专利名称：：废旧橡胶粉复合改性沥青及其制备方法
技术领域：
：本发明属于材料
技术领域：
，具,及到含有废旧橡胶粉和改性剂的复合改性沥青。
背景技术：
：沥青材料作为一种矿物胶结料，具有良好的路用性能，而且资源丰富，在高等级路面上得到了广泛应用。但由于沥青分子量较小，分布较宽，其力学性,温度敏感性大，低温易变脆，高温易流淌，弹性和耐老化性能也较差。另一方面，随着社^^济的不断，，3t^通M来越大，轴*越重，导自面上出现辅、裂缝、坑槽等早期病害，严重影响了路面的l顿性能和行车舒适安全性。这些因素都对沥青的性能提出了更高的要求，需对其性倉继行改善。按照我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的定义，改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的^^粉或其他材料等外歸U(改性剂)，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入天然的^AX合成的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，改善或提高沥青路面性能的材料。按照改性剂的不同，改性沥青可分为-热塑性橡胶类改性沥青，如SBS改性沥青；橡胶类改性沥青，如SBR改性沥青；树脂类改性沥青，如PE改性沥青。为了缓解环境与能源的压力，走可持续发展的纖，发明A^在的课题组将废旧材料作为改性剂来改性沥青，其中采用废旧赚粉改性沥青的研究较多，并取得了很大进展。按照美国材料与微协会ASTMD6H97标准的定义，鹏沥青是含量15%以上的橡胶粉在高温状态下(180x:上)与沥青熔胀反应得到的改性沥青胶结材料。,粉在与沥青高温充分混合状态下吸收沥青轻质组分而熔胀，同时粒表面形成沥青质賴很高的凝胶膜。熔胀后橡胶粉体积达到胶结料的近40%，橡胶粉颗粒通过凝胶膜连接，形成一个粘度很大的半固态连续相的体系。废旧橡胶粉可有效地改善沥青的低温抗裂性能、抗老化性能，可增强沥青路面的抗滑性能，并具有较好的附氏噪音的功能。研究发现，废旧轮胎橡胶粉对沥青的^m^性能具有优良的改善效果，而对高温性能改善效果不明显。为了改善沥青的综合性能，发明A0f在的课题组将废旧,粉与其他改性剂复合，来改善沥青的高低温性能。专利公开号为CN1313566C的发明专利，公开了一种废橡胶粉改性沥青及其制备方法，该方法是在温度为15020(TC下，将通过60目筛的不同粒径的混合废轮胎橡胶粉、热塑性橡胶以及稳定剂按一定比例加入到基础沥青中，经高剪切，体磨等专用设备处理，制备成具有良好的储存稳定性、高低温性能的沥青产品。尽管这种废旧轮胎橡胶与热塑性橡胶(SBS或SBR)复合的材料可以有效地改善沥青的高fffi性能，但还存在一些不足一是由于废旧橡胶粉与聚合物在高温劍牛下，对沥青都具有很强的增粘作用，大大增加了改性沥青的粘度，对改性沥青的生产、^^和运输造成困难；二是由于改性沥青粘度大，所以废旧橡胶粉的掺加量有限，仅为1%6%，对降低生产成本、離环境负担、增加改性沥青的低温性能不利；三是聚合物SBS或SBR的改性温度高、时间长，不仅加速了沥青的老化程度，而且增加了生产成本。专利公开号为CN101104739A的发明专利，公开了一种胶粉改性沥青及其加工方法，该方法将基质沥青、橡胶粉、第一交联剂、稀释剂和第二交联剂等按照比例混合，来制备改性沥青。这种方法通过添加稀释剂，解决了专禾IJCN1313566C废旧赚粉与聚合物复合改性沥青粘度过大的问题，但由于采用溶剂油、糠醛抽出油和减压馏分油等高芳烃含量的物质作为稀释剂，改变了沥青的组分，增加了沥青的轻质油M量，损害了沥青的高温性能。专利公开号为CN101200597A公开了一种固废物复合改性沥青的制备方法，该方法主要将废赚粉和废塑料复合改性沥青，不仅增加了沥青的高低温性能，而且降低了产品成本，减轻了环境压力。该方法存在的主要技术问题一是在高温^#下,将胶粉和塑料加入到沥青中，会大大增加沥青的粘度，生产、魏、运输改性沥青产品存在困难；二是胶粉和塑f娜为废旧物，质量控制存^^隹度；三是产品的生产驢高、时间长，沥青老化严重。上述专禾忡公开的废旧橡胶粉复合改性沥青的制备方法中，添加剂较多，如稀释剂、交联剂等，导致生产工艺的过于复杂。
