一种改性橡胶沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性橡胶沥青及其制备方法，该改性橡胶沥青包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20‑40份、改性的氧化石墨烯10‑25份、树脂5‑15份、纤维5‑15份以及稳定剂5‑15份。通过加入改性的氧化石墨烯、树脂、纤维和稳定剂，增强橡胶粉和沥青基质的相容性，从而使得改性橡胶沥青具有良好的粘附性、稳定性、高温抗车辙性和施工稳定性等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种改性橡胶沥青及其制备方法
本专利技术涉及道路工程
，且特别涉及一种改性橡胶沥青及其制备方法。
技术介绍
橡胶沥青现代意义上的应用开始于上世纪40年代的美国。在上世纪60年代以后，美国、瑞典、英国等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶沥青混凝土的应用研究。我国对橡胶改性沥青应用于公路的研究始于20世纪80年代。橡胶沥青是指先将废旧轮胎破碎加工成为胶粉，再按一定的级配进行组合，同时添加一些改性剂，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。为了提升橡胶沥青的综合性能，可以往橡胶沥青中添加其他改性剂进行改性。由于受选材等因素的限制，制备的橡胶沥青混合料在粘附性和抗车辙性能上仍不尽人意。粘附性能不足的主要原因在于橡胶沥青中加入了高达15％以上的橡胶粉，导致沥青过于粘稠，因此难以在石料表面裹覆；抗车辙性能差的主要原因在于橡胶沥青与石料的粘附性能降低后，导致高温性能会降低，此外橡胶沥青混合料中加入的沥青含量较高，较普通沥青混合料沥青含量高50％左右，较高的沥青含量对应的混合料相应其高温性能较差。如果向橡胶沥青中加入一般的改性剂，会导致橡胶沥青粘度更高，虽然有专利通过干法加入，但仍旧会增加橡胶沥青混合料的施工难度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改性橡胶沥青及其制备方法，提供一种具有良好性质的改性橡胶沥青。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出了一种改性橡胶沥青，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20-40份、改性的氧化石墨烯10-25份、树脂5-15份、纤维5-15份以及稳定剂5-15份。本专利技术还提供一种上述改性橡胶沥青的制备方法，将橡胶粉、改性的氧化石墨烯、树脂和纤维加入至沥青基质中，加热搅拌；接着加入稳定剂，加热搅拌混合，得到改性橡胶沥青。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种改性橡胶沥青及其制备方法，本专利技术通过加入改性的氧化石墨烯、树脂、纤维和稳定剂，增强橡胶粉和沥青基质的相容性，从而使得沥青混合料具有良好的粘附性、稳定性、高温抗车辙性和施工稳定性等特点。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例提供的一种改性橡胶沥青及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供一种改性橡胶沥青，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20-40份、改性的氧化石墨烯10-25份、树脂5-15份、纤维5-15份以及稳定剂5-15份。本专利技术实施例中提供一种改性橡胶沥青，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20-40份、改性的氧化石墨烯10-25份、树脂5-15份、纤维5-15份以及稳定剂5-15份，由于沥青基质和橡胶粉之间的界面相容性较差，无法满足施工要求，本专利技术实施例中通过向上述的混合料之间加入改性的氧化石墨烯、树脂、纤维和稳定剂来提高两者的相容性和稳定性，由于石墨烯是目前为止最硬的纳米材料，因此，改性的氧化石墨烯加入之后还可以提高铺设之后的道路的抗压强度。在一些实施方式中，一种改性橡胶沥青，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉25-35份、改性的氧化石墨烯10-20份、树脂5-12份、纤维5-12份以及稳定剂5-12份。在一些实施方式中，一种改性橡胶沥青，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉30-35份、改性的氧化石墨烯15-20份、树脂5-8份、纤维5-8份以及稳定剂5-8份。在一些实施方式中，树脂为石油树脂或环氧树脂，环氧树脂包含不同官能度环氧树脂和/或固态双官能基环氧树脂，固态双官能基环氧树脂具有3000-30000的分子量。本专利技术实施例中提供的树脂为石油树脂或环氧树脂，环氧树脂包含不同官能度环氧树脂及/或固态双官能基环氧树脂，固态双官能基环氧树脂通常具有3000-30000的分子量，石油树脂具有很好的粘接性，在粘合剂和压敏胶带中加入石油树脂能够提高粘合剂的粘合力、耐酸性、耐碱性以及耐水性，并且能够有效地降低生产成本，环氧树脂具有较好的粘接强度和耐化学性能，石油树脂或环氧树脂可以提高沥青基质和橡胶粉的相容性。