一种改性沥青的低温延度、耐高温储存稳定性助剂及其制备方法以及改性沥青的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种可显著提高改性沥青低温延度、耐高温稳定性的助剂，属于废橡 胶的循环再生利用领域。
【背景技术】
[0002] 随着现代交通的发展，对道路路面要求越来越高，进而也对道路沥青的高温稳定 性、低温抗裂性能、低温变形能力等指标提出更高的要求，但传统的基质沥青的质量和品质 已经很难满足这些要求。聚合物改性沥青因其优异的高低温性能，已经是业内公认的优良 路面材料。尤其是SBS改性沥青的使用比例已经高达95%以上。近年来，废胶粉改性沥青 也逐渐为公众所知，且成为研宄的热点，在国内多条高速公路上也进行了实验性的铺设。但 不管是成熟的SBS改性沥青，还是新兴的胶粉改性沥青，达到优异低温性能指标和高温储 存稳定性都是长期存在的难题。宄其原因，主要有：
[0003] (1)改性剂与基质沥青界面相容性较差，聚合物改性剂在沥青中不能形成稳定存 在的网络结构，影响了低温性能指标和高温储存稳定性；
[0004] (2)改性沥青在长期热存过程中伴随着沥青老化和聚合物改性剂降解，进一步影 响了改性沥青的低温性能指标以及高温储存稳定性。
[0005] 针对上述问题，国内已有相关研宄，CN101671143A公开了一种SBS改性沥青及其 制备方法。该方法改性沥青由沥青，SBS，增延剂以及稳定剂组成。所采用的增延剂是由 橡胶软化油和领苯二甲酸二烯丙酯组成。这种增延剂中的橡胶油即为业内熟知的芳香基 橡胶油，有一定的增延和改善高温稳定性的作用，其主要是补充沥青老化带来的芳香份的 损失，继而达到维持原有性能指标的目的，但并不能改善网络结构，效果还不能令人满意。 CN104098918A公开了一种改性沥青及其制备方法。该方法是在胶粉改性沥青中掺入少量 的SBS制备复合改性沥青来达到改善胶粉改性沥青的低温性能指标和高温存储稳定性指 标。这种方法是利用SBS的大分子结构来改善胶粉与沥青之间的界面结合力，形成网状结 构。这种方法掺加部分价格昂贵的SBS，提升了改性沥青成本。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服上述问题的不足，提出一种可显著提高改性沥青低温延 度、耐高温储存稳定性助剂及其制备方法以及添加该助剂的改性沥青。
[0007] 本发明技术方案如下：
[0008] 一种改性沥青的低温延度、耐高温储存稳定性助剂的制备方法，其特征在于包括 下述步骤：
[0009] (1)将5-20目废橡胶粉和甲苯按照质量比1:5-12投入反应釜，升温至 350-400 °C，压力4. 5-9MPa，形成超临界甲苯氛围，在超临界甲苯氛围中搅拌裂解时间 30-120min;反应完毕后泄压排出、收集甲苯；取出裂解产品并静置15-30h，分离得到橡胶 裂解油稀释剂；
[0010] (2)将废橡胶粉、软化油、活化剂按照质量比100 :3-20 :0. 3-4的比例投入高 速搅拌机中在50-100°C预处理10_30min，加入双螺杆挤出机，长径比50-100,螺杆直径 50-120 ;控制双螺杆不同区段温度在150-350°C，物料压力在8-20MPa，控制螺杆转速在 10rpm-150rpm，反应5-20min后从口模连续挤出流体再生橡胶；
[0011] (3)将稀释剂加热至100-130°C，称取稀释剂重量的50% -100%的流体再生橡胶 加入到稀释剂中，保温搅拌15-60min，保温温度110-140°C，随后利用高速乳化剪切机以剪 切速度1000-10000转/分剪切1-100分钟。
[0012] 步骤（2)所述废橡胶粉优选为废轮胎、废力车胎、废输送带、废胶鞋中的一种或几 种，胶粉粒径范围为1目-60目；进一步优选为5-20目的粗胶粉。
[0013] 所述软化油优选为松焦油、环烷油、妥尔油、芳烃油、松香中的一种或几种。
