一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法技术

本发明专利技术属于改性沥青技术领域，特别涉及一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，通过过硼酸钾对废轮胎胶粉进行表面改性，与增塑剂、抗老化剂、乳化剂共同对基础沥青进行改性，制得的高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青中，改性胶粉与沥青具有良好的结合能力，胶粉颗粒不易从改性胶粉沥青中脱离，且高温防软化、低温防开裂性能卓越，能够有效延长道路使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法
本专利技术属于改性沥青
，特别涉及一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法。
技术介绍
随着公路修筑等级的提高及交通量的日益增大，对路面功能提出了更高的要求，利用高分子聚合物或橡胶对沥青进行改性已经成为改善道路石油沥青使用性能的有效途径和发展方向。废旧轮胎中含有丁苯橡胶、天然橡胶等多种高分子聚合物以及大量的炭黑、抗氧化剂、填料、处理油等，因此，废旧橡胶颗粒化后可以添加到沥青中，拌合得到的产物，称为橡胶沥青。橡胶粉在沥青中发生溶胀，增加了沥青的粘接性，油膜厚度更大，橡胶沥青的整体性能明显优于基础沥青。但是，废橡胶粉属于惰性材料，胶粉表面的可利用基团较少，与沥青在高温、长时间的剪切作用下，存在如下不足：1、胶粉颗粒与沥青的结合强度不够，铺筑的道路中胶粉颗粒很容易从沥青中剥离，道路质量较差，使用寿命短；2、储存稳定性很差，不宜静止储存。以SBS改性沥青为代表的聚合物改性沥青具有较好的高温稳定性、低温稳定性和抗疲劳性能，SBS是以石油为原料人工合成的热塑性丁苯橡胶，1吨SBS需要消耗约3吨石油。按照我国道路石油沥青每年消耗2000万吨计，其中10％为改性沥青，需要SBS约计10万吨，年消耗石油约30万吨，石油资源消耗量很大。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，制得的高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青中，改性胶粉与沥青具有良好的结合能力，胶粉颗粒不易从改性胶粉沥青中脱离，且高温防软化、低温防开裂性能卓越，能够有效延长道路使用寿命。本专利技术采用以下技术方案来实现：一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，包括如下步骤：S1，按重量称取下列物质：废轮胎胶粉10～30份，增塑剂0.3～0.6份，基础沥青60～90份，乳化剂0.6～1.5份，抗老化剂2～5份；S2，将废轮胎胶粉完全浸入甘油中，加入甘油初始重量3～6％的过硼酸钾，在20～30℃条件下，在0.5～1h内滴加甘油初始重量50％的水到过硼酸钾的甘油溶液中，此过程中以20～30rpm的速度持续搅拌，在湿润条件下研磨得到的30～60目的颗粒状物质；S3，将乳化剂配置成质量百分比为1～5％的溶液，加入PH调节剂调节pH至6.5～7.5，加热至60～65℃后，加入上一步骤制得的物质，搅拌均匀制得改性胶粉溶液；S4，在140～150℃条件下将基础沥青熔化，升温至170～190℃后，加入预加热为液体状的抗老化剂，搅拌均匀后，加入改性胶粉溶液，在180～190℃条件下搅拌1～2h，制得高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青。废轮胎胶粉受过硼酸钾溶液的浸泡改性，表面生成网状结构和链状物，表面具有羰基、羟基等活性基团，能够有效提高与基础沥青中的羧基、亚砜基、酸苷类基团的反应效果，从而提高了改性胶粉与基础沥青的连接效果，在湿润条件下研磨后，改性胶粉表面的粗糙度得到较大提高，增大了与沥青的接触面积，能够较好地与沥青结合；研磨时，残留在废轮胎胶粉表面的过硼酸钾能够在研磨过程中与废轮胎胶粉深度作用，提高了对废轮胎胶粉的改性作用。所述改性胶粉与基础沥青混合后，胶粉颗粒溶胀，表面结构进一步复杂化，能够吸收沥青中的轻质成分，使沥青逐渐转化成沥青质，从而使高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的系统体系向溶凝胶型发展，而改性胶粉中的硫、炭黑、氧化硅、氧化铁等成分进入基础沥青中，起到改善沥青温度敏感性、低温性能及耐老化性能的作用，高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青可静态储存72h，远高于现有胶粉沥青的稳定性。优选的方案，步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S2`：将步骤S2得到的颗粒状物质完全浸入水中，加入水总重量1～2％的4-羟基苯磺酸，搅拌浸泡0.5～1h。优选的方案，所述增塑剂包括季戊四醇四巯基乙酸酯，和/或，季戊四醇四巯基丁酸酯。季戊四醇四巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基丁酸酯作为增塑剂，能够在改性胶粉和基础沥青混炼时，为共混体系提供巯基，季戊四醇四巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基丁酸酯自身具有的酯键在共混系统中发生断裂重组，季戊四醇四巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基丁酸酯作为增塑剂，其对称结构能够作为交联中心，与改性胶粉、抗老化剂和沥青质组分发生交联，并与上述组分产生协同增效的作用，提高了本专利技术高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青中改性胶粉与沥青的混合结合能力。优选的方案，所述基础沥青为70#A级道路石油沥青。