一种高耐候沥青胶结料的制备方法及其用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路沥青改性领域，尤其是涉及一种高耐候沥青胶结料的制备方法及 其用途。
【背景技术】
[0002] 沥青作为一种胶结料，具有防水、绝缘、耐腐蚀等优点，且与石矿料有良好的粘结 作用，长期以来被广泛用做道路建筑材料。近年来，随着交通量和交通载荷的增加，人们对 道路铺筑沥青材料提出了更加苛刻的要求，但是普通沥青在混合料拌合、摊铺时容易发生 短期老化，使用过程中受到空气、紫外线和水等作用发生长期老化，沥青路面容易发生硬 化，导致温缩裂缝和疲劳裂缝的出现，在雨水和行车动载荷作用下加速了路面的破坏，因此 急需寻找一种高耐候的新型沥青胶结料，显著提高沥青路面的寿命。
[0003] 聚合物常被用于沥青的改性，所用的聚合物中最常用的为苯乙烯-丁二烯-苯乙 烯共聚物（SBS)。然而，SBS价格较高，且由于分子主链结构不饱和容易发生老化，有必要 选择性价比更高的材料。此外，我国废旧橡胶逐年增加，每年产生大量的固体废弃物。目前 废旧轮胎胶粉已用于改性沥青路面，可以解决固体废弃物的处理问题；可以代替部分SBS 且具有经济效益和环保效益，但是废旧轮胎橡胶是以天然胶、丁苯橡胶等不饱和橡胶组成， 相比耐候的三元乙丙橡胶（EPDM)，废轮胎橡胶的耐候性还不足，有必要研宄高耐候性的废 EPDM橡胶用于沥青改性。目前，EPDM橡胶大量用于耐候、耐热场合，比如建筑、汽车车窗密 封条等等。废EPDM为交联结构，难以分散到沥青中，制备的改性沥青中废EPDM为弹性填料， 不能充分发挥耐候性好的优点。
[0004] 为提高胶粉在沥青中的分散性，CN102601975A -种采用螺杆挤出机连续制备液体 再生胶的方法，该发明采用螺杆挤出机连续制备液体再生胶的方法，该方法是利用螺杆挤 出机，采用物理化学联动的方法，将经预处理的废胶粉，于挤出机内温度、压力、剪切、脱硫 剂的综合作用下，破碎废橡胶的三维交联网络，得到液体的再生胶，得到的液体再生胶可与 沥青并用或替代沥青用于铺路，与纯胶并用制作防水防腐材料等。该法虽提出了制备脱硫 解聚程度高的橡胶并用于沥青，但是对EPDM橡胶的脱硫及其用于高耐候沥青胶结料的并 未提及。
[0005] 常压高温双螺旋脱硫装备是为克服传统高压动态脱硫罐高压不安全，废气排放无 序、难控制等问题而发展起来的无压、无废气排放的环保化脱硫设备，具有自控和产量大等 特点。但该装置普遍是用于如CN200810238546. 5所述的一样，在200-280°C加工范围内制 备再生胶（溶胶含量30%左右），以用作部分代替橡胶用于制造橡胶制品，将其用于更高温 浅度裂解制备低粘度的EPDM橡胶，再做成高耐候沥青胶结料的研宄还未见报道。
[0006] CN103194072A、CN103980723A 和 CN102181163A 等使用 SBS 和活化胶粉或胶粉在 沥青中长时间剪切的复合改性沥青的办法，进而制备热储存稳定的复合改性沥青。但该工 艺加工过程较长，成本较高，污染大，不适合制备高耐候的沥青胶结料。
【发明内容】
[0007] 本发明为了克服上述现有技术中的不足，提供了一种工艺过程简洁易行、可添加 大量EPDM废橡胶的沥青胶结料，显著改善传统沥青不耐老化的缺点，从而通过高性能耐候 的胶结料大大延长沥青路面寿命的高耐候的沥青胶结料的制备方法。
