一种胶粉改性沥青的生产工艺的制作方法

文档序号:14689267发布日期:2018-06-15 13:37阅读:268来源:国知局
本发明涉及沥青道路,具体来说,是一种胶粉改性沥青的生产工艺。
背景技术
:在道路铺设特别是高原铺设道路时,对沥青高温稳定性、低温抗裂性、延度、粘韧性、抗拉能力和水剥落能力要求很高。而普通沥青用于气候条件恶劣的高原道路铺设时,其性能远远达不到要求。在炎热的夏季,高原强烈的紫外线照射普通沥青铺设的道路经常会翻浆,到寒冷的冬季道路又会冻裂。车辆行驶很不安全。专利文献200710048460.1公开了SBR道路改性沥青配比方法和生产工艺。将所述的丁苯橡胶(SBR)、丁二烯和苯乙烯的共聚物SBR按一定比例掺入到沥青中用剪切泵或胶体磨对SBR进行粉碎与沥青混合。该技术方案SBR改性道路沥青在路用沥青中掺入了对沥青性能改善起到重要作用的改性剂,使路用沥青比普通沥青抗拉能力和水剥落能力大幅度提高,同时该技术方案SBR改性道路沥青具有良好的高温稳定性,即良好的高温抗车辙能力;能在环境温度急剧变化的情况下保持原有的状态,抗老化性、抗紫外线和耐久性极佳。为了提高路面使用温度下的弹性,降低路面的温度敏感性,同时为了改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂,提出了橡胶沥青的技术,橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒,再按一定的粗细级配比例进行组合,同时添加多种高聚合物改性剂,并在充分拌合的高温条件下(180℃以上),与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。“橡胶沥青”一般理解即为添加了橡胶的沥青。目前比较流行的“橡胶沥青”概念有三种:“干法”的橡胶沥青、“湿法”的橡胶沥青和“沥青库混合法”的橡胶沥青。“干法”(应用)橡胶沥青是先将橡胶粉与集料混合,然后再加入沥青进行拌和,该方法是将橡胶粉可看作是集料的一部分,但一般橡胶粉的掺量都不能太高。该用法较少。“湿法”是先将一定量的橡胶粉与沥青进行混合,在高温下进行反应而形成的具有一定性质的混合物,是目前应用得最为广泛的橡胶沥青生产方法。“沥青库混合法”是指废胶粉在炼油厂或沥青库与热沥青进行混融,然后配送到沥青混凝土搅拌站或施工现场。“沥青库混合法”其实也可作为“湿法”生产的一种,但其废橡胶粉用量一般都不超过10%,橡胶粉用量较低,与橡胶沥青(“湿法”生产)相比粘度较低,拌和的混合料达不到橡胶沥青混合料相同的性能。目前,国外“橡胶沥青”的概念越来越倾向于专指“湿法”生产的橡胶沥青。橡胶沥青是采用18%~22%废胶粉、沥青和添加剂组成的混合物,在与集料混合之前先在高温下进行反应。橡胶沥青采用的胶粉多为80目,胶粉中需含有25±2%富含天然橡胶的成分,该成分可直接从废橡胶轮胎中得到。橡胶沥青采用的胶粉一般有两种,一种是只采用废弃轮胎橡胶,另一种是不仅采用废弃的轮胎橡胶,而且掺加了天然橡胶。橡胶沥青在生产时,为增强橡胶粉与基质沥青的相容性,一般可根据需要添加外加剂,常用的外加剂一般为填充油,用量一般为沥青用量的2.5~6.0%。美国亚力桑那州的技术规范(橡胶沥青技术应用指南):检测项目技术指标粘度,177℃,(Pa.S)1.5~4.0针入度(25℃,100g,5s),(0.1mm)≥25软化点(℃)≥54弹性恢复,25℃(%)>60橡胶沥青虽然有很多优点,但并不能解决所有路面问题,橡胶沥青必须适当地选择、设计、生产和施工,才能提高路面性能。现有技术存在以下不足,橡胶沥青及其混合料施工时,温度要求严格。橡胶粉使胶结料在高温下变粘稠以及混合料厚度较薄,混合料中集料较粗,石料之间直接接触,以致更难以压实。施工后的路面极易产生松散、坑槽等病害。技术实现要素:本发明目的是旨在提供了一种防止高温下粘度降低的胶粉改性沥青。为实现上述技术目的,本发明采用的技术方案如下:一种胶粉改性沥青的生产工艺,包括以下步骤,步骤一,选择胶粉,胶粉选用粒径60~100目的脱硫60%的胶粉颗粒,胶粉的脱硫活性成因、粒度选择主要考虑与SBS、SBR的亲和度,步骤二,选择分散剂,作为活性剂,步骤三,选择添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成;步骤四,将基质沥青加热后,加入胶粉、基质沥青改性剂、分散剂、添加剂、搅拌溶胀120分钟,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,添加稳定剂。