一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，属于建筑材料技术领域。本发明专利技术将沥青与橡胶粉混合，加热融化，搅拌混合，得混合浆体，降温，保温备用；将阳离子表面活性剂，非离子表面活性剂，水，加热搅拌混合，接着滴加氯化铵溶液调节pH，搅拌混合，得乳化液；将混合浆体，乳化液，改性氧化石墨烯，改性添加剂，油泥，碳酸氢钠，稀土，改性助剂，植物精油，云母粉，恒温搅拌混合，即得抗拉伸复合橡胶沥青混合料。本发明专利技术技术方案制备的抗拉伸复合橡胶沥青混合料具有优异的稳定性和力学性能的特点，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法
本专利技术公开了一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，属于建筑材料

技术介绍
橡胶沥青混合料因具有良好的高温稳定性、抗疲劳性及环保优势，已逐步在国内道路工程中得到应用，相比多数沥青混合料，其适合用于延缓由半刚性基层开裂所带来的反射裂缝，如将橡胶沥青混合料作为面层或将橡胶沥青碎石封层作为橡胶沥青应力吸收层。在级配设计上重点考虑了高温稳定性、防滑与防止泛油，这种级配的沥青混合料适用于上面层，若用于应力吸收层，橡胶沥青优异的疲劳性能并未充分发挥出来，基于目前的研究和应用程度，应力吸收层的疲劳性能有进一步提高的空间。聚合物在沥青中的网络填充是指聚合物受到沥青中的轻质组分的作用而被分开，发生溶胀和部分溶解过程，聚合物分子自由基相互结合和交联，形成松散的网路结构而存在于沥青基体中。聚合物与沥青的化学共混是指在沥青中存在着的烷属烃、烯属烃、芳香烃、极性和非极性化合物、羟基等有机官能团，可以和许多物质发生化学反应，产生化学交联或是化学加成，生成新的化学键。由于废胎胶粉成分的复杂性，胶粉和沥青在高温下共混生成橡胶沥青的过程中，二者的相互作用十分复杂，以上三种过程都可能存在，只是程度有所不同。其中以物理共混作用为主，所以废胎胶粉在热沥青中的理想状态是细分散。废胎胶粉加入热的基质沥青中主要发生溶胀反应和脱硫反应。溶胀过程表现为橡胶颗粒体积的膨胀（膨胀后体积是膨胀前3～5倍）和沥青黏度的增加。天然橡胶的加入可以提高沥青的高温抗变形能力、丁苯橡胶对改善沥青低温抗裂性能效果明显、硫磺也可以改善沥青高温性能、炭黑和天然橡胶同时作用可以提高沥青与集料的粘附性能、抗老化剂可以提高沥青路面的抗老化性能；但是废胎胶粉中含有的少量纤维对橡胶沥青性能的测试带来困扰，钢屑的存在会对沥青生产设备造成磨损。橡胶沥青的制备有干法和湿法之分，干法生产橡胶沥青混合料是在混合料搅拌过程中先将胶粉与集料充分混合，再加入沥青搅拌。在这个过程中，橡胶粉与沥青有效的反应时间和接触面积均不足，根本不能达到通过吸附轻质组分改善基质沥青性能的目的。因此，干法实际上是对沥青混合料性能进行改善，并不能算作真正的改性沥青。湿法生产橡胶沥青工艺的过程是先将基质沥青加热到一定温度，投入橡胶粉搅拌使其充分溶胀，再通过高速搅拌、剪切或研磨达到分散均匀的目的。目前对于SBS，SIS等热塑性橡胶类和EVA、PE等热塑性树脂类改性剂，由于它与沥青相容性较差，仅仅采用简单的机械搅拌势必需要很长时间且效果不好，对于这些改性剂，必须通过胶体磨或者高速剪切设备等专用机械的研磨和剪切力强制将改性剂打碎，使改性剂充分分散到基质沥青中。而传统橡胶沥青混合料的稳定性和力学性能还无法进一步提高的问题。因此，如何改善传统橡胶沥青混合料的缺点，以获取更高综合性能的提升，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统橡胶沥青混合料稳定性和力学性能无法进一步提高的问题，提供了一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，具体制备步骤如下：（1）将沥青与橡胶粉按质量比1：2～1：3混合，加热融化，搅拌混合，得混合浆体，降温，保温备用；（2）按重量份数计，将8～10份阳离子表面活性剂，8～10份非离子表面活性剂，40～60份水，加热搅拌混合，接着滴加氯化铵溶液调节pH至4.8～5.1，搅拌混合，得乳化液；（3）按重量份数计，将50～60份混合浆体，30～40份乳化液，10～20份改性氧化石墨烯，5～8份改性添加剂，3～5份油泥，3～5份碳酸氢钠，3～5份稀土，3～5份改性助剂，1～3份植物精油，2～3云母粉，恒温搅拌混合，即得抗拉伸复合橡胶沥青混合料。步骤（1）所述沥青为煤焦沥青，石油沥青或天然沥青中的任意一种。步骤（2）所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基季铵溴化物或十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的任意一种。步骤（2）所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，月桂醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚或羟乙基纤维素中的任意一种。步骤（3）所述改性氧化石墨烯的制备过程为：将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合，超声分散，接着滴加氨水调节pH至9.8～10.1，得预处理混合液，将苎麻纤维粉碎，过80目的筛，得苎麻纤维粉，按重量份数计，20～30份苎麻纤维粉，8～10份纤维素酶，40～60份水搅拌恒温处理，灭酶，得苎麻纤维混合液，将预处理混合液与苎麻纤维混合液按质量比1：5～1：10混合振荡，过滤，洗涤，干燥，即改性氧化石墨烯。