一种胶粉改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种胶粉改性沥青及其制备方法，通过采用双氧水对胶粉进行氧化预处理，增加了胶粉的活性基团数量，同时增加了胶粉的表面粗糙度，便于后续反应的进行，然后利用硅烷偶联剂十三氟辛基三乙氧基硅烷对胶粉进行改性，改性胶粉与沥青中的活性基团进行反应，改性胶粉与沥青形成相互交联的两相，显著提高了沥青的高温储存稳定性；再利用碱木质素与二硫化碳在碱性环境下进行反应，得到改性木质素，然后将其应用在沥青中，能够促进改性胶粉与沥青界面处的硫化，同时碱木质素中未参与反应的酚羟基与改性胶粉、沥青中的活性基团形成交联的网络结构，使沥青的高温抗形变能力进一步增强，提高了改性沥青产品的稳定性。提高了改性沥青产品的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种胶粉改性沥青及其制备方法


[0001]本专利技术涉及沥青材料加工
，具体涉及一种胶粉改性沥青及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着汽车产业的发展，废旧轮胎的产量大幅增加，大量的废旧轮胎不仅很难降解，同时含有害物质，这种固体废弃物会形成严重的黑色污染，环保压力也越来越大，因此，废橡胶的回收再利用日益受到人们的关注，随着研发的深入开展，技术人员通过回收废旧轮胎并将其制备成胶粉去改性沥青日益成为研究热点。
[0003]然而，由于胶粉和沥青材料的流动性均不佳，在生产改性沥青的过程中，改性沥青合成体系粘度大，胶粉不易高度分散在沥青中，胶粉与沥青之间的互溶性不佳，容易出现胶粉与沥青之间粘合不佳的现象，影响改性沥青产品的质量；目前通过采用物理化学方法对胶粉进行表面改性处理，从而使颗粒表面活化或极性化，使胶粉与沥青组分之间的吸附作用增强，提高两者的界面结合力，进而改善胶粉与沥青之间的相容性，中国专利文献CN201711499037.3公开了一种胶粉改性沥青及其制备方法，通过采用废轮胎胶粉对普通沥青进行改性，能够有效提高沥青品质和路面使用性能，延长路面使用寿命，采用胶粉改性沥青代替SBS改性沥青，能够节约材料费13％，但是胶粉与沥青之间的相容性仍有待提高。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种胶粉改性沥青及其制备方法，解决传统工艺中胶粉与沥青之间相容性不佳，导致产品性能不稳定的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0006]一种胶粉改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0007](1)将胶粉加入到双氧水中，加热搅拌反应，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到预处理胶粉；
[0008](2)将预处理胶粉分散在去离子水中，然后加入十三氟辛基三乙氧基硅烷，进行搅拌反应，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性胶粉；
[0009](3)将碱木质素溶解在去离子水中，调节溶液的pH为10
‑
12，然后加入二硫化碳进行反应，待反应完成后，进行离心、洗涤、冷冻干燥，得到改性木质素；
[0010](4)将沥青加入预混罐中搅拌加热至170
‑
180℃，维持温度不变，加入改性胶粉，搅拌混合均匀，再加入煤焦油，继续搅拌混合均匀，得到预混料，然后将预混料加入到制备罐中，在180
‑
200℃下均匀细化20
‑
30min，再加入改性木质素，先在1000
‑
1500r/min的剪切速率下剪切10
‑
20min，接着在3000
‑
4000r/min的剪切速率下剪切30
‑
60min，剪切结束后，即得到胶粉改性沥青。
[0011]优选的，步骤(1)中，胶粉与双氧水的质量比为20
‑
30:100，其中双氧水的质量分数为20
‑
30％。
[0012]优选的，步骤(1)中，加热搅拌反应的温度为60
‑
80℃，加热搅拌反应的时间为2
‑
3h。
[0013]优选的，步骤(2)中，预处理胶粉、去离子水与十三氟辛基三乙氧基硅烷的质量比为10
‑
20:100:2
‑
4。
[0014]优选的，步骤(2)中，搅拌反应的温度为40
‑
60℃，搅拌反应的时间为3
‑
5h。
[0015]优选的，步骤(3)中，碱木质素与二硫化碳的质量比为10
‑
15:2
‑
4。
[0016]优选的，步骤(3)中，反应温度为30
‑
40℃，反应时间为3
‑
4h。
[0017]优选的，步骤(4)中，沥青、改性胶粉、煤焦油和改性木质素的质量比为100:25
‑
30:2
‑
4:8
‑
12。