发明内容本发明所要解决的技术问题在于克服上述废旧橡胶粉复合改性沥青存在的缺点，提供一种综合性能良好、生产便捷、易于控制、生产成本低、节约能源、环境污染小的废旧橡胶粉复合改性沥青产品。解决上述技术问题采用的技术方案是由下述重量份配比的原料制成-石油沥青6595份废旧橡胶粉535份沙索必德15份上述的石油沥青为Mffi渣油、直馏沥青、氧化沥青、调和沥青中的一种，石油沥青在25。C的针入度为70150，0.1,废旧橡胶粉为市售各种废旧橡胶粉，由西安长乐再生胶制品有限公司生产，沙索必德英文名称为Sasobit，由德国SCHUMANN公司生产，重^H昌建筑材茅ffl限公司代销。制备本发明的原料,重量份配比是石油沥青7090份废旧橡胶粉1030份沙索必德24份制备本发明的原料最佳重量份配比是石油沥青85份废旧橡胶粉15份沙索必德3份在本发明原料配比中的废旧橡胶粉的细度为2080目。在本发明原料配比中的废旧橡胶粉优选为废旧轮胎橡胶粉。本发明配比中的废旧橡胶粉的主要作用是通过高温溶胀吸收石油沥青中的轻质油份，废旧皿粉颗粒体积膨胀，在石油沥青中形成连续的弹性体，有利于石油沥青抵抗f^收縮力，增加石油沥青的fffi抗裂性能。沙索必德为聚烯烃类高^改性剂，模量较高，熔点为115i:，其主要作用是增加石油沥青的高温模量和改善了石油沥青的高温性能，增加废旧橡胶粉的掺量。战废旧赚粉复合改性沥青的制备方法如下按上述重量配比将石油沥青^A烘箱内加热到12016(TC使其靴，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧,粉，继续升温至180220。C，保温溶胀530分钟，180220。C剪切1030分钟，放入贮存罐中溶胀发育3060^H中，制备成废旧橡胶粉复合改性沥青。本发明的原料配比中含有废旧橡胶粉，废旧橡胶粉的主要原料是废旧轮胎，解决了废旧轮胎的环境污染问题，废旧,粉中含有天然橡胶、合自胶及少量的添加剂，^f顿本发明铺筑的沥青路面，提高了路面的fffl織性能、弹性恢复性能和抗滑性能，降低了，行驶的噪音污染。本发明废旧橡胶粉复合改性沥青具有^性能良好、生产便捷、易于控制、生产成本低、节约能源、环境污染小，点，可在沥青it^各的铺^[和养护中推广使用。具体实施例方式下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。实施例l以生产废旧橡胶粉复合改性沥青扁kg为例，所用的原料及其配比如下直馏沥青82.53kg废旧,粉14.56kg沙索必德2.91kg直馏沥青在25。C的针入度为70150(以0.1ram计)；废旧轮胎橡胶粉的细度为60目，由西安长乐再生胶制品有限公司生产。沙索必德英文名称为Sasobit，由德国SCHUMANN公司生产，SK三昌建筑材料有限公司代销，本实施例的废旧,粉也可采用废旧鞋TO粉。其制备方法如下按上述重量配比将直馏沥青方J(A烘箱内加热到12016(rC使其熔化，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧粉，继续升MM200。C，保温溶胀20射中，200。C剪切20^H+，S^(A]ie存罐中溶胀发育40分钟，制备戯旧赚粉复合改性沥青。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青85份废旧橡胶粉15份沙索必德3份实施例2以生产废旧橡胶粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下直馏沥青91.55kg废旧橡胶粉7.04kg沙索必德1.41kg直馏沥青在25。C的针入度为70150(以0.1mm计)；废旧轮胎磨细的橡胶粉的细度为20目，由西安长乐再生胶制品有限公司生产。沙索必德英文名称为Sasobit，由德国SCHUMANN公司生产，,三昌建筑材丰4^限公司代销。。其制备方法如下按，重量配比将直馏沥青放入烘箱内加热到120160。C使其熔化，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧,粉，继续升驢180。C，保温溶胀5辦中，18(TC剪切30辦中，駄贮存罐中溶胀发育30，，制备成废旧橡胶粉复合改性沥青。