一种高性能改性沥青路面材料的制作方法

文档序号:12404041阅读:232来源:国知局

本发明属于道路工程技术领域,具体涉及一种改性沥青路面材料。



背景技术:

交通是制约国民经济发展的一个重要因素。随着我国国民经济的迅速发展,公路交通也随之迅速发展。以往,我国铺设公路的主要材料是普通道路沥青,这种沥青存在低温脆裂、高温流淌,对应变值适应性和耐疲劳性差等缺点。由于公路长期受水和空气中湿气的作用,沥青会分解并丧失对砂和集料的粘结力,使路面使用寿命很短。

目前国外公路大多采用改性沥青作为铺路材料。这些改性沥青具有良好的耐久性、抗磨性、高温不软化、低温抗开裂性能,可成倍地延长路面使用寿命。国内一些高等级公路也采用改性沥青用为铺路材料,但主要还是采用国外进口改性沥青。

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚生成热塑性丁苯橡胶(SBS)或热塑性橡胶SIS改性沥青已占全部改性沥青四分之三以上。目前热塑性丁苯橡胶SBS或热塑性橡胶SIS改性沥青主要使用两类掺配方法,一是固态掺入法,即把热塑性丁苯橡胶SBS或热塑性橡胶SIS通过加热与高速剪切,稳定分散在沥青中;另一种方法是使用有机溶剂把热塑性丁苯橡胶SBS或热塑性橡胶SIS溶解后再掺入。现有的改性沥青使用的热塑性丁苯橡胶SBS或热塑性橡胶SIS一般为固体颗粒,通常用来改性沥青的生产方法如下:在高温下,将固体热塑性丁苯橡胶SBS掺入热熔化的沥青中,通过胶体磨或高速剪切的方法形成共混的沥青/热塑性丁苯橡胶SBS体系。这种改性沥青加工方法存在易引起材料的老化;加工成本高;加工好的改性沥青热贮存稳定性不好,质量不稳定,主要表现在软化点低,易老化等方面。因此,有必要提供一种稳定性好,质量稳定,加工成本低的SBS改性沥青路面材料。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题克服现有技术的不足,提供一种稳定性好,质量稳定,加工成本低的改性沥青路面材料。

为解决以上技术问题,本发明采取如下技术方案:

一种高性能改性沥青路面材料,其以重量计包括下列组分:基质沥青100重量份;废旧轮胎橡胶粉10~30重量份;丁苯橡胶SBR2~8重量份;热塑性丁苯橡胶水性胶乳3~15重量份;橡胶油0.3-5重量份;稳定剂0.1~0.5重量份,其中热塑性丁苯橡胶水性胶乳由SBS20%-60%,表面活性剂0.1%-30%,羟丙基甲基纤维素0.1%-20%,电解质0.1%-10%以及其余为水组成。

进一步地,所述表面活性剂是壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚或二者的混合物。

进一步地,所述电解质为氯化钠、氯化钾及氯化钙中的一种或多种的组合。

优选地,所述热塑性丁苯橡胶水性胶乳由SBS 20%-40%,表面活性剂5%-15%,羟丙基甲基纤维素5%-10%,电解质3%-8%以及其余为水组成。

进一步地,所述的热塑性丁苯橡胶水性胶乳通过以下步骤制备得到:

1)将SBS加入有机溶剂中,加热到70℃-75℃,并搅拌,使SBS变成溶液状态;

2)乳化:在剪切速度:2500转/分-3000转/分下向该溶液慢慢加入溶有表面活性剂、电解质的水溶液,然后,将转速调到高速剪切:7500转/分-8000转/分热塑性橡胶颗粒破碎到1微米以下,通过乳化得到乳液状热塑性橡胶液体;

3)回收乳液状热塑性橡胶液体中的有机溶剂,就得到热塑性丁苯橡胶水性胶乳。

优选地,高性能改性沥青路面材料以重量份计包括下列组分:基质沥青100重量份;废旧轮胎橡胶粉15~25重量份;丁苯橡胶SBR3~6重量份;热塑性丁苯橡胶水性胶乳5~10重量份;橡胶油1-3重量份;稳定剂0.1~0.2重量份。

由于采取以上技术方案,本发明与现有技术相比具有如下优点:

本发明采用特定的液体热塑性丁苯橡胶SBS来代替传统的SBS固体用来生产改性沥青路面材料,液体热塑性丁苯橡胶SBS很容易与其他组分混合均匀,简化了改性沥青生产工艺,节约了设备投资,同时避免了高温加工过程中材料的老化,同时本发明的改性沥青路面材料性能更加稳定。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明,但本发明不限于以下实施例。