[0008] 发明人为达到上述目的，结合本发明所要解决的问题，经过长期研宄，发现EPDM 废橡胶在高于280°C，特别是320°C左右容易发生分子链的剧烈断裂，此时容易得到低粘度 的粘稠状材料，该橡胶不同于市场上大量使用的再生胶，其溶胶含量高（大于80 % )，但正 是由于这一点，使其部分代替沥青，制备新型的改性沥青材料成为可能。由于其粘度低并具 有粘结性，因此具有类沥青材料的特点。又由于其粘度低的特点，使该材料不但容易分散到 沥青中，而且在沥青中的掺加量大，转化沥青，从而解决传统橡胶粉在沥青中难分散和沉降 问题。故，发明人决定将高温浅度裂解废橡胶与沥青性能特点结合在一起，同时配合其他的 合理方法，制备高耐候的新型沥青路面胶结料，来达到本发明想要达到的技术效果。
[0009] 本发明所采取的技术方案是：
[0010] 一种高耐候沥青胶结料的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
[0011] (1)将EPDM废橡胶浅度裂解转化得到裂解转化的低粘度橡胶；
[0012] (2)将重量比为70/30-40/60的重交沥青/浅度裂解EPDM废橡胶在温度为 150-180°C的情况下，混合均匀，得到EPDM废橡胶转化沥青，该沥青耐候性能优良，薄膜烘 箱短期老化、紫外老化前后的化针入度比都大于90%。
[0013] 所述步骤（1)中将废橡胶裂解转化得到裂解转化橡胶的具体过程为：将废橡胶粉 通过加长的螺杆挤出机或常压双螺旋裂解装置，在280-350°C温度下加工3-10min，使EPDM 废橡胶裂解转化为粘稠状类沥青材料；
[0014] 作为优选，在步骤（2)中，在搅拌发育期间，控制搅拌转速为300-1000r/min，搅拌 反应 60-150min。
[0015] 作为优选，所述步骤（1)中的EPDM废橡胶为废旧轮胎破碎后磨制的胶粉，目数为 15-60 目。
[0016] 作为优选，所述步骤（2)是先将裂解转化橡胶加入热沥青罐中，与沥青在 150-180°C下反应混合并搅拌发育，制备得到废橡胶转化沥青母液。
[0017] 作为优选，所述步骤（2)中所述的重交沥青符合交通部JTG F40-2004要求。
[0018] 作为优选，所述步骤（1)中的EPDM废橡胶为车窗密封条破碎后磨制的胶粉，其中 EPDM橡胶含量大于30%。
[0019] 作为优选，所述步骤（1)中得到的裂解转化橡胶溶胶含量大于80%，门尼粘度低 于30,浅度裂解产物的数均分子量为3000-30000。
[0020] 本发明还提供了 一种用上述的高耐候沥青胶结料的制备方法制得的高耐候沥青 胶结料，用于生产制备耐久性沥青路面。
[0021] 本发明采用高温浅度裂解的方法，不同于传统的橡胶热裂解温度高达400°C以上， 得到热解气、热解油和炭黑，也不同于传统再生胶再生工艺，橡胶在300°C左右的浅度裂解 后，交联的EPDM橡胶的主链和交联侧链很容易发生化学键破坏，使橡胶的交联结构解体， 使废橡胶裂解为液体类沥青物质，由于交联键大量断裂，橡胶分子量小于3万g/mol，此时 溶胶含量急剧升到，大于80 %，具有高流动性和粘结性能，变得类似沥青，从而可加大橡胶 在沥青中的添加量，从而在沥青中达到均匀稳定的分散。
[0022] 与现有技术相比，本发明制得的EPDM废橡胶裂解改性沥青胶结料，135°C粘度按 照GB/T0625-2011标准执行，结果表明其粘度小于6Pa. s，接近3Pa. s，具有较好的施工和 易性。改性沥青的针入度、延度、软化点的测试分别按照GB/T0604-2011、GB/T0605-20