活化废橡胶粉、其制备方法以及改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种活化废橡胶粉及其制备方法，该活化废橡胶粉由含有废橡胶粉、软化剂和／或橡胶活化剂的混合物制成。本发明专利技术还涉及一种废橡胶粉改性沥青及其制备方法，该废橡胶粉改性沥青由含有基质沥青和活化废橡胶粉的混合物制成。本发明专利技术的活化废橡胶粉与基质沥青之间具有良好的相容性，并且可以使含有该活化废橡胶粉的改性沥青具有良好的储存稳定性，并具有良好的高温性能和耐老化性能，成本较低。而且，本发明专利技术活化废橡胶粉及改性沥青的制备方法工艺简单、操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种活化废橡胶粉，还涉及该活化废橡胶粉的制备方法，还涉及含有该活化废橡胶粉的改性浙青及其制备方法。
技术介绍
近年来，国民经济的高速发展带动了中国公路交通运输行业的大力发展和道路车 辆平均载重的不断提高。为了满足市场经济对运输行业的需求，高速公路的建设里程每年 都在持续快速增长。进入新世纪的近10年，西部大开发战略对道路行业提出了更为迫切的 要求，急需要能够适应西部高寒、高昼夜温差的高性能路面材料。但是普通的浙青路面对温度的敏感性大，在低温下易脆裂，在高温下易流动，而且 耐老化性能差，也易于损坏。因此，必须对浙青进行改性，以改善浙青路面的性能，并适应于 现代交通的需求。采用改性剂对浙青进行改性以及设计合理的路面结构来提高浙青路面的使用性 能，延长路面的使用寿命，是目前我国公路建设的重大课题。对由良好的改性浙青铺筑的浙 青混凝土路面的要求是，能够做到“冬季不开裂，夏季不变形”，即在高温时可以抗车辙，低 温时可以抗裂，并能满足重交通流量、高等级公路以及城市交通的不同需求。国内外研究人员应用多种聚合物对浙青进行了改性。相对于普通浙青，聚合物改 性浙青可以大大提高浙青路面的使用性能，降低浙青的温度敏感性，提高弹性、韧性、粘性， 耐老化、耐候性，并且可以增强与石料的黏附力。SBS (苯乙烯-丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物)改性浙青的研究在道路浙青中的应用 最为广泛，发展成熟。但是随着石油资源的日益枯竭，SBS的价格越来越高，导致SBS改性 浙青的成本也越来越高。与此同时，废旧汽车轮胎所造成的黑色污染，废旧塑料造成的白色污染，已经成为 现代社会急需解决的问题。废旧橡胶和废旧塑料等废旧材料与浙青同属于高分子材料，在 一定程度上性能有其相似性，因而用废旧高分子材料对浙青进行改性是目前的重要研究方 向。从使用的各项路用性能来看，废旧高分子材料改性浙青的综合性能较优，而且可以充分 利用废旧材料，消除污染，提高经济效益，是一项节能环保的新技术。关于橡胶改性浙青的研究始于19世界的英国，美国早在20世纪40年代开展了 干法工艺生产橡胶粉浙青混合料Ramlqex。我国也在20世纪80年代开始应用橡胶改性浙 青。大量的实验研究表明，橡胶由于其高弹性等优点，用其对浙青进行改性不仅具有普通的 聚合物改性浙青的性能，而且还可以降噪、增弹，价格相对便宜。近年来，出于环境保护，成 本降低以及高性能化等因素，废旧橡胶粉改性浙青越来越受到重视。在人们认识到废橡胶粉改性浙青的经济、环保，可以改善浙青的高低温性能等优 点的同时，发现废旧橡胶粉改性浙青高温储存时不稳定，废旧橡胶粉易于产生沉淀、离析， 施工质量难以控制，限制了其应用。随着对废橡胶粉改性浙青需求量的扩大，以及受到现场 拌和生产效率、生产成本、施工条件的影响，废橡胶粉改性浙青高温稳定性受到了研究者们的重视。现有技术中，废橡胶粉改性浙青的制备一般是在较高温度下将橡胶粉与浙青混合 搅拌几小时而制得的。然而，由于废橡胶粉是一种经过硫化的橡胶，在硫化时通过化学键形 成了三维网络结构，因此在浙青中只能少量溶胀。橡胶粉类似于弹性填料存在于浙青中，与 浙青的相容性差，对浙青的高低温性能的改性效果有限。在存储和使用过程中，稳定性差， 橡胶粉与浙青极易分层离析。废橡胶粉与浙青的相互作用机理比较复杂，研究者们在探索其机理的同时也采用 了多种方法来改善二者的相容性。采取的主要方法为，应用粒度较小的废橡胶粉，采用胶体 磨使橡胶粉充分分散；对橡胶粉进行表面处理；采用一定的物质使橡胶粉降解。