采用上述技术方案,通过项目组大量实验,在粒径60~100目的脱硫60%的胶粉颗粒掺入添加剂,各项指标均表现优良,而运动粘度过大。粘度是沥青材料重要指标,粘度大的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形,弹性恢复性能好,与沥青混合料的动稳定度有较大的关联关系,加入胶粉颗粒,随着掺入量的增大,沥青的粘度无论是高温粘度还是低温粘度会表现出上升的规律,对于低温粘度这是良好的规律,而对于高温黏度有其两面性,一方面表现良好的路面稳定性,另一方面会造成摊铺和压实的困难。为了摊铺和压实,本技术方案中添加分散剂,添加分散剂后表现出改性沥青良好的流动性。进一步限定,所述步骤二中,所述分散剂选用0.1%~3%的聚醚多元醇。进一步限定,所述胶粉用于SBS改性沥青,将基质沥青加热至160-165℃,加入添加剂、SBS改性剂、胶粉及分散剂搅拌溶胀80~120分钟,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,添加稳定剂。优选的,所述胶粉用于SBS改性沥青,具体包括以下步骤,S1,将沥青加热至160℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。进一步限定,所述胶粉用于SBR改性沥青,将基质沥青加热至140-145℃,加入添加剂、SBR改性剂、胶粉及分散剂搅拌溶胀80~120分钟,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,添加稳定剂。优选的,所述胶粉用于SBR改性沥青,具体包括以下步骤,S1,将沥青加热至140℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。进一步限定,所述胶粉用于SBS/SBR复合改性沥青,将基质沥青加热至150-155℃,加入添加剂、SBS改性剂、SBR改性剂、胶粉及分散剂搅拌溶胀80~120分钟,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,添加稳定剂。优选的,所述胶粉用于SBS/SBR复合改性沥青,具体包括以下步骤,将沥青加热至150℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入SBR改性剂,所述SBR改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。进一步限定,所述基质沥青中掺入胶粉含量为15~20%。对改性沥青中掺入粒径60~100目的脱硫60%的胶粉颗粒后,基质沥青中掺入胶粉含量在8~20%的时候,软化点增加速率较快,每增加量提高1%,软化点就会提高0.3-0.4℃,而如果超过20%掺入量,则软化点无明显的变化,有个别会出现交替现象。胶粉改性沥青与普通沥青性能对比表本发明相比现有技术,胶粉改性沥青中,利用的胶粉都是从废旧轮胎中加工出来的,废旧轮胎胶粉用于改性沥青当中,经特定工艺制备所表现出的性能数据是令人满意的,个别指标完全超过了国家制定的技术要求,从投料的参比数中,生产成本是下降的,而产品对路面质量有明显提高。并且没有增加施工的难度,施工的环境工艺条件有一定的缓解。附图说明本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明;图1为现有技术胶粉沥青显微镜下示意图;图2为本发明胶粉改性沥青显微镜下示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。一种胶粉改性沥青的生产工艺,包括以下步骤,步骤一,选择胶粉,胶粉选用粒径60~100目的脱硫60%的胶粉颗粒,胶粉的脱硫活性成因、粒度选择主要考虑与SBS、SBR的亲和度,步骤二,选择分散剂,作为活性剂,步骤三,选择添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,步骤四,将基质沥青加热后,加入胶粉、基质沥青改性剂、分散剂、添加剂、搅拌溶胀120分钟,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,添加稳定剂。其中,步骤二中,分散剂选用0.1%~3%的聚醚多元醇。其中,分散剂采用聚醚多元醇,稳定剂采用聚乙烯醇,丁辛盐采用硫磷丁辛基锌盐,二硫醚醇采用二仲丁基二硫醚。