一种高导热橡胶复合改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及沥青改性技术领域，具体涉及一种高导热橡胶复合改性沥青及其制备方法。以重量份计，一种高导热橡胶复合改性沥青包括如下原料：导热填料2.5

【技术实现步骤摘要】
一种高导热橡胶复合改性沥青及其制备方法


[0001]本专利技术涉及沥青改性
，具体涉及一种高导热橡胶复合改性沥青及其制备方法。

技术介绍

[0002]改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物或其他填料等外掺剂(改性剂)的沥青结合料，或采取对沥青轻度氧化加工等措施获得的沥青加工产品，使得沥青的性能得以改善。作为我国汽车工业和石油化工产业迅速发展的结果，大量废旧塑料和废旧轮胎等消耗性材料正对我们的生活环境造成严重污染。有关道路研究工作者开始将废旧橡胶粉作为改性剂加入到沥青中，采用特定工艺制备橡胶改性沥青。从改性沥青性能角度，橡胶改性沥青有着其独特的优点，其在高寒和高温条件下仍表现出优良的路用性能，还提高了路面行车舒适性，相比一般沥青路面能降低路面噪音4
‑
10dB。同时橡胶沥青抗老化性、耐久性较好，有效延长其沥青路面使用寿命。但是橡胶在使用过程中处在高弹态，为典型的非晶聚合物，无自由电子、分子链无规缠结、较高的相对分子质量且多分散性，难以形成热传导所需要的均一致密有序的晶体结构或载荷子，其导热机理是依靠无规排列的分子、原子或链段围绕一固定位置的热运动，将能量依次传递给相邻的分子或原子，因此，现有技术中的橡胶沥青导热性能很差，在现场加热橡胶沥青时会出现两个问题：(1)在加热橡胶沥青时往往需要加热很长时间才能使橡胶沥青完全熔化，因此耗能将会大大增加，成本也会随之增加；(2)在加热橡胶沥青时，会导致橡胶沥青局部温度过高，沥青出现老化的问题，从而影响橡胶沥青了的使用性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术意在提供一种高导热橡胶复合改性沥青，以解决现有技术中的橡胶沥青导热性能差不能满足应用需求的技术问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种高导热橡胶复合改性沥青，以重量份计，包括如下原料：导热填料2.5
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4.5份、橡胶13
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18份、PE塑料1.5
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4.5份、沥青72.6
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82.85份和稳定剂0.15
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0.4份；所述导热填料包括碳纤维、石墨、乙炔炭黑、氧化铝和氮化铝中的至少一种。
[0006]一种高导热橡胶复合改性沥青的制备方法，包括以下依次进行的步骤：
[0007]S1：将沥青加热到150
‑
160℃，再将橡胶加入加热后的沥青中，以400
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800rpm的转速进行均质处理0.2
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0.5h，获得物料混合物A；
[0008]S2：将PE塑料和稳定剂加入物料混合物A中，以400
‑
800rpm的转速进行均质处理0.2
‑
0.5h，获得物料混合物B；
[0009]S3：将导热填料加入物料混合物B中，以400
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800rpm的转速进行均质处理0.2
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0.5h，获得物料混合物C；
[0010]S4：以4000
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6000rpm的转速对所述物料混合物C进行均质处理1
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2h，再放入150
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160℃的环境中发育1
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4h，获得高导热橡胶复合改性沥青。
[0011]本方案的原理及优点是：
[0012]我们在橡胶改性沥青中加入一种导热填料，能够提高改性沥青的导热性能，同时导热材料对改性沥青的各种性能的影响又比较小，这样可以解决橡胶改性沥青在现场加热困难，加热温度高等问题。橡胶基体热阻和导热填料热阻之间成串联关系，总热阻较大，导致体系的导热性能较差；如果体系在热流方向上形成导热网链，橡胶基体热阻和导热填料热阻成并联关系，总热阻大大减小。利用各种手段形成最有效的导热网链，是体系达到有效热传导的关键。将本方案的导热填料(碳纤维、石墨、乙炔炭黑、氧化铝、氮化铝)加入橡胶改性沥青中，可以有效形成导热网链，减少改性沥青使用时的加热时间和降低加热温度。石墨是一种层状非金属材料，表面光滑，具有优良的润滑性能，在剥离状态下具有较大的形状因数。石墨片层比强度(强度/密度比)较高，导电性能和导热性能优异。但石墨不易与橡胶结合，补强效果差，因此使用时多进行改性处理。氮化铝是原子晶体，属金刚石氮化物类，可在2200℃的高温下稳定存在，其导热性能好，热膨胀系数小，是良好的耐热冲击材料。氮化铝的导热系数为320W/(m
