耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性沥青及其制备方法
【专利摘要】本发明一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性沥青,是由基质沥青、废胎胶粉、聚乙烯和双25改性剂制成，其中废胎胶粉含量为基质沥青重量的10％～35％，聚乙烯含量为基质沥青重量的3％～10％，双25改性剂含量为废胎胶粉重量的0.5％～4.0％。该橡塑复合改性沥青的制备方法为：(1)将基质沥青加热至热融状态，缓慢加入称量好的废胎胶粉、聚乙烯和双25改性剂的混合物，搅拌使其混合均匀；(2)将步骤1的改性沥青混合物加热至185℃～200℃时，高速剪切45～120分钟。本发明橡塑复合改性沥青在高温作业下流动性好，易于施工摊铺，有很好的热贮存稳定性，降低成本，回收废旧塑料和废弃轮胎，降低环境污染。
【专利说明】耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性浙青及其制备方法，具体涉及一种耐高温和热贮存稳定的橡塑复 合改性浙青及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的迅速发展，高等级公路（包括高速公路和一、二级公路）交通逐渐 呈现车载重型化、高速化、交通渠化等特点，就浙青路面而言，道路在通行很短时间内，就会 出现车辙、沉陷、裂缝、推移、松散、坑槽等病害，严重影响浙青路面的路用性能，造成极大的 经济损失和安全隐患。一般来说，具有良好高温抗车辙、低温抗开裂、耐久性的浙青材料能 够明显提高浙青路面的路用性能，具有良好热贮存稳定性的改性浙青可以工厂化生产，能 有效降低改性浙青的生产成本。然而，我国缺乏高等级公路用的高质量"重交通道路浙青"， 且我国现有炼制工艺生产出的"重交通浙青"亦不能完全满足高等级公路重交通路面的路 用要求。
[0003] 同时，随着世界经济的迅速增长，"白色污染"的废弃塑料和"黑色污染"的废旧轮 胎已成为世界各国的公害。根据国家环境保护部统计，2011年我国仅一次性塑料饭盒及各 种泡沫包装就高达9500万t，报废家电汽车废旧塑料6500万t，再加上其他废弃塑料，总量 已近2亿t,而回收总量仅为1500万t,回收率不到10%。2010年以后，我国废轮胎每年的 淘汰量多达2亿条，高达160万t。而且废弃塑料和废旧轮胎都具有很强的抗降解性，数十 年都不会自然降解，造成巨大的"白色污染"和"黑色污染"，不仅严重污染社会环境，而且占 用大量土地资源。废弃塑料和废旧轮胎的处理迫在眉睫，而将废弃塑料与废旧轮胎按一定 比例合理混合改性浙青，不仅在一定程度上解决废弃塑料和废旧轮胎的处理问题，而且可 以提高浙青的路用性能，改善改性浙青的热贮存稳定性。
[0004] 当采用废胎胶粉或PE作为浙青的改性剂时，由于废胎胶粉、PE都与基质浙青在化 学结构、密度、粘度、分子量等上有很大的差别，在热力学上极不相容，进而导致废胎胶粉或 PE改性的浙青都存在热储存稳定性问题。另外，废胎胶粉、PE颗粒将会以减少体系表面的 方式降低表面能，表现为颗粒在高温下相互碰撞发生聚集，达到一定粒度后，由于聚合物与 浙青的密度差，颗粒发生上浮或下沉，其结果是改性浙青发生离析。
[0005] 中国专利CN102086305A提供了一种新型PE/橡胶复合改性浙青及制备工艺，包 括：向175?180°C的基质浙青中添加PE和橡胶粉并混合均匀，然后添加氯化石油酯，经过 剪切机形成混合体，混合体送入熟化罐在175?180°C进行熟化30?40min，最后加入硬脂 酸钡保持60?90min。该专利PE/橡胶复合改性浙青制备工艺简单，制备的浙青具有较高 的软化点和较好的弹性恢复性能，但该专利未涉及改善浙青热贮存稳定性的研究。
[0006] 中国专利CN102020860A提供了一种热储存稳定的橡塑复合物改性浙青及其制 备工艺，该专利制备橡塑复合改性浙青需要各类助剂种类繁多，且加工工艺繁琐，产量较 低，不利于工厂化批量生产。
[0007] 中国专利CN103709770A提供了一种聚乙烯/橡胶粉共混改性浙青，该浙青材料 的改性剂由40%?52%聚乙烯、45%?59%橡胶粉以及1%?3%交联剂组成，先将聚乙 烯、橡胶粉以及交联剂混合物加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出聚乙烯/橡胶粉共混物。然 后将聚乙烯/橡胶粉共混物加入到温度为175°C?190°C基质浙青中，搅拌均匀后采用高 速剪切机剪切30min?60min。该专利制备改性浙青交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯 和硫磺的混合物，在高温时加入硫磺会生成硫化氢（H2S)，危害操作者的身体健康和污染环 境。另外，硫磺的加入易导致体系交联程度不好控制，增加实际生产操作的困难。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复 合改性浙青及其制备方法。
[0009] 本发明解决其技术问题采用的技术方案：一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改 性浙青，由基质浙青、废胎胶粉、聚乙烯（PE)和双25改性剂制成，其中废胎胶粉含量为基质 浙青重量的10 %?35 %，聚乙烯含量为基质浙青重量的3 %?10 %，双25改性剂含量为废 胎胶粉重量的〇. 5%?4. 0%。
[0010] 优选的组成为：废胎胶粉含量为基质浙青重量的15%?30%,聚乙烯含量为基质 浙青重量的5%?8%，双25改性剂含量为废胎胶粉重量的1. 5%?3. 5%。