实施例1:

本例提供一种热塑性丁苯橡胶水性胶乳,其由SBS 20%,表面活性剂10%,羟丙基甲基纤维素10%,电解质3%以及其余为水组成。其中,表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚,电解质为氯化钠。

热塑性丁苯橡胶水性胶乳的制备过程如下:

1)首先将热塑性丁苯橡胶SBS固体加入到盛有氯丙烷的反应器中,加温升至70℃,并在300-400转/分的转速下搅拌,使热塑性丁苯橡胶SBS完全溶解,然后加入壬基酚聚氧乙烯醚,获得液态混合物;

2)在盛有水的反应器中,缓慢加入羟丙基甲基纤维素,并搅拌至全部溶解,然后,加入壬基酚聚氧乙烯醚,再向上述溶液中加入氯化钠,搅拌至完全溶解;

3)先向步骤1)所得液态混合物中加入步骤2)所得溶液,启动高速剪切乳化装置,边剪切边慢慢加入步骤2)所得溶液,在3000转/分的转速下,剪切15分钟,然后,8000转/分的转速下剪切8分;

4)在80℃、0.07MPa的压力下蒸馏,回收其中的氯丙烷,即得热塑性丁苯橡胶水性胶乳。

实施例2:

本例提供一种热塑性丁苯橡胶水性胶乳,其由SBS 40%,表面活性剂12%,羟丙基甲基纤维素6%,电解质3%以及其余为水组成。其中,表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚,电解质为氯化钠。热塑性丁苯橡胶水性胶乳的制备同实施例1。

实施例3:

本例提供一种改性沥青路面材料,以重量计包括下列组分:基质沥青100重量份;废旧轮胎橡胶粉10重量份;丁苯橡胶SBR8重量份;实施例1所得热塑性丁苯橡胶水性胶乳15重量份;橡胶油5重量份;稳定剂0.1重量份。

改性沥青路面材料的制备方法为:先按照常规的混合料制备工艺(将基质沥青加入到搅拌罐中,加热至180℃,陆续加入SBR和橡胶油,搅拌30分钟,加入橡胶粉,继续加热至180℃并搅拌30分钟,开启剪切机对物料进行剪切一个小时,加入稳定剂继续搅拌一个小时,得到混合料,然后喷入热塑性丁苯橡胶水性胶乳,搅拌均匀,即得。本例所得改性沥青路面材料与传统SBS改性沥青路面材料相比,性能更加稳定,加工成本显著降低。

实施例4:

本例提供一种改性沥青路面材料,以重量计包括下列组分:基质沥青100重量份;废旧轮胎橡胶粉20重量份;丁苯橡胶SBR 5重量份;实施例1所得热塑性丁苯橡胶水性胶乳10重量份;橡胶油5重量份;稳定剂0.1重量份。

改性沥青路面材料的制备方法为:先按照常规的混合料制备工艺(将基质沥青加入到搅拌罐中,加热至180℃,陆续加入SBR和橡胶油,搅拌30分钟,加入橡胶粉,继续加热至180℃并搅拌30分钟,开启剪切机对物料进行剪切一个小时,加入稳定剂继续搅拌一个小时,得到混合料,然后喷入热塑性丁苯橡胶水性胶乳,搅拌均匀,即得。本例所得改性沥青路面材料与传统SBS改性沥青路面材料相比,性能更加稳定,加工成本显著降低。

实施例5:

本例提供一种改性沥青路面材料,以重量计包括下列组分:基质沥青100重量份;废旧轮胎橡胶粉10重量份;丁苯橡胶SBR 5重量份;实施例2所得热塑性丁苯橡胶水性胶乳8重量份;橡胶油5重量份;稳定剂0.1重量份。

改性沥青路面材料的制备方法为:先按照常规的混合料制备工艺(将基质沥青加入到搅拌罐中,加热至180℃,陆续加入SBR和橡胶油,搅拌30分钟,加入橡胶粉,继续加热至180℃并搅拌30分钟,开启剪切机对物料进行剪切一个小时,加入稳定剂继续搅拌一个小时,得到混合料,然后喷入热塑性丁苯橡胶水性胶乳,搅拌均匀,即得。本例所得改性沥青路面材料与传统SBS改性沥青路面材料相比,性能更加稳定,加工成本显著降低。

以上对本发明做了详尽的描述,其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施,并不能以此限制本发明的保护范围,凡根据本发明的精神实质所作的等效变化或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围内。

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