·
K)，接近氧化硼和碳化硅的导热系数，比氧化铝导热系数大5倍以上。常用的金属氧化物导热填料是氧化铝，氧化铝是一种多功能无机填料，具有较大的导热系数、介电常数以及较好的耐磨性能，被广泛应用于橡胶复合材料中。
[0013]综上所述，本方案将高导热材料加入到橡胶沥青中，能够同时提高沥青导热性能又保证橡胶沥青的性能不受影响，可以解决目前橡胶沥青导热性能低，加热速率慢，耗能多、热效率低等问题。且本方案的加工工艺简单，适合于产业化应用推广。
[0014]进一步，所述稳定剂包括硫磺类稳定剂、含硫促进剂、有机过氧化物类稳定剂和多硫聚合物类稳定剂中的至少一种。
[0015]进一步，所述硫磺类稳定剂为粉末硫磺、沉降硫磺、胶体硫磺或不溶性硫磺；所述含硫促进剂为TMTD；所述有机过氧化物类稳定剂为过氧化苯甲酰。稳定剂的使用对导热填料的改性效果的实现比较关键，可以一定程度上提升产品的软化点差，增加产品稳定性。
[0016]进一步，导热填料的粒径为50
‑
1000目。将导热填料碎成为粒径为30
‑
40目的颗粒，便于其与其他物料接触并充分交联，性能导热性能良好的沥青产品。
[0017]进一步，所述橡胶来源为鞋底胶、废自行车轮胎、小轿车轮胎、卡车轮胎中的一种。上述来源为废弃橡胶的常规来源，采用本技术方案可以实现对多种废弃橡胶的回收和利用。
[0018]进一步，所述橡胶的粒径为30
‑
40目。将橡胶粉碎成为粒径为30
‑
40目的颗粒，便于其与其他物料接触并充分交联，性能导热性能良好的沥青产品。
[0019]进一步，所述PE塑料的相对分子量为20000
‑
30000。
[0020]进一步，所述PE塑料的粒径为4
‑
10目。
[0021]相对分子量为20000
‑
30000的PE塑料对沥青的各项性能具有改善作用，并且将其粉碎为4
‑
10目的颗粒，便于其与其他物料接触并充分交联。
[0022]进一步，其特征在于：所述沥青为石油沥青、焦油沥青、天然沥青和聚合物改性沥青中的一种。本技术方案适合于多种沥青的改性，提高沥青的导热系数，改善沥青的现场加工性能。
具体实施方式
[0023]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细的说明，但本专利技术的实施方式不限于此。若未特别指明，下述实施例以及实验例所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，且所用的材料、试本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高导热橡胶复合改性沥青，其特征在于：以重量份计，包括如下原料：导热填料2.5
‑
4.5份、橡胶13
‑
18份、PE塑料1.5
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4.5份、沥青72.6
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82.85份和稳定剂0.15
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0.4份；所述导热填料包括碳纤维、石墨、乙炔炭黑、氧化铝和氮化铝中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种高导热橡胶复合改性沥青，其特征在于：所述稳定剂包括硫磺类稳定剂、含硫促进剂、有机过氧化物类稳定剂和多硫聚合物类稳定剂中的至少一种。3.根据权利要求2所述的一种高导热橡胶复合改性沥青，其特征在于：所述硫磺类稳定剂为粉末硫磺、沉降硫磺、胶体硫磺或不溶性硫磺；所述含硫促进剂为TMTD；所述有机过氧化物类稳定剂为过氧化苯甲酰。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的一种高导热橡胶复合改性沥青的制备方法，其特征在于：包括以下依次进行的步骤：S1：将沥青加热到150
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160℃，再将橡胶加入加热后的沥青中，以400
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800rpm的转速进行均质处理0.2
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0.5h，获得物料混合物A；S2：将PE塑料和稳定剂加入物料混合物A中，以400
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800rpm的转速进行均质处理0.2
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0.5h，获得物料混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：林昌顺，杨万林，周刚，徐明进，罗继鸿，梁茂然，张丽，陈恩茂，刘叶叶，吴才平，杨择，韩清岭，
申请(专利权)人：贵阳市城市发展投资集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：