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为-直馏沥青65份废旧橡胶粉5份沙索必德l份实施例3以生产废旧微粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下直馏沥青70.37kg废旧橡胶粉25.93kg沙索必德3.70kg直馏沥青在25。C的针入度为70150(以0.1mm计)；废旧轮胎橡胶粉的细度为80目，由西安长乐再生胶制品有限公司生产。沙索必德英文名称为Sasobit，由德国SCHUMANN公司生产，S^三昌建筑材料有限公司代销。其制备方法如下按上述重量配比将直馏沥青放入烘箱内力口热到12016(TC使其m，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧,粉，继续升iUM220°C，保温溶胀30射中，220。C剪切10併中，方1AC:存罐中溶胀发育60分钟，制备成废旧橡胶粉复合改性沥青。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青95份废旧,粉35份沙索必德5份实施例4以生产废旧橡胶粉复合改性沥青腦kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青61.91kg废旧橡胶粉33.33kg沙索必德4.76kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青65份废旧橡胶粉35份沙索必德5份实施例5以生产废旧赚粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青90.48kg废旧橡胶粉4.76kg沙索必德4.76kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎,粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青95份废旧橡胶粉5份沙索必德5份实施例6以生产废旧橡胶粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青72.52kg废旧橡胶粉26.72kg沙索必德0.76kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎皿粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青95份废旧橡胶粉35份沙索必德l份实施例7以生产废旧橡胶粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青86.66kg废旧橡胶粉6.67kg沙索必德6.67kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎,粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青65份废旧橡胶粉5份沙索必德5份实施例8以生产废旧橡胶粉复合改性沥青腦kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青64.36kg废旧橡胶粉34.65kg沙索必德0.99kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎橡胶粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为直馏沥青65份废旧橡胶粉35份沙索必德l份实施例9以生产废旧橡胶粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下:直馏沥青94.06kg废旧橡胶粉4.95kg沙索必德0.99kg直馏沥青的针入度、废旧轮胎橡胶粉的细度与实施例1相同。其制备方法与实施例l相同。在本实施例的所用原料配比中，各组分的重量份为95份废旧橡胶粉5份沙索必德l份实施例10以生产废旧橡胶粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下在以上实施例19中，所用的直馏沥青用Mffi渣油替换，用量与直馏沥青相同，離渣油的针入度与相应的实施例相同，废旧轮胎^l^粉的用量以及细度与相应的实施例相同，沙索必德的用量与相应的实施例相同。