【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程改性沥青，具体涉及一种橡胶沥青可控活化制备方法。
技术介绍
1、目前在资源节约型社会建设理念下，橡胶沥青的应用已经在国内形成规模化应用的燎原之势。但是橡胶沥青在实际生产过程中仍然存在反应过程控制难度大的问题，对最终产品质量的稳定性带来隐患。因此，如何制备性能可控且稳定的橡胶沥青，已经成为一项需要迫切解决的重要关键技术。
2、橡胶颗粒对沥青的作用既有物理作用也有化学作用，从而对沥青的高温性能、低温性能、弹性恢复性能有着显著的影响。由于橡胶颗粒与沥青的反应机理比较复杂，且橡胶沥青在制备过程中橡胶颗粒与沥青的物理化学反应一直存在。在高温条件下，橡胶空间网状大分子结构适度氧化解聚，变成大量小型网状结构碎片和少量链状物，从而获得部分塑性和黏性，但同时也会失去部分原有橡胶的弹性。随着热沥青中橡胶颗粒的脱硫和降解，橡胶沥青的力学性能逐渐降低，从而致使其质量的稳定性难以控制。例如美国规范要求橡胶沥青在加工完成后四个小时内使用，当温度低于190℃时，仅允许两次加热循环，且要求再次升温后的橡胶沥青满足所有指标，如果不满足，需要加入少量橡胶粉再次反应45min。
3、现有研究表明，橡胶沥青的性能指标随着反应时间的增长发生持续变化，并没有达到稳定不变的状态，且长时间加热橡胶沥青会使沥青老化，性能降低。因此，橡胶沥青一般在生产后需要立即使用，不要求较长时间储存，但在实际施工过程中，由于施工工序的衔接和一些因素影响，难免会需要短期的储存，这势必会增加其品质控制的难度，进而影响橡胶沥青混合料的路用性能，引起路面早
技术实现思路
1、为了提高橡胶沥青在使用过程中的性能稳定性，本专利技术提供了一种橡胶沥青可控活化制备方法，该方法制备的橡胶沥青可以使橡胶分子结构、沥青之间形成强化学连接，使橡胶颗粒改性沥青内部形成三维网状加劲结构，同时改善橡胶沥青的力学性能和稳定性。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于具体步骤为：
3、步骤s1：将1～4重量份的微波活化剂、5～25重量份的橡胶粉、72～92重量份的基质沥青、0.5～3重量份的复合助剂和0.05～2重量份的促进剂于160～170℃快速剪切10～20min，以使其充分混合均匀得到橡胶沥青s1，其中微波活化剂由二硫化二苯、二硫化四甲基秋兰姆和双马来酰亚胺复配而成，复合助剂由马来酸酐和过硫酸钾复配而成，促进剂为十八烷酸；
4、步骤s2：将橡胶沥青s1置于微波化学合成仪中搅拌，先调整微波化学合成仪的加热温度t1为140～170℃，加热时间t1为10～50min，以使橡胶颗粒充分脱硫得到橡胶沥青s2，再调整微波化学合成仪的加热温度t2为180～190℃，加热时间t2为5～15min，通过调节加热温度t1、t2和加热时间t1、t2实现橡胶沥青性能的可控调节。
5、进一步限定，所述微波化学合成仪的微波频率为2450mhz±50hz，微波功率为100～900w。
6、进一步限定，所述微波活化剂主要是指微波环境到达一定温度条件时，该微波活化剂与橡胶颗粒中硫交联键之间发生反应，从而实现橡胶沥青脱硫的可控性；当微波环境到达一定高温条件时，该微波活化剂能够进一步促进橡胶颗粒之间的硫化，从而实现橡胶沥青脱硫与硫化的分阶段的可控性实施，该微波活化剂为复合组分，优选由0.1～0.8重量份的二硫化二苯、0.5～2重量份的二硫化四甲基秋兰姆和0.2～2重量份的双马来酰亚胺进行复配而成。在微波作用下，当温度到达140～170℃时，二硫化二苯和二硫化四甲基秋兰姆会与交联橡胶中的硫交联键通过自由基机理反应，经微波作用和机械剪切作用打断交联键后接枝到橡胶主链上，进而实现橡胶沥青的快速脱硫控制；该进程结束后，紧接着提高微波能量，使其温度到达180～190℃，在此高温条件下，双马来酰亚胺的硫化活性能够有效激发，从而降低硫化反应表观活化能，提高反应速率常数，增大硫化胶网络结构参数，有利于提高橡胶沥青的力学性能。