一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青、SMA沥青混合料及其制备方法技术

技术编号:11642808 阅读:119 留言:0更新日期:2015-06-24 20:26
本发明专利技术公开了一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青与SAM沥青混合料及其制备方法。所述的高粘高弹沥青以基质沥青、活化橡胶粉、耐候组分、增粘组分、增塑组分、增容组分和交联组分为原料,各组分之间的质量比为:基质沥青:活化橡胶粉:耐候组分:增粘组分:增塑组分:增容组分:交联组分=100:(15~20):(4~6):(2~4):(1~3):(1~5):(0.1~1)。将所述的高粘高弹沥青应用于制备SMA沥青混合料可有效提高沥青混合料的耐老化性能、低温性能、高温性能和抗疲劳性能等性能。本发明专利技术克服了复合改性沥青中橡胶粉掺量低、难以在沥青混凝土中应用的技术难题,适合推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑材料
,具体设及一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹 渐青与SAM混合料及其制备方法。
技术介绍
随着国家经济腾飞,交通运输的行业规模也随之不断增大,对道路材料的综合性 能(耐久性、使用性及功能性)也提出了更高的要求。近些年来,国内外研究机构相继开发 出多种改性类渐青材料,W提升道路渐青及渐青混合料的材料性能。 其中,由于SBS (苯己締-了二締-苯己締嵌段共聚物)与橡胶粉对渐青粘弹性能 的提升效果最为明显,目前基于SBS或橡胶粉的渐青改性技术的研究比较深入。SBS可通 过在渐青中分散而形成高分子网络,降低渐青温度敏感性。然而,国内外研究结果表明,SBS 在渐青的渗量存在极限值(约8% ),超过该渗量后,改性渐青体系发生相反转,使其性能发 生明显降低,该因素导致SBS对渐青的粘弹性能提升幅度有限。此外,橡胶粉可明显提升改 性渐青的弹性,但由于在渐青的橡胶颗粒储存稳定性差,在施工中必须采用专口设备"现改 现用",不仅对橡胶渐青的应用工艺提出了更严格的要求,而且离析后的橡胶渐青对路面材 料的性能也造成负面影响。 目前,有研究采用SBS与橡胶复合改性的技术,使渐青的粘弹性能得到了进一步 的提升,然而也存在明显的技术局限性;首先,为确保复合改性渐青中的橡胶粉不发生严重 离析,其渗量仅能达到5~10%左右;其次,由于采用多种改性组分,导致渐青的粘度明显 提高,在渐青混凝±中应用则存在压实度难W保证的问题,因此目前SBS-橡胶粉复合改性 渐青仅主要用于应力吸收层或减振阻巧结构中。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青与SAM渐青混 合料及其制备方法,采用橡胶颗粒的表面活化技术,并针对渐青材料进行组分匹配优化, 得到具有高粘高弹性能的渐青,应用于制备渐青混合料可有效提高渐青混合料的耐老化性 能、低温性能、高温性能和抗疲劳性能等。 为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为:一种基于橡胶颗粒表面改性的高 粘高弹渐青,它W基质渐青、活化橡胶粉、耐候组分、增粘组分、增塑组分、增容组分和交联 组分为原料制备而成,各组分之间的质量比为;基质渐青;活化橡胶粉;耐候组分;增粘组 分;增塑组分;增容组分:交联组分=100: (15~20) : (4~6) : (2~4) : (1~3) : (1~ 5) : (0. 1 ~1)。 上述方案中,所述活化橡胶粉由橡胶粉和表面活化组分W 100:巧~30)的质量比 经表面活化而成,具体制备步骤为;将橡胶粉在40~60°C的揽拌锅中揽拌30~120s ;然后 分=次加入表面活化组分,每次加入量为表面活化组分总质量的10~70%,每次揽拌5~ 20min,加入的量取决于揽拌锅底无过多表面活化组分流下,同时橡胶颗粒无严重粘结成团 现象;最后,关闭揽拌锅温度,使揽拌锅温度降低为室温,在此阶段持续揽拌30~60min后, 得所述的活化橡胶粉。 上述方案中,所述的橡胶粉为40目或80目斜交胎硫化橡胶粉。 上述方案中,所述表面活化组分为芳香基橡胶油、环烷基橡胶油和脂肪姪溶剂油 中的一种或几种按任意配比混合。 上述方案中,所述基质渐青为70#或90#重交石油渐青;耐候组分为线型苯己 締-了二締-苯己締嵌段共聚物;增粘组分为帖締树脂、松香树脂、C9石油树脂和巧石油树 脂中的一种或几种按任意比例混合;增塑组分为临苯二甲酸二了醋或临苯二甲酸二辛脂; 增容组分为慷醒抽出油、减二线抽出油、减=线抽出油、芳姪油中的一种或几种按任意比例 混合;交联组分为硫横或过氧化二异丙苯。 