[0018]本专利技术还提供由上述制备方法所制备得到的胶粉改性沥青。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术采用双氧水对胶粉进行氧化预处理，增加了胶粉的活性基团数量，同时增加了胶粉的表面粗糙度，便于后续反应的进行，然后利用硅烷偶联剂十三氟辛基三乙氧基硅烷对胶粉进行改性，改性胶粉与沥青中的活性基团进行反应，改性胶粉与沥青形成相互交联的两相，显著提高了沥青的高温储存稳定性；同时十三氟辛基三乙氧基硅烷具有良好的渗透性，使改性胶粉与沥青之间的相容性更好，溶胀更充分，改性沥青体系更加稳定。
[0021](2)本专利技术利用碱木质素与二硫化碳在碱性环境下进行反应，得到改性木质素，然后将其应用在沥青中，能够促进改性胶粉与沥青界面处的硫化，缩短硫化时间，提高硫化效率，同时碱木质素中未参与反应的酚羟基与改性胶粉、沥青中的活性基团形成交联的网络结构，使沥青的高温抗形变能力进一步增强，提高了改性沥青产品的稳定性。
具体实施方式
[0022]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0023]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0024]本专利技术中所使用的胶粉购自河北恒光矿产品有限公司，粒度为20
‑
80目；
[0025]十三氟辛基三乙氧基硅烷购自江苏普乐司生物科技有限公司，CAS：51851
‑
37
‑
7；
[0026]碱木质素购自山东艾利万化工科技有限公司，型号：ALW001；
[0027]沥青为中温煤沥青，购自衡水泽浩橡胶化工有限公司；
[0028]煤焦油购自衡水泽浩橡胶化工有限公司。
[0029]实施例1
[0030]一种胶粉改性沥青的制备方法，包括如下步骤：
[0031](1)将2kg胶粉加入到10kg，20wt％的双氧水中，在60℃下加热搅拌反应2h，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到预处理胶粉；
[0032](2)将1kg预处理胶粉分散在10kg去离子水中，然后加入0.2kg十三氟辛基三乙氧基硅烷，在40℃下搅拌反应3h，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性胶粉；
[0033](3)将100g碱木质素溶解在1500g去离子水中，调节溶液的pH为10，然后加入20g二硫化碳，在30℃下搅拌反应3h，待反应完成后，进行离心、洗涤、冷冻干燥，得到改性木质素；
[0034](4)将10kg沥青加入预混罐中搅拌加热至170℃，维持温度不变，加入2.5kg改性胶
粉，搅拌混合均匀，再加入0.2kg煤焦油，继续搅拌混合均匀，得到预混料，然后将预混料加入到制备罐中，在180℃下均匀细化20min，再加入0.8本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶粉改性沥青的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将胶粉加入到双氧水中，加热搅拌反应，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到预处理胶粉；(2)将预处理胶粉分散在去离子水中，然后加入十三氟辛基三乙氧基硅烷，进行搅拌反应，待反应完成后，将反应产物进行过滤、洗涤、干燥，得到改性胶粉；(3)将碱木质素溶解在去离子水中，调节溶液的pH为10
‑
12，然后加入二硫化碳进行反应，待反应完成后，进行离心、洗涤、冷冻干燥，得到改性木质素；(4)将沥青加入预混罐中搅拌加热至170
‑
180℃，维持温度不变，加入改性胶粉，搅拌混合均匀，再加入煤焦油，继续搅拌混合均匀，得到预混料，然后将预混料加入到制备罐中，在180
‑
200℃下均匀细化20
‑
30min，再加入改性木质素，先在1000
‑
1500r/min的剪切速率下剪切10
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20min，接着在3000
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4000r/min的剪切速率下剪切30
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60min，剪切结束后，即得到胶粉改性沥青。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，胶粉与双氧水的质量比为20
‑
30:100，其中双氧水的质量分数为20
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈梦，李文良，张涛，韩之江，宿静，
申请(专利权)人：山西省交通建设工程质量检测中心有限公司，
类型：发明
国别省市：