[0011] 所述基质浙青的针入度为50?120dmm、软化点为30°C?60°C。
[0012] 所述废胎胶粉由天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶或异戊橡胶制成的废旧轮胎经粉 碎制得，所述废胎胶粉的胶粉粒度在20?200目之间。
[0013] 所述聚乙烯由低密度聚乙烯制成的废旧塑料或原生低密度聚乙烯制得。
[0014] 一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青的制备方法，包括如下步骤：
[0015] (1)将基质浙青加热至热融状态，缓慢加入称量好的废胎胶粉、聚乙烯和双25改 性剂的混合物，搅拌使其混合均匀；
[0016] (2)将步骤1的改性浙青混合物加热至185°C?200°C时，高速剪切45?120分 钟，即可制备出橡塑复合改性浙青。
[0017] 所述步骤1中基质浙青热融状态加工温度为120°C?180°C。
[0018] 所述步骤1中向基质浙青中加入废胎胶粉、聚乙烯和双25改性剂后的混合物温度 小于190°C。
[0019] 本发明的有益效果是：
[0020] (1)本发明中的橡塑复合改性浙青，通过双25改性剂促进废胎胶粉和聚乙烯的交 联反应，并在改性浙青内部形成"网络-弥散"结构，明显改善浙青的高温抗车辙性能、低温 抗裂性能以及热贮存性能。
[0021] (2)本发明中废胎胶粉和废旧塑料皆为废旧回收材料，成本远低于诸如SBS等改 性剂；本发明所用交联剂为大宗工业产品，掺量低、易于购买且成本低。为废弃轮胎和废旧 塑料提供回收和处理途径，降低其对环境造成的污染。
[0022] (3)本发明采用改性浙青高速剪切设备加工工艺简单，有利于工厂化效率的提高。
[0023] (4)本发明提出的废胎胶粉+PE复合改性浙青具备良好的高温抗车辙、低温抗开 裂以及热贮存稳定性，加工工艺简单，具有很好的应用前景。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明。
[0025] 按照本专利所述方法和步骤，分别制备了 5个复合改性浙青样品，具体配方和评 价结果见表1中实施例1?5 ;按同样的方法和步骤制备的2个对比例样品，具体配方和评 价结果见表1中对比例1、2。具体制备方法按照如下步骤操作：
[0026] (1)将基质浙青加热至热融状态，加工温度范围为120°C?180°C。缓慢加入称量 好的废胎胶粉、PE以及双25改性剂的混合物。低速剪切搅拌使其混合均匀，剪切速率为 1500?2000r/min，混合物的温度控制在190°C以下。其中双25改性剂为交联剂，化学名称 为2, 5-二甲基-2, 5-双（叔丁基过氧化）已烷，简称DBPH，从阿克苏AKZ0购得。双25改 性剂分子式为C16H3404，结构式为
【权利要求】
1. 一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青，主要包括基质浙青、废胎胶粉、聚乙 烯和双25改性剂，其中废胎胶粉含量为基质浙青重量的10 %?35 %，聚乙烯含量为基质浙 青重量的3%?10%，双25改性剂含量为废胎胶粉重量的0. 5%?4. 0%。
2. 根据权利要求1所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青，其特征在于： 其中废胎胶粉含量为基质浙青重量的15 %?30 %，聚乙烯含量为基质浙青重量的5 %? 8%，双25改性剂含量为废胎胶粉重量的1. 5%?3. 5%。
3. 根据权利要求1或2所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青，其特征在 于：所述基质浙青的针入度为50?120dmm、软化点为30°C?60°C。
4. 根据权利要求1或2所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青，其特征在 于：所述废胎胶粉由天然橡胶或丁苯橡胶或顺丁橡胶或异戊橡胶制成的废旧轮胎经粉碎后 得到，所述废胎胶粉的胶粉粒度在20?200目之间。
5. 根据权利要求1或2所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青，其特征在 于：所述聚乙烯由低密度聚乙烯制成的废旧塑料或原生低密度聚乙烯制得。
6. 权利要求1?5任一所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青的制备方 法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 将基质浙青加热至热融状态，缓慢加入称量好的废胎胶粉、聚乙烯和双25改性剂 的混合物，搅拌使其混合均匀； (2) 将步骤1的改性浙青混合物加热至185°C?200°C时，高速剪切45?120分钟，即 可制备出橡塑复合改性浙青。
7. 根据权利要求6所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青的制备方法， 其特征在于，所述步骤1中基质浙青热融状态加工温度为120°C?180°C。
8. 根据权利要求6所述的一种耐高温、热贮存稳定的橡塑复合改性浙青的制备方法， 其特征在于，所述步骤1中向基质浙青中加入废胎胶粉、聚乙烯和双25改性剂后的混合物 温度小于190 °C。
【文档编号】C08L95/00GK104448864SQ201410743894
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月8日 优先权日:2014年12月8日
【发明者】董瑞琨, 蹇依, 游宏, 甘宏坤, 严蕾 申请人:重庆路面科技有限公司, 重庆大学