上述一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青的制备方法,包括如下步骤: 1)按基质渐青;活化橡胶粉;耐候组分;增粘组分;增塑组分;增容组分:交联组分= 100: (15~20) : (4~6) : (2~4) : (1~3) : (1~5) : (0. 1~1)的质量比称取各原料;2)将 基质渐青加热至160~170°C,开启高速剪切机;逐渐将转速提升至2000~3000r/min,然 后加入耐候组分,持续剪切10~20min ;保持剪切转速不变,加入增粘组分,持续剪切3~ 5min ;然后提升剪切速度至5000~6000r/min,加入活化橡胶粉、增塑组分、增容组分,持续 高速剪切20~40min ;降低剪切速度至3000~4000r/min,加入交联组分,持续剪切20~ 40min 上剪切过程控制温度在185~200°C之间;3)剪切过程完成后,将样品至于135~ 145°C的烘箱中溶胀发育30~60min ;从烘箱中取出样品,冷却后即得所述的基于橡胶颗粒 表面改性的高粘高弹渐青。 一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青混合料,它W粗集料、细集料、填料、 纤维、高粘高弹渐青和粘度调控组分为原料制备而成,各组分之间的质量比为;粗集料: 细集料;填料;纤维;高粘高弹渐青;粘度调控组分=75: (10~15):巧~12) : (0. 2~ 0. 4):化.0 ~6. 5):化~10)。 上述方案中,所述粘度调控组分为娃侣酸钢或横酸化聚苯己締。 上述方案中,所述高粘高弹渐青为上述的基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐 青;粗集料为玄武岩或辉绿岩集料,压碎值< 10%;细集料为石灰岩、玄武岩或辉绿岩集料; 填料为石灰岩矿粉或岩浆岩中的强基性岩磨细得到的矿粉;纤维为聚丙締膳纤维或聚醋纤 维。其中细集料、填料、纤维、高粘高弹渐青构成高劲度渐青胶浆,粗集料构成集料骨架。 优选的,所述粗集料、细集料、填料的合成级配范围如表1所示: 表1高粘高弹渐青混合料优选级配范围 尺寸/mm 19 16 13.2 9.5 4 75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 通过宇/ SMA-13 100 100 88-100 55-巧 20-26 16-22 15-22 12-20 12-化 12-15 10-12 SMA-16 100 88-100 72-85 50-65 20-24 15-20 14-18 13-16 12-15 11-14 10-12 上述一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹渐青混合料的制备方法,包括W下步 骤;1)按粗集料:细集料;填料;纤维;高粘高弹渐青;粘度调控组分=75: (10~15):巧~ 。):(0. 2~0. 4) : (6. 0~6. 5):化~10)的质量比称取各原料试将粗集料、细集料在 190~200°C烘箱中加热5~她,将高粘高弹渐青在160~170°C烘箱中加热3~化;3)依 次将粗集料、细集料、高粘高弹渐青、填料、纤维和粘度调控组分加入160~170°C的揽拌锅 中,揽拌90~180s,得所述高粘高弹SMA渐青混合料;然后在160~170°C下礙压成型,得 高粘高弹SMA渐青混凝±。 本专利技术的有益效果为: 1)本专利技术通过橡胶颗粒的表面活化技术,使橡胶颗粒在渐青体系中所形成的表面 溶胀过渡层厚度增加,提升橡胶粉在渐青胶体结构中的储存稳定性;并通过合理的引入增 容组分、交联组分等物质,对渐青的胶体结构进行调控,形成SBS分子链与橡胶粉表面交联 的复合弹性网络,并削弱高温下渐青中的聚合物大分子间偶极取向力,增加分子链移动性, 实现对渐青模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青,其特征在于,它以基质沥青、活化橡胶粉、耐候组分、增粘组分、增塑组分、增容组分和交联组分为原料制备而成,各组分之间的质量比为:基质沥青:活化橡胶粉:耐候组分:增粘组分:增塑组分:增容组分:交联组分=100:(15~20):(4~6):(2~4):(1~3):(1~5):(0.1~1)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:丁庆军赵明宇徐波王发洲苟永刚梁圣全向念谯理格王滔牟廷敏
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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