在一些实施方式中，纤维包括玻璃纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维以及碳纤维中的至少一种。在一些实施方式中，改性的氧化石墨烯是通过含有改性基团的改性剂对氧化石墨烯进行改性得到的。在一些实施方式中，改性基团包括氨基、硅烷、钛酸酯基、酸酐、酯基、羧基以及环氧基中的一种或几种。本专利技术实施例中采用含有改性基团的改性剂对石墨烯进行改性，从而增加改性氧化石墨烯的亲油性，从而促进改性氧化石墨烯与沥青之间的相容性，促进改性氧化石墨烯与沥青形成纳米级分散体系。因此，改性的氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。一方面促进沥青和橡胶粉的相容性，使得改性的氧化石墨烯改性的橡胶沥青的储存稳定性得以提高；另一方面可以降低沥青的粘度，从而大幅提高改性橡胶沥青的工作和易性，在与集料的混合过程中，可以使得改性橡胶沥青和集料包裹更加完全，从而提高改性橡胶沥青混合料的抗车辙性能。在一些实施方式中，稳定剂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和接枝三元乙丙橡胶中至少一种。本专利技术实施例还提供一种上述改性橡胶沥青的制备方法，先将橡胶粉、改性的氧化石墨烯、树脂和纤维加入至沥青基质中，加热搅拌，然后加入稳定剂，再加热搅拌，使其形成稳定的混合物料，得到一种改性橡胶沥青。本专利技术实施例还提供一种上述改性橡胶沥青的制备方法，将橡胶粉、改性的氧化石墨烯、树脂和纤维加入至沥青基质中，搅拌混合搅拌的过程中改性的氧化石墨烯、树脂和纤维可以有效促进沥青基质和橡胶粉之间的混合相容，然后加入稳定剂，搅拌混合，得到性质稳定的改性橡胶沥青。在一些实施方式中，改性氧化石墨烯的制备具体如下：在50-100℃的水浴条件下，将膨胀氧化石墨烯加入到乙醇中，超声分散；然后加入与膨胀氧化石墨烯的质量比为1:1-500的改性剂，反应1.5-3h后，冷却至室温，并用无水乙醇洗涤，除去其中未反应的改性剂，然后经真空冷冻干燥，得到改性的氧化石墨烯。在一些实施方式中，膨胀氧化石墨烯的制备具体如下：将氧化石墨研磨成粉末，在马弗炉中800-1200℃下煅烧，得到膨胀氧化石墨。本专利技术实施例中改性的氧化石墨烯的制备过程中，反应原料采用膨胀后的氧化石墨为前驱体而不是直接采用氧化石墨为前驱体。优点主要有两方面：一是膨胀后的氧化石墨较为蓬松，比表面积大。膨胀后其上仍有含氧官能团的存在，为吸附提供了结合位点，在室温下发生还原反应。由于其大的表面积提高了载体上从改性剂的含量。二是不像传统的制备方法那样在制备过程中加入异丙醇、聚乙烯吡咯烷酮等助分散剂，而是直接采用还原剂，使得制备的物质上没有其他杂质，较为“干净”，且反应时膨胀后的氧化石墨的加入量与较低浓度的还原剂混合，这样既降低了溶剂的粘度，同时又使得超声过程中大量的溶剂可以插入氧化石墨的层间，使其更好地剥离，改性剂能很好的分散在载体上，均匀改性。本专利技术中所制备的改性石墨烯，稳定性高，能长久耐用。在一些实施方式中，两次加热的温度均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性橡胶沥青，其特征在于，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20‑40份、改性的氧化石墨烯10‑25份、树脂5‑15份、纤维5‑15份以及稳定剂5‑15份。

【技术特征摘要】
1.一种改性橡胶沥青，其特征在于，包括以下重量份的原料：沥青基质100份、橡胶粉20-40份、改性的氧化石墨烯10-25份、树脂5-15份、纤维5-15份以及稳定剂5-15份。2.根据权利要求1所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述树脂为石油树脂或环氧树脂，所述环氧树脂包含不同官能度环氧树脂和/或固态双官能基环氧树脂，所述固态双官能基环氧树脂具有3000-30000的分子量。3.根据权利要求1所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述纤维包括玻璃纤维、聚酯纤维、玄武岩纤维以及碳纤维中的至少一种。4.根据权利要求1所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述改性的氧化石墨烯是通过含有改性基团的改性剂对氧化石墨烯进行改性得到的。5.根据权利要求4所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述改性基团包括氨基、硅烷基、钛酸酯基、酸酐、酯基、羧基以及环氧基中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的改性橡胶沥青，其特征在于，所述稳定剂包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡逸，查庆飞，
申请(专利权)人：江苏东道交通科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32