其制备方法与相应的实施例相同。实施例11以生产废旧繊粉复合改性沥青100kg为例，所用的原料及其配比如下在以上实施例19中，所用的直馏沥青用氧化沥青替换，用量与直馏沥青相同，氧化沥青的针入度与相应的实施例相同，废旧轮胎橡胶粉的用量以及细度与相应的实施例相同，沙索必德的用量与相应的实施例相同。其制备方法与相应的实施例相同。实施例12以生产废旧橡胶粉复合改性沥青腦kg为例，所用的原料及其配比如下在以上实施例19中，所用的直馏沥青用调和沥青替换，用量与直馏沥青相同，调和沥青的针入度与相应的实施例相同，废旧轮胎橡胶粉的用量以及细度与相应的实施例相同，沙索必德的用量与相应的实施例相同。其制备方法与相应的实施例相同。为确定本发明产品原料配比以及最佳的制备方法，发明人进行了大量的研究试验，各种微瞎况如下。仪器设备微室高速剪切机，型号为SAII-450，上海索祥机电设备制造有限公司制造；针入度试验器，型号为SYD"2801E，上海昌吉地质仪器有限公司生产；全自动沥青软化点微器，型号为SYD"280G，上海昌吉地质仪器有限公司生产；沥青延伸度试验器，型号为SYD"4508G，上海昌吉地质仪器有限公司生产；沥青弹性恢复测定仪，型号为HCR-680，河南海克尔仪器仪表有限公司生产；多功能循环恒温水浴，型号为HWY-IO，上海昌吉地质仪器有限公司生产；低温恒温水浴，型号为HWY-1，上海昌吉地质仪器有限公司生产；万用电炉，北京科伟永兴仪器有限公司生产。1、改性材料对石油沥青的性能影响试验方法石油沥青75份、废旧橡胶粉(WPE)20份，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、低密度聚乙烯(LPE)、沙索必德各5份，石油沥青采用东海90号石油沥青，废旧橡胶粉细度为60目，由四川绿源禾根有限公司生产，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯由燕山石化公司生产废旧橡胶粉由南通恒生塑料有限公司生产；低密度聚乙烯，商品名称为2426H，由上海金贸有限公司生产，沙索必德英文名称为Sasobit，由德国SCHUMANN公司生产，重归昌建筑材半将限公司代销。按本发明的制备方法，分别制备成废旧橡胶粉复合改性沥青，分别记为WR+SBS、WR+WPE、服+LPE、WR+sasobit。通过测试不同配比制备的废旧橡胶粉复合改性沥青的各项指标，择改性材料。i^方法按交通部部颁标mjTJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料，规程》相关规程进行。试验结果见表l。表l不同复合材料改性沥青的性能<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>由表1可见，几种复合改性沥青的各项性能指标均优于未改性沥青的性能。废旧橡胶粉+sasobit复合改性沥青软化点最高、针入度最低，说明高温性能最好，废旧橡胶粉+sasobit复合改性沥青延度、弹性恢复率最大，说明低温性能最好，其次为废旧橡胶粉+苯乙烯-丁二烯-苯乙烯复合改性沥青，所以本发明选择废旧橡胶粉+，bit为改性材料。2、确定本发明的最佳配比，为了确定本发明最佳配比，发明人以石油沥青、废旧橡胶粉、沙索必德为变量，设计了正交微，微设计见表2.敦本发明配比正交，l设计表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由表3可见，^^4对应的改性沥青各项性能,为了进一步确定本发明的最佳配方，设计正交，2，见表4。i^结果见表5。表4本发明配比正交试验2设计表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>由表5可知，在试验4剝牛下，即石油沥青重量份为85份、废旧橡胶粉为15份、沙索必德为3份时，制备的改性沥青各项性能最好。从正交，1和正交2可以得出，本发明废旧橡胶粉复合改性沥青的重量份配比为石油沥青废旧橡胶粉沙索必德本发明废旧橡胶粉复合改性沥青最佳重量份配比石油沥青废旧橡胶粉沙索必德为了验证本发明的有益效果，发明人按照本发明实施例l配比制备的废旧橡胶粉复合改性沥青与未改性的石油沥青的路用性會敏行了对比试验。