一种橡胶沥青用稳定剂及利用其稳定改性橡胶沥青的方法与流程

本发明涉及橡胶沥青及橡胶沥青混凝土技术领域，具体涉及一种橡胶沥青用稳定剂及利用其稳定改性橡胶沥青的方法。

背景技术：

目前仅国内废旧轮胎存量就有上亿条，并以每年约6500万条的增速在增长；而全球每年报废的轮胎大约有20亿条，库存积压就更多了。大量废旧轮胎长期露天堆放势必会造成环境污染，资源浪费。我国路面沥青大多采用石蜡基原油炼制，炼制的沥青对温度较为敏感，建成后会出现众多病害，如泛油发软，低温开裂等早期破坏。

伴随着公路建设的迅猛发展和车辆重载化，人们对聚合物改性沥青的需求日益增长，橡胶改性沥青具有优良的高温抗车辙，抗疲劳性能和优异的弹性恢复能力，可运用于高速公路的上面层、重交通路面及超载车辆较多的路段等高等级路面。用废旧轮胎制备的橡胶粉对沥青进行改性，一方面可以改善沥青的路用性能，另一方面又解决了废旧轮胎造成的环境污染问题，可谓一举两得。但是橡胶沥青在生产过程中存在严重的分层现象，影响橡胶沥青的储存稳定性，而且较高的橡胶粉掺量会使沥青粘度增大，会给施工带来困难，这也是橡胶路用的一个技术瓶颈。

如何提高橡胶沥青的相容性，改善其存储稳定性问题是当务之急，也是研究橡胶沥青的热点和前沿。国内研究主要集中于胶粉的粒度分布、用量、种类、胶粉的活化剂、基质沥青对改性沥青的作用和影响，而对于橡胶沥青的存储稳定性及橡胶沥青的相容性问题研究的较少。目前市场上还没有性能较好、价格较低的橡胶沥青稳定剂，因此开发一种高性能、高性价比、高利用率的橡胶沥青稳定剂具有重要的社会意义和经济价值。

技术实现要素：

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种橡胶沥青用稳定剂及利用其稳定改性橡胶沥青的方法，该稳定剂的组分全部为生物质材料，无毒、无害、无污染，属于环境友好型稳定剂。

该方法非常简单易行，操作方便。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种橡胶沥青用稳定剂，其特征在于由以下质量分数的组分组成：

一种橡胶沥青用稳定剂稳定改性橡胶沥青的方法，包括如下步骤：

1)将沥青加热至135℃，待沥青呈流动态后加入橡胶粉，橡胶粉的质量为沥青质量的10％-22％，升温至180℃，同时剪切分散至充分混合均匀，得到橡胶沥青；

2)将步骤1)所得的橡胶沥青冷却至160℃后，在低速搅拌的条件下加入橡胶沥青用稳定剂，低速搅拌搅拌时的转速为500-800转/分，橡胶沥青用稳定剂加入的质量为沥青质量的0.5％-1.5％，搅拌均匀后，得到该稳定剂稳定改性的改性橡胶沥青。

优选的，步骤1)中，剪切速率2000-5000转/分，剪切时间为1-2小时。

优选的，步骤2)中，低速搅拌的时间为1-2小时。

该稳定剂的作用机理如下：

稳定剂在改性橡胶沥青当中的作用不仅有物理增稠作用，还具有空间位阻效应，即：由于稳定剂具有大量亲水性的—OH分子键具有物理增稠效果；同时，该稳定剂易与沥青组分相互缠扰结合形成大分子链，产生空间位阻效应，可阻止橡胶颗粒的沉降，使橡胶颗粒稳定悬浮在沥青当中。稳定剂的在本发明中的作用是为了改善离析性能。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1)本发明的稳定剂的组分全部为生物质材料，与现有的稳定剂相比，其无毒、无害、无污染，属于环境友好型稳定剂。更重要的是，橡胶沥青经本发明的稳定剂稳定改性后，其具有良好的稳定性。实验表明：改性橡胶沥青的离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差不超过2℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态。