硫磷丁辛基锌盐质量指标如下表所示,项目质量指标测试方法运动粘度(100℃),mm2/s实测GB/T265闪点(开口),℃≥1806B/T267色度(号)≤2.5GB/T6540锌含量,%(m/m)8.0-10.0SH/T0226磷含量,%(m/m)6.0-8.5SH/T0296硫含量,%(m/m)12.0-18.0SH/T0303密度(20℃),Kg/m31080-1130GB/T1884水份,%(m/m)≤0.09GB/T260对改性沥青中掺入粒径60~100目的脱硫60%的胶粉颗粒后,沥青的针入度存在着不同程度的变化,与基质沥青相比绝大多数是明显变硬,如图1所示,针入度下降较明显,为符合国家标准及道路施工的技术指标要求《公路沥青路面施工技术规范》JTGE20-2011,掺入芳烃油进引调节。如图2所示,胶粉吸收了油分,溶涨后均匀分布在沥青中,并与改性剂一起交溶,共同构成了网状空间结构,实现了优势互补,性能更加稳定,并且稳定时间大为延长。上表是胶粉改性沥青实验数据及技术指标对比性能表,从数据中,我们可以看出,基质沥青中掺入胶粉含量在8~20%的时候,软化点增加速率较快,每增加量提高1%,软化点就会提高0.3-0.4℃,当掺入胶粉含量在15%的时候,软化点指标符合要求,即软化点TR&B不小于60℃。而如果超过20%掺入量,则软化点无明显的变化,有个别会出现交替现象,例如掺入胶粉含量23%和掺入胶粉含量26%。实施例一,胶粉用于SBS改性沥青,具体包括以下步骤,S1,将沥青加热至160℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。基质沥青中掺入胶粉含量为15~20%。实施例二,胶粉用于SBR改性沥青,具体包括以下步骤,S1,将沥青加热至140℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。基质沥青中掺入胶粉含量为15~20%。实施例三,胶粉用于SBS/SBR复合改性沥青,具体包括以下步骤,将沥青加热至150℃,脱水待用,S2,加入添加剂,所述添加剂为二硫醚醇∶丁辛盐∶AEO3∶硫酸钡∶AEO9按下述重量比30∶20∶30∶10∶10配制而成,加入SBS改性剂,所述SBS改性剂掺量为5%,加入SBR改性剂,所述SBR改性剂掺量为5%,加入胶粉,所述胶粉选用粒径80目的脱硫60%的胶粉颗粒,加入0.1%的聚醚多元醇,搅拌溶胀120分钟,S3,泵入胶体磨研磨后打入发育罐低速搅拌,转速为4000r/min,搅拌20min,添加稳定剂。基质沥青中掺入胶粉含量为15~20%。从上述改性沥青化验数据对比表中,针对粘度,我们可以看出,改性沥青在135℃运动粘度为9.6,加入胶粉后,SBS+胶粉改性沥青在135℃运动粘度为1.8,SBR+胶粉改性沥青在135℃运动粘度为2.6,SBS/SBR+胶粉改性沥青在135℃运动粘度为1.8。粘度是沥青材料重要指标,粘度大的沥青在荷载作用下产生较小的剪切变形,弹性恢复性能好,与沥青混合料的动稳定度有较大的关联关系,加入胶粉颗粒,随着掺入量的增大,沥青的粘度无论是高温粘度还是低温粘度会表现出上升的规律,对于低温粘度这是良好的规律,而对于高温黏度有其两面性,一方面表现良好的路面稳定性,另一方面会造成摊铺和压实的困难。为了摊铺和压实,本技术方案中添加分散剂,添加分散剂后表现出改性沥青良好的流动性。从上述改性沥青化验数据对比表中,针对低温延度,我们可以看出,SBS+胶粉改性沥青的5℃延度明显大于改性沥青,且胶粉掺入对SBS+胶粉改性沥青的5℃延度也有明显的规律影响,废旧轮胎胶粉微粒在橡胶沥青体系中起到增强作用,这一规律同样适合于SBR+胶粉改性沥青及SBS/SBR+胶粉改性沥青,废旧轮胎胶粉粒子体积小,数量多,在低温时他们与沥青体系的模量不一样,可产生较高度的应力集中现象,并且与改性剂的微粒相融结合,形成假分子链网状结构,进一步大大增强了沥青的冲击强度和极低温的柔韧性,实验证明,在胶粉改性沥青中掺入合适比例的胶粉,可不同程度增加和保持低温延度5℃,而对老化延度都会有不同的提高,尤其是对SBS改性沥青表现的较为突出。另外,需要指出的是,胶粉改性沥青对老化性能的改善,废旧轮胎中富含炭黑、防老剂等化学成分,这些都对沥青而言是一种性能优良的补强剂,与改性剂的优势进一步配合,无论是在高热地区和寒冷地区的重交通路面中都会有效地提高软化点。减轻交通车辙、提高低温抗撕裂性能,并且提高沥青的抗老化性能,延长道路寿命。以上对本发明提供的一种胶粉改性沥青的生产工艺进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。当前第1页1 2 3 
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