各种瞎况如下6595份535份15份85份15份3份试验设备电烘箱，型号为DGF-4A，由天津市泰,仪器有限公司生产；拌和设备，型号为ZJB-20C，由今谷神箭测控技术研究所研制试验；车辙试件成型机，型号QCX-4，由今谷神箭测控技术研究所研制；车辙试验仪，型号QCZ-2，由今谷神箭领啦技术研究所研制；试件切割设备；CMT5504微型机控制电子万能试验机，型号为CMT5504，由深圳市新三思材料检测有限公司研制；马歇尔试件自动击实仪，型号DZG-3，由西安公^5开究所研制；马歇尔稳定度，仪，型号AMS"C，由西安公,究所研制。试验主要包括沥青混合料的高温稳定性、低温皿性和水稳定性，，沥青混合料的高温稳定性微采用车辙微，测试参数指标为沥青混合料的动稳定度；沥青混合料的低温性會统用^M弯曲试验，测试参数指标为破坏应变；沥青混合料的水稳定性1采用浸水马歇尔和冻融劈裂试验，测试参数指标为残留稳定度和残留强度比。i^方法按CT部部颁标慰TJ052-2000《公路工程沥青及沥青混合料i^规程》相关规程进行。i^结果检测指标按交M部部颁标mjTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求。试验结果见表6。表6本发明废旧^tl5粉复合改性沥青^iiB^结果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>由表6可见，本发明废旧橡胶粉复合改性沥青制备的沥青混合料的动稳定度、破坏应变、残留稳定度和残留强度比均比未改性石油沥青制备的沥青混合料的性能优异，满足^lffl部部颁标ajTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的相关要求，说明本发明产品具有良好的路用性能。权利要求1、一种废旧橡胶粉复合改性沥青，其特征在于它是由下述重量份配比的原料制成石油沥青65～95份废旧橡胶粉5～35份沙索必德1～5份上述的石油沥青为减压渣油、直馏沥青、氧化沥青、调和沥青中的一种，石油沥青在25℃的针入度为70～150，0.1mm。2、按照权利要求l臓的废旧赚粉复合改性沥青，其特征在于其中由下述原料及其重量份配比制成石油沥青7090份废旧橡胶粉1030份沙索必德24份。3、按照权利要求l戶脱的废旧赚粉复合改性沥青，其特征在于其中由下述原料及其重量份配比制成石油沥青85份废旧橡胶粉15份沙索必德3份。4、按照权利要求域2或3戶腿的废旧橡胶粉复合改性沥青，其特征在于所说的废旧橡胶粉的细度为2080目。5、按照权利要求域2或3臓的废旧橡胶粉复合改性沥青，其特征在于所说的废旧橡胶粉为废旧轮胎橡胶粉。6、按照权利要求4戶脱的废旧繊粉复合改性沥青，其特征在于所说的废旧橡胶粉为废旧轮胎橡胶粉。7、一种权利要求l废旧赚粉复合改性沥青的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下按上述重量配比将石油沥青^A烘箱内加热到12016(TC使其m，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧橡胶粉，继续升温至180220。C，保温溶胀530分钟，180220。C剪切1030分钟，放入C:存罐中溶胀发育3060分钟，制备成废旧橡胶粉复合改性沥青。全文摘要一种废旧橡胶粉复合改性沥青，由石油沥青65～95、废旧橡胶粉5～35、沙索必德1～5重量份组成。其制备方法为按上述重量配比将石油沥青放入烘箱内加热到120～160℃使其熔化，液态沥青加入到剪切机内，沙索必德加入到沥青中，搅拌混合均匀，再加入废旧橡胶粉，继续升温至180～220℃，保温溶胀5～30分钟，180～220℃剪切10～30分钟，放入贮存罐中溶胀发育30～60分钟，制备成废旧橡胶粉复合改性沥青。本发明废旧橡胶粉复合改性沥青具有综合性能良好、生产便捷、易于控制、生产成本低、节约能源、环境污染小等优点，可在沥青道路的铺筑和养护中推广使用。文档编号C04B26/00GK101348350SQ20081015094公开日2009年1月21日申请日期2008年9月12日优先权日2008年9月12日发明者周振支,商博明,徐培华,贾晓放申请人:陕西长大博源公路养护科技有限公司