2)本发明的稳定改性沥青的方法简单易行，操作方便，所需的设备简单常见，不需要投入过多的设备用经费，因此，稳定改性所需的成本低廉，适合工业化大生产。

3)本发明稳定改性的方法所需的稳定剂用量少，而稳定改性的效果好，十分经济合理。

附图说明

图1为橡胶改性沥青(未添加稳定剂)中的上、下层橡胶改性沥青的复数模量随温度的变化图

图2为实施例1所得的改性橡胶沥青中的上、下层改性橡胶沥青的复数模量随温度的变化图。

图3为实施例2所得的改性橡胶沥青中的上、下层改性橡胶沥青的复数模量随温度的变化图。

图4为实施例3所得的改性橡胶沥青中的上、下层改性橡胶沥青的复数模量随温度的变化图。

图5为对比例1所得的改性水滑石改性橡胶沥青中的上、下层改性橡胶沥青的复数模量随温度的变化图。

图6为对比例1所得的改性橡胶沥青中的上、下层改性橡胶沥青的复数模量随温度的变化图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

离析性能优劣的评判标准：离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差不超过2℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态，则离析性能为优；否则离析性能为劣。其中橡胶改性沥青离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差6℃，且在163℃下加热48h，出现明显的离析现象，流变学性能相差较大，如图1所示。

注意：本发明所述改性橡胶沥青所用稳定剂性能测试参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)中T0661-2011聚合物改性沥青离析试验。

实施例1

一种橡胶沥青用稳定剂，由以下质量分数的组分组成：

将葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均匀，即得到该橡胶沥青用稳定剂。

利用上述橡胶沥青用稳定剂稳定改性橡胶沥青的方法，其步骤是：

1)将沥青加热至135℃，待沥青呈流动态后加入橡胶粉，橡胶粉的质量为沥青质量的20％，升温至180℃，同时用高速剪切胶体磨高速剪切物料，剪切速率5000转/分，剪切时间为1小时，得到橡胶沥青；

2)将步骤1)所得的橡胶沥青冷却至160℃后加入到低速搅拌器中，在低速搅拌的条件下加入橡胶沥青用稳定剂，低速搅拌的转速为800转/分，搅拌时间为1.5小时，橡胶沥青用稳定剂加入的质量为沥青质量的0.5％，搅拌均匀后，得到该稳定剂稳定改性的改性橡胶沥青。

本实施例的稳定剂稳定改性橡胶沥青后，橡胶沥青的离析情况大为改善。本实施例所得的改性橡胶沥青的离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差不超过2℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态。对离析试验管上、下层改性橡胶沥青做温度扫描，结果如图2所示，从图2中可以看出，离析试验管上、下层改性橡胶沥青流变学性能几乎没有变化，由此表明，本实施例的橡胶沥青用稳定剂的稳定效果好。

实施例2

一种橡胶沥青用稳定剂，由以下质量分数的组分组成：

将葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均匀，即得到该橡胶沥青用稳定剂。

利用上述橡胶沥青用稳定剂稳定改性橡胶沥青的方法，其步骤是：

1)将沥青加热至135℃，待沥青呈流动态后加入橡胶粉，橡胶粉的质量为沥青质量的20％，升温至180℃，同时用高速剪切胶体磨高速剪切物料，剪切速率5000转/分，剪切时间为1小时，得到橡胶沥青；

2)将步骤1)所得的橡胶沥青冷却至160℃后加入到低速搅拌器中，在低速搅拌的条件下加入橡胶沥青用稳定剂，低速搅拌的转速为800转/分，搅拌时间为1.5小时，橡胶沥青用稳定剂加入的质量为沥青质量的1.0％，搅拌均匀后，得到该稳定剂稳定改性的改性橡胶沥青。