优选的方案，步骤S1中，所述乳化剂为木质胺阳离子型沥青乳化剂。采用木质胺阳离子型沥青乳化剂对基础沥青进行乳化，提高了沥青与石料的粘结强度，与上述方案中的改性胶粉、增塑剂、老化机和基础沥青发生复杂的理化反应，起到了协同增效的作用。优选的方案，所述抗老化剂包括松香甘油酯，和/或，硬脂酸异丁酯。在改性沥青的制备过程中，沥青长时间处于160℃以上的温度条件下会发生老化，随着老化时间的延长，沥青的老化程度加深，沥青逐渐变得脆硬，使得高温抗车辙能力得到显著提高，但是沥青随温度的升高软化，沥青的轻质组分在热氧作用下逸散，另一部分转变成沥青质等大分子成分，随着沥青路面加载次数的增加，沥青出现疲劳，变形恢复能力变差，此外。本专利技术通过添加抗老化剂，能够有效减少沥青轻质组分的逸散，而将其保留在高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的混合体系中，铺筑的道路在48℃以上的高温条件下，轻质组分逸散速度得到有效降低，道路寿命得到较大的延长。优选的方案，步骤S4中，所述pH调节剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物。对带正电荷的悬浮粒子进行电性中和，有强力吸附架桥功能，由于分子结构中含有羧酸基和强极性的磺酸基，能够与基础沥青良好地相融，并且分散性能优良，与改性胶粉、增塑剂、抗老化剂和沥青质组分产生协同增效作用，进一步提高了高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的综合性能。优选的方案，所述废轮胎胶粉为废弃的斜交轮胎、子午线轮胎、力轮胎中的一种或几种的混合，经常温或低温粉碎后去杂质，得到的10～30目胶粉。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青中，改性胶粉与沥青具有良好的结合能力，胶粉颗粒不易从改性胶粉沥青中脱离，且高温防软化、低温防开裂性能卓越，能够有效延长道路使用寿命，铺筑的道路质量较好，降低了路面维修费用，在不降低路面强度的标准下减少路面的厚度，从而减少了沥青消耗量，且铺设的路面颜色更黑，提高行车舒适度。2、废轮胎胶粉受过硼酸钾溶液的浸泡改性，表面生成网状结构和链状物，表面具有羰基、羟基等活性基团，能够有效提高与基础沥青中的羧基、亚砜基、酸苷类基团的反应效果，从而提高了改性胶粉与基础沥青的连接效果，在湿润条件下研磨后表面粗糙度得到较大提高，增大了与沥青的接触面积，能够较好地与沥青结合，高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青可静态储存72h，远高于现有胶粉沥青的稳定性。3、本专利技术通过添加抗老化剂，能够有效减少沥青轻质组分的逸散，而将其保留在高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的混合体系中，铺筑的道路在48℃以上的高温条件下，轻质组分逸散速度得到有效降低，道路寿命得到较大的延长。4、季戊四醇四巯基乙酸酯和季戊四醇四巯基丁酸酯作为增塑剂，其对称结构能够作为交联中心，与改性胶粉、抗老化剂和沥青质组分发生交联，并与上述组分产生协同增效的作用，提高了本专利技术高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，按重量称取下列物质：废轮胎胶粉10～30份，增塑剂0.3～0.6份，基础沥青60～90份，乳化剂0.6～1.5份，抗老化剂2～5份；S2，将废轮胎胶粉完全浸入甘油中，加入甘油初始重量3～6％的过硼酸钾，在20～30℃条件下，在0.5～1h内滴加甘油初始重量50％的水到过硼酸钾的甘油溶液中，此过程中以20～30rpm的速度持续搅拌，在湿润条件下研磨得到的30～60目的颗粒状物质；S3，将乳化剂配置成质量百分比为1～5％的溶液，加入PH调节剂调节pH至6.5～7.5，加热至60～65℃后，加入上一步骤制得的物质，搅拌均匀制得改性胶粉溶液；S4，在140～150℃条件下将基础沥青熔化，升温至170～190℃后，加入预加热为液体状的抗老化剂，搅拌均匀后，加入改性胶粉溶液，在180～190℃条件下搅拌1～2h，制得高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青。

【技术特征摘要】
1.一种高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，按重量称取下列物质：废轮胎胶粉10～30份，增塑剂0.3～0.6份，基础沥青60～90份，乳化剂0.6～1.5份，抗老化剂2～5份；S2，将废轮胎胶粉完全浸入甘油中，加入甘油初始重量3～6％的过硼酸钾，在20～30℃条件下，在0.5～1h内滴加甘油初始重量50％的水到过硼酸钾的甘油溶液中，此过程中以20～30rpm的速度持续搅拌，在湿润条件下研磨得到的30～60目的颗粒状物质；S3，将乳化剂配置成质量百分比为1～5％的溶液，加入PH调节剂调节pH至6.5～7.5，加热至60～65℃后，加入上一步骤制得的物质，搅拌均匀制得改性胶粉溶液；S4，在140～150℃条件下将基础沥青熔化，升温至170～190℃后，加入预加热为液体状的抗老化剂，搅拌均匀后，加入改性胶粉溶液，在180～190℃条件下搅拌1～2h，制得高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青。2.根据权利要求1所述的高抗疲劳抗开裂的胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，步骤S2和步骤S3之间还包括步骤S2`：将步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宗博，杜新国，
申请(专利权)人：湖北津泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42