加入到592g

sk90#熱瀝青中，溫度控制在180℃，攪拌發(fā)育40分鐘，攪拌速度300轉(zhuǎn)min,剪切20分鐘，剪切速度3500轉(zhuǎn)min,快速攪拌下加入0.63g交聯(lián)劑，攪拌速度500轉(zhuǎn)min,攪拌4小時(shí)，制得sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青；另外將美德維實(shí)偉克公司的陽(yáng)離子乳化劑16.1g,非離子表面活性劑6.3g，氯化鈣3.8g，氯化鎂2.0g，混合物加入到248g60℃水中，攪拌均勻后，用鹽酸將ph值調(diào)至3.0，制得乳化皂液；然后將上述制得的改性瀝青取513g和乳化皂液276.2g在高速剪切機(jī)中剪切25分鐘，剪切速度4500轉(zhuǎn)min,即可制備出sbs液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青。

其中膏狀液體橡膠制備方法如下：

(1)采用常溫粉碎法、低溫冷凍粉碎法或濕法粉碎法制備橡膠粉顆粒60g，其粒徑為40目；

(2)先將t-580活化劑0.4g，催化油漿20g，芳烴油20g，硫酸亞鐵0.1g，硬脂酸0.1g混合，ah90﹟瀝青5g，加熱攪拌均勻，加熱溫度控制在60℃-130℃，攪拌速度為30-200轉(zhuǎn)/分，制成復(fù)合溶液備用；

(3)將36-200目的橡膠粉顆粒通過(guò)上料機(jī)送入攪拌預(yù)混釜中，同時(shí)加入步驟(2)的復(fù)合溶液，快速攪拌下，預(yù)滲透溶脹反應(yīng)20-40分鐘，攪拌速度為100-800轉(zhuǎn)/分；

(4)將上述通過(guò)預(yù)滲透溶脹的橡膠粉，螺旋推送至剪切裂化反應(yīng)釜中，加熱升溫到260～320℃，高溫下橡膠粉在釜中通過(guò)剪切熱解反應(yīng)40-60分鐘，剪切攪拌速度為30-80轉(zhuǎn)/分，經(jīng)壓濾擠出和水冷卻，制得半固態(tài)膏狀黑色液態(tài)橡膠，即為所述膏狀液態(tài)橡膠。

制備所得sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青主要性能如下：

實(shí)施例2

取78g自制的膏狀液體橡膠與15.6g固體線型sbs,共同加入到520gsk70#熱瀝青中，溫度控制在180℃，攪拌發(fā)育40分鐘，攪拌速度300轉(zhuǎn)min,剪切20分鐘，剪切速度3500轉(zhuǎn)min,快速攪拌下加入0.62g交聯(lián)劑，攪拌速度500轉(zhuǎn)min,攪拌4小時(shí)，制得sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青；另外將美德維實(shí)偉克公司陽(yáng)離子乳化劑13.2g,非離子表面活性劑5.0g，氯化銨2.3g，氯化鈣2.0g混合物加入到268g60℃水中，攪拌均勻后，用鹽酸將ph值調(diào)至3.0，制得乳化皂液；然后將上述制得的改性瀝青取500g和乳化皂液290g在高速剪切機(jī)中剪切25分鐘，剪切速度4500轉(zhuǎn)min,即可制備出sbs液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青。

上述膏狀液態(tài)橡膠的制備如下：1)采用常溫粉碎法、低溫冷凍粉碎法或濕法粉碎法制備橡膠粉顆粒87g，其粒徑為60目；

2)按重量比例先將t-580活化劑3.5g，催化油漿30g，石油系增塑劑、石油瀝青各14g，硫酸亞鐵、硬脂酸鋅各1.25g混合，加熱攪拌均勻，加熱溫度控制在100℃，攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分，制成復(fù)合溶液備用；

3)將60目的橡膠粉顆粒通過(guò)上料機(jī)送入攪拌預(yù)混釜中，同時(shí)加入60g步驟(2)的復(fù)合溶液，快速攪拌下，預(yù)滲透溶脹反應(yīng)40分鐘，攪拌速度為300轉(zhuǎn)/分

4)通過(guò)預(yù)滲透溶脹的橡膠粉，螺旋推送至剪切裂化反應(yīng)釜中，加熱升溫到260℃，高溫下橡膠粉在釜中通過(guò)剪切熱解反應(yīng)60分鐘，剪切攪拌速度為50轉(zhuǎn)/分，經(jīng)壓濾擠出和水冷卻，制得半固態(tài)膏狀黑色液態(tài)橡膠。以上制備所得sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青主要性能如下：

實(shí)施例3

取40g自制的膏狀液體橡膠與10g固體線型sbs,共同加入到400gsk90#熱瀝青中，溫度控制在180℃，攪拌發(fā)育40分鐘，攪拌速度300轉(zhuǎn)min,剪切20分鐘，剪切速度3500轉(zhuǎn)min,快速攪拌下加入0.48g交聯(lián)劑，攪拌速度500轉(zhuǎn)min,攪拌4小時(shí)，制得sbs和液體橡膠復(fù)合改性瀝青；另外將美德維實(shí)偉克公司陽(yáng)離子乳化劑12.4g,非離子表面活性劑4.8g，氯化鈣3.0g，氯化鐵1.0g混合物加入到490g60℃水中，攪拌均勻后，用鹽酸將ph值調(diào)至3.0，制得乳化皂液；然后將上述制得的改性瀝青取410g和乳化皂液269g在高速剪切機(jī)中剪切25分鐘，剪切速度4500轉(zhuǎn)min,即可制備出sbs液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青。

上述膏狀液態(tài)橡膠的制備如下：1)采用常溫粉碎法、低溫冷凍粉碎法或濕法粉碎法制備橡膠粉顆粒68g，其粒徑為100目；

2)按重量比例先將wr-510活化劑3g，催化油漿25g，芳烴油10g、石油系增塑劑15g，氯化亞鐵0.2g混合，加熱攪拌均勻，加熱溫度控制在100℃，攪拌速度為100轉(zhuǎn)/分，制成復(fù)合溶液備用；

3)將80目的橡膠粉顆粒通過(guò)上料機(jī)送入攪拌預(yù)混釜中，同時(shí)加入78g步驟(2)的復(fù)合溶液，快速攪拌下，預(yù)滲透溶脹反應(yīng)30分鐘，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/分；

4)通過(guò)預(yù)滲透溶脹的橡膠粉，螺旋推送至剪切裂化反應(yīng)釜中，加熱升溫到300℃，高溫下橡膠粉在釜中通過(guò)剪切熱解反應(yīng)50分鐘，剪切攪拌速度為80轉(zhuǎn)/分，經(jīng)壓濾擠出和水冷卻，制得半固態(tài)膏狀黑色液態(tài)橡膠。

以上制備所得sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青主要性能如下：

本發(fā)明利用液體橡膠和固體sbs制備sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青，液體橡膠在瀝青中達(dá)到了理想的“細(xì)分布”狀態(tài)，即能夠很好地溶解在瀝青中，由此實(shí)現(xiàn)了膠粉改性瀝青可以進(jìn)行乳化的技術(shù)突破，加入固體sbs使改性乳化瀝青的性能進(jìn)一步提升，從上述實(shí)施例檢測(cè)結(jié)果可以看出，與目前常規(guī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比sbs和液體橡膠復(fù)合改性乳化瀝青的高低溫性能明顯提升，貯存穩(wěn)定性好，其它主要性能也完全滿足相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

以上對(duì)發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。