本实施例的稳定剂稳定改性橡胶沥青后，橡胶沥青的离析情况大为改善。本实施例所得的改性橡胶沥青的离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差不超过1.5℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态。对离析试验管上、下层改性橡胶沥青做温度扫描，结果如图3所示，从图3中可以看出，离析试验管上、下层改性橡胶沥青流变学性能几乎没有变化，由此表明，本实施例的橡胶沥青用稳定剂的稳定效果好。

实施例3

一种橡胶沥青用稳定剂，由以下质量分数的组分组成：

将葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均匀，即得到该橡胶沥青用稳定剂。

利用上述橡胶沥青用稳定剂稳定改性橡胶沥青的方法，其步骤是：

1)将沥青加热至135℃，待沥青呈流动态后加入橡胶粉，橡胶粉的质量为沥青质量的20％，升温至180℃，同时用高速剪切胶体磨高速剪切物料，剪切速率5000转/分，剪切时间为1小时，得到橡胶沥青；

2)将步骤1)所得的橡胶沥青冷却至160℃后加入到低速搅拌器中，在低速搅拌的条件下加入橡胶沥青用稳定剂，低速搅拌的转速为800转/分，搅拌时间为1.5小时，橡胶沥青用稳定剂加入的质量为沥青质量的1.5％，搅拌均匀后，得到该稳定剂稳定改性的改性橡胶沥青。

本实施例的稳定剂稳定改性橡胶沥青后，橡胶沥青的离析情况大为改善。本实施例所得的改性橡胶沥青的离析试验管上、下层改性橡胶沥青的软化点相差不超过1℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态。对离析试验管上、下层改性橡胶沥青做温度扫描，结果如图4所示，从图4中可以看出，离析试验管上、下层改性橡胶沥青流变学性能几乎没有变化，由此表明，本实施例的橡胶沥青用稳定剂的稳定效果好。

对比例1

一种橡胶沥青用稳定剂，由以下质量分数的组分组成：

将葡萄糖、甘露糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸混合均匀，即得到该橡胶沥青用稳定剂。

利用上述橡胶沥青用稳定剂稳定改性水滑石改性橡胶沥青的方法，其步骤是：

1)将沥青加热至135℃，待沥青呈流动态后加入橡胶粉和水滑石，橡胶粉的质量为沥青质量的20％，水滑石的质量为沥青质量的3％，升温至180℃，同时用高速剪切胶体磨高速剪切物料，剪切速率5000转/分，剪切时间为1小时，得到水滑石改性橡胶沥青；

2)将步骤1)所得的水滑石改性橡胶沥青冷却至160℃后加入低速搅拌器中，在低速搅拌的条件下加入橡胶沥青用稳定剂，低速搅拌的转速为800转/分，搅拌时间为1.5小时，橡胶沥青用稳定剂加入的质量为沥青质量的1.0％，搅拌均匀后，得到该稳定剂稳定改性的水滑石改性橡胶沥青。

水滑石改性沥青的离析试验管上、下层水滑石改性橡胶沥青的软化点相差4℃，在163℃下加热48h，出现部分离析现象。对离析试验管上、下层改性橡胶沥青做温度扫描，结果如图5所示，从图5中可以看出，离析试验管上、下层水滑石改性橡胶沥青低温区(30℃-70℃)流变学性能几乎没有变化，高温区(80℃-120℃)流变学性能变化显著。

当加入本发明的橡胶沥青用稳定剂，水滑石改性橡胶沥青的离析情况大为改善。本对比例所得的改性水滑石改性橡胶沥青的离析试验管上、下层改性水滑石改性橡胶沥青的软化点相差不超过2℃，且在163℃下加热48h，没有出现离析现象，仍然呈稳定的均匀状态。对离析试验管上、下层改性水滑石改性橡胶沥青做温度扫描，结果如图6所示，从图6中可以看出，离析试验管上、下层改性水滑石改性橡胶沥青流变学性能(30-120℃)几乎没有变化，由此表明，本发明的橡胶沥青用稳定剂的稳定改性效果好，要好于水滑石的改性效果。