[0014] 所述活化剂优选为苯基二硫化物、三苯基膦、苯硫酚、多烷基苯酚二硫化物、十八 烷基胺中的一种或者几种。
[0015] 优选的所述流体再生橡胶的溶胶含量大于80%，门尼粘度小于1，溶胶分子量大 于1万，凝胶交联密度低于5X1CT5,多分散系数（PDI)大于5。
[0016] 优选的所述橡胶裂解油稀释剂的组分为：芳香烃：82-93%，分子量：300-2000; 烯-烷烃：7-18 %，分子量< 300。
[0017] 所述升温优选为通过热电偶控制升温速率3-5°C/分。
[0018] 根据前述的制备方法制备的一种改性沥青的低温延度、耐高温储存稳定性助剂。
[0019] -种改性沥青，其特征在于由基质沥青、沥青改性剂和上述的助剂混合制成。所述 沥青改性剂为现有技术的改性剂例如SBS或废胶粉。
[0020] 有益效果：
[0021] 本发明利用双螺杆挤出机的高温、强剪切作用彻底脱硫废橡胶，形成由线性大分 子和芳香基小分子组成的流体再生胶，经过稀释剂稀释后制备可以长期储存、运输、泵送的 可显著提高改性沥青低温延度、耐高温稳定性的助剂。通过调整稀释剂与流体再生橡胶的 配比制备本发明助剂，如上特点的助剂添加入改性沥青，通过进一步调整本发明助剂在改 性沥青的掺入配比与改性剂共同形成结构稳定的网络结构达到改善改性沥青的低温性能 指标、耐高温稳定性的改性沥青。
[0022] (1)利用双螺杆挤出机制备流体再生橡胶，可有效地控制传统的废橡胶再利用过 程中产生的废水、废气等"二次污染"，属于真正意义上的废橡胶环保型再生利用；
[0023] (2)利用超临界甲苯裂解废橡胶制备的橡胶裂解油稀释剂，其分子结构与流体再 生橡胶分子结构类似，可以最大程度的与流体再生橡胶混溶，可以保证本发明制备的助剂 长期高温储存；此外，废轮胎，尤其是废轿车胎，长期以来，一直没有一种合理的有效地利用 方式，利用超临界甲苯裂解废轿车胎，可以最大程度的消耗这种轮胎，最大程度的降低环境 污染；
[0024] (3)经过双螺杆挤出机的强剪切、撕碎，辅助脱硫高温降解，流体再生橡胶，线性分 子含量高（高于80 % )，平均分子量大（大于1万），多分散系数大（PDI> 5)，凝胶交联密 度小。流体再生橡胶主要包括大分子线性聚合物，其分子结构与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 (SBS)类似，小分子以芳香烃为主，结构与芳香基橡胶油和沥青中芳香份类似。流体再生胶 中的小分子可以弥补沥青改性及热存过程中芳香份的损失，继而改善改性沥青的低温延度 和热储存稳定性；流体再生橡胶中的大分子聚合物在改性沥青时与改性剂（胶粉、SBS)相 互缠结，在稳定剂的作用下形成更稳定的网络结构，达到制备低温延度更加优异、热储存稳 定性更好的改性沥青；
[0025] (4)流体再生橡胶，其表观很黏，门尼粘度很低，不便于储存、运输，经过稀释剂稀 释后制备成液体状助剂，可以解决这种难题，达到解决实际生产、应用的难题。
[0026] 螺杆长径比对胶粉物料在机筒中的停留时间影响很大，大的长径比会使得胶粉物 料在机筒中停留时间加长，在高温、高剪切的配合作用下，交联态的橡胶粉可以充分的降 解、裂解，制备高脱硫度再生橡胶。活化剂的比例对废胶粉的脱硫度影响很大，太低的活化 剂会降低废胶粉的脱硫度，继而影响本发明助剂改性沥青的低温延度和高温存储稳定性。 高溶胶含量和低门尼有助于流体再生橡胶快速、均匀分散于稀释剂中。
[0027]利用超临界甲苯制备的裂解橡胶油，主要组分为80%以上的芳香基小分子和 20%左右的烷烃，这其中高含量的芳香基小分子与沥青中芳香份类似，可以弥补沥青改性 过程中老化损失的芳香份，改善改性沥青的抗老化性能和低温性能。同时，利用废轿车胎胶 粉裂解制备化工原料，可以在一定程度上缓解废轿车胎再利用的难题。
[0028] 同时，利用废轮胎裂解制备的橡胶裂解油作为稀释剂，与流体再生橡胶分子结构 类似，依照相似相