国内外近 年来公开了多种解决废橡胶粉在浙青中的分散性以及相容性的方法(1)废橡胶粉的降解 活化，(2)废橡胶粉的表面化学改性，(3)加入其他聚合物或者制备高浓度母料，具体如下 所述 1、脱硫。脱硫是胶粉在热、氧和高剪切力作用下，通过自动氧化反应使硫化胶的交 联键被破坏。脱硫胶粉由于橡胶中的部分交联键被打断，胶粉的三维网状结构被破坏，具有 一定的溶解溶胀性。CN1441005A公开了一种脱硫胶粉改性浙青，其由浙青、脱硫胶粉和相容 剂组成，相容剂如甲基丙烯酸环氧丙酯、环氧化聚丁烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、顺丁烯二 酸等。其脱硫胶粉是采用高速旋转发热法或者动态脱硫法将胶粉进行脱硫而得到的。脱硫 胶粉改性浙青可以改善胶粉在浙青中的溶解与溶胀，有助于形成亚微观均相体系，提高了 浙青的高低温性能和弹性，同时，脱硫在胶粉表面产生了较多的活性基团，有利于同浙青中 的极性基团产生化学作用，提高了存储稳定性。但是专利中并未提及胶粉是如何脱硫的，以 及脱硫的工艺。且其性能并不是最优，48h贮存后上下层软化点差为6. 5。该脱硫胶粉改性 浙青中的脱硫胶粉与浙青的相容性仍较低，而且也不适合于工业化生产，还需要加入一些 相容剂，生产成本较高。2、高温降解。US6387965公开了一种在较高温150-300°C下，加入有机溶剂或者芳 烃油搅拌使胶粉降解的方法。3、氧化降解。US5704971和US5851276公开了一种用于公路的改性浙青及其制备 方法。该方法将过氧化物与橡胶粉混合以氧化橡胶粉，将氧化后的橡胶粉加入到含有少量 相容剂的浙青中，可以使橡胶粉与浙青更均勻地混合，使体系更稳定。但工艺复杂，且仅仅 过氧化物本身不能使橡胶粉表面产生活性基团，需要加入相容剂。4、微波辐射。CN1597782A公开了一种用微波辐射废胶粉将浙青改性的方法。用 4-8%的微波辐射过的废胶粉和0-4%的增塑剂以及2-4%的粉末丁苯橡胶高速剪切制备 得到改性浙青。5、表面活化。CN101143968A公开了一种废胶粉改性浙青及其制备，该改性浙青是 采用一种或几种液体添加剂对橡胶粉进行表面喷涂处理，然后将处理过的废橡胶粉加入到 基质浙青中，在160-220°C的温度下进行高剪切或胶体磨设备处理，随后加入聚合物和交联 剂而制备得到的。该浙青组合物可以提高储存稳定性，但含有的助剂很多，成本较高，而且 工艺繁琐。6、高浓度胶粉母料。W09414896，W09728220公开了将高含量的胶粉加入到浙青中， 经过高速剪切和高温制备得到高浓度的改性浙青，可以得到降解的储存稳定的胶粉改性浙青。但该方法胶粉加入量大，胶粉有部分降解，不适宜现场加工使用。7、与其他聚合物复合改性。CN1528823A公开了一种采用二段工艺法制备胶粉改 性浙青母料和胶粉/聚合物复合改性浙青，首先在140-250°C和高速剪切的条件下，制备高 浓度胶粉改性浙青母料，然后在140-230°C和高速剪切的条件下，将母料用浙青稀释至所需 浓度，并加入聚合物和交联剂制备得到胶粉/聚合物复合改性浙青。CN101550276公开了 一种加入废胶粉、聚苯乙烯粒子、高效活化剂、稳定剂的改性浙青体系。CN101205399A公开 了一种高温稳定的复合改性橡胶浙青，其含有浙青、橡胶粉、SIS(苯乙烯-异戊二烯-苯 乙烯嵌段共聚物)、石油树脂以及聚丙烯蜡，该改性浙青的高温稳定性和施工性能均较好。 CN1313566C公开了一种废橡胶粉改性浙青及其制备方法，其中是将SBS/SBR与废胶粉，稳 定剂复合改性浙青。但以上方法需要加入额外的稳定剂才能得到稳定的改性浙青体系。8、添加一些化学助剂。CN1896143A、CN1003本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活化废橡胶粉，其特征在于，其由含有废橡胶粉、软化剂和／或橡胶活化剂的混合物制成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹东伟，张海燕，唐国奇，范勇军，刘清泉，
申请(专利权)人：交通部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]