步骤（3）所述改性添加剂的制备过程为：将聚乙烯醇与水按质量比1：30～1：50混合，静置溶胀后，加热搅拌溶解，加入聚乙烯醇质量0.5～0.8倍的明胶，搅拌溶解，随后加入聚乙烯醇质量8～10倍的盐酸和聚乙烯醇质量8～10倍的戊二醛溶液搅拌反应，过滤，切块，洗涤，真空干燥，粉碎，得改性添加剂。步骤（3）所述稀土为硝酸钆，硝酸钐或硝酸锶中的任意一种。步骤（3）所述改性助剂的制备方法为：将（N-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比1：1～2：1混合，并加入甲氧基聚乙二醇质量0.1～0.2倍的对二氯苯和甲氧基聚乙二醇质量0.07～0.10倍的二茂铁，搅拌混合，即得改性助剂。所述植物精油为迷迭香精油，薰衣草精油，玫瑰花精油，茉莉花精油，茶花精油或雪莲精油中的任意一种。所述云母粉为白云母粉、黑云母粉或金云母粉中的任意一种。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术通过添加改性氧化石墨烯，改性添加剂和碳酸氢钠，首先，将预处理混合液与苎麻纤维混合液，由于氧化石墨烯片层结构边沿处含有羧基，在水中能够部分水解成羧酸根离子，使其带负电荷，带负电荷的氧化石墨烯之间产生静电排斥，苎麻纤维与氧化石墨烯片层结构间易形成氢键结合，使得体系中形成氧化石墨烯片-苎麻纤维-氧化石墨烯的结构，在使用过程中，碳酸氢钠受热分解，生成碳酸钠，碳酸钠溶于水形成碳酸钠水溶液，形成的碳酸钠水溶液使得体系的pH逐渐升高，改性添加剂中含有对pH敏感的凝胶结构，在加入产品中后，在明胶等电点附近时，其凝胶呈收缩状态，在偏离等电点时，可随环境的pH的改变而发生膨胀或收缩，生成的碳酸钠使得体系的pH逐渐上升，明胶中羧基离子化，带同种负电荷相互排斥，使得改性凝胶发生膨胀，并产生膨胀应力，膨胀应力使得复合填料内部形成挤压力，使得复合填料中的孔隙被填充，使得体系的致密度得到进一步的提升，使得体系的力学性能得到进一步的提升；（2）本专利技术通过添加改性助剂和碳酸氢钠，在使用过程中，改性助剂有效成分中分子结构为具有双亲性能的嵌段共聚物，该嵌段共聚物可自组装形成囊泡结构，从而使体系内部分散有该囊泡结构，在使用过程中，碳酸氢钠受热分解，生成二氧化碳，二氧化碳的产生可与该嵌段共聚物中的脒基团反应，而使脒基团带上正电荷，能够吸引体系中的填料，同时，由于同种电荷相互排斥使囊泡结构内部体积增大，膨胀囊泡能够良好的悬浮在体系中，使得膨胀囊泡能够良好的分散在体系中，从而使得体系的储存稳定性得到提升。具体实施方式将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30置于1号烧杯中，并将1号烧杯置于超声分散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）将沥青与橡胶粉按质量比1：2～1：3混合，加热融化，搅拌混合，得混合浆体，降温，保温备用；（2）按重量份数计，将8～10份阳离子表面活性剂，8～10份非离子表面活性剂，40～60份水，加热搅拌混合，接着滴加氯化铵溶液调节pH至4.8～5.1，搅拌混合，得乳化液；（3）按重量份数计，将50～60份混合浆体，30～40份乳化液，10～20份改性氧化石墨烯，5～8份改性添加剂，3～5份油泥，3～5份碳酸氢钠，3～5份稀土，3～5份改性助剂，1～3份植物精油，2～3份云母粉，恒温搅拌混合，即得抗拉伸复合橡胶沥青混合料。

【技术特征摘要】
1.一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：（1）将沥青与橡胶粉按质量比1：2～1：3混合，加热融化，搅拌混合，得混合浆体，降温，保温备用；（2）按重量份数计，将8～10份阳离子表面活性剂，8～10份非离子表面活性剂，40～60份水，加热搅拌混合，接着滴加氯化铵溶液调节pH至4.8～5.1，搅拌混合，得乳化液；（3）按重量份数计，将50～60份混合浆体，30～40份乳化液，10～20份改性氧化石墨烯，5～8份改性添加剂，3～5份油泥，3～5份碳酸氢钠，3～5份稀土，3～5份改性助剂，1～3份植物精油，2～3份云母粉，恒温搅拌混合，即得抗拉伸复合橡胶沥青混合料。2.根据权利要求1所述一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述沥青为煤焦沥青，石油沥青或天然沥青中的任意一种。3.根据权利要求1所述一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基季铵溴化物或十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的任意一种。4.根据权利要求1所述一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，月桂醇聚氧乙烯醚，烷基酚聚氧乙烯醚或羟乙基纤维素中的任意一种。5.根据权利要求1所述一种抗拉伸复合橡胶沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述改性氧化石墨烯的制备过程为：将氧化石墨烯与水按质量比1：20～1：30混合，超声分散，接着滴加氨水调节pH至9.8～10.1，得预处理混合液，将苎麻纤维粉碎，过80目的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄文琴，
申请(专利权)人：庄文琴，
类型：发明
国别省市：江苏,32