其作用机理主要在于随着橡胶沥青反应时间的延长，橡胶分子链断裂所产生的大分子自由基增多，而二硫化二苯和二硫化四甲基秋兰姆所产生的脱硫自由基的量不足以终止所有的橡胶分子自由基的结合，此时在硫化温度足够高时，双马来酰亚胺在不需要自由基源就能与橡胶反应，从而促使橡胶大分子自由基的耦合，产生扩链反应。同时具有双官能度的双马来酰亚胺不仅可以提高硫化过程的交联速度，增大交联密度，还可以抑制聚合物的歧化和断链，从而改善橡胶沥青的综合性能。
7、进一步限定，所述复合助剂由极性增溶剂和引发剂进行复配而成，该复合助剂可促使橡胶颗粒表面产生接枝反应，改善橡胶颗粒的相容性，也能增强橡胶颗粒的极性，便于提高微波处理效率。优选由马来酸酐和过硫酸钾复配而成，其中过硫酸钾的质量分数为0.01％～0.5％。首先马来酸酐单体通过引发在橡胶颗粒表面接枝，同时也会与溶胀在橡胶粒子内部的单体聚合，改变橡胶颗粒的特性，提高两相界面的相容性。其次，均匀分布的极性马来酸酐在微波作用下可以提高微波能量传递的均匀性，改善橡胶沥青制备过程中的热传递效应。
8、进一步限定，所述促进剂主要起到促进橡胶沥青中硫-硫键、碳-硫键的结合，提高橡胶沥青的硫化效率，同时也能改善橡胶沥青的酸值，提高沥青的黏附能力，该促进剂优选为十八烷酸。。
9、进一步限定，所述可控活化过程通过控制橡胶沥青在微波化学合成仪中的加热时间和加热温度实现。当橡胶沥青需要较好的高温抗变形能力时，加热时间t1宜取低值，加热时间t2宜取高值，加热温度t1宜取低值，加热温度t2宜取高值；当橡胶沥青需要较好的低温抗裂能力时，加热时间t1宜取高值，加热时间t2宜取底值，加热温度t1宜取高值，加热温度t2宜取底值。其中加热时间t1的控制和加热温度t2的控制是实现橡胶沥青性能可控调节的关键技术点，也是优化橡胶沥青性能的重要参数，加热时间t1的长短能够控制橡胶断裂自由基的量，进而影响橡胶分子之间的进一步交联；加热温度t2的高低是影响双马来酰亚胺活性的重要参数。
10、本专利技术与现有技术相比具有以下优点和有益效果：
11、1、本专利技术采用连续制备工艺将微波脱硫与微波硫化有机结合起来，实现了橡胶沥青脱硫与硫化工艺的一体化实施，可以显著降低制备过程频繁设置工艺流程及增添添加剂的操作，简化了现有微波脱硫与微波硫化分阶段实施的复杂制备流程，形成高效稳定的橡胶沥青制备方法。
12、2、目前橡胶沥青在生产制备过程难以对其最终产品质量的稳定性进行很好的控制，致使其性能不断变化，且长时间加热会使沥青老化，性能降低，对其铺筑压实工艺控制及其路用性能的耐久性具有较大影响。针对该问题，本专利技术创造性的提出了基于微波效应的微波活化剂来控制橡胶沥青中橡胶颗粒的脱硫速度，实现橡胶沥青中橡胶颗粒的深度可控脱硫与硫化的分阶段进行。对于橡胶颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述微波化学合成仪的微波频率为2450MHz±50Hz，微波功率为100~900W。
3.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述微波活化剂是指微波环境到达140～170℃时，该微波活化剂与橡胶颗粒中硫交联键之间发生反应，从而实现橡胶沥青脱硫的可控性；当微波环境到达180~190℃时，该微波活化剂能够进一步促进橡胶颗粒之间的硫化，从而实现橡胶沥青脱硫与硫化的分阶段的可控性实施，该微波活化剂由0.1~0.8重量份的二硫化二苯、0.5~2重量份的二硫化四甲基秋兰姆和0.2~2重量份的双马来酰亚胺进行复配而成。
4.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述复合助剂由极性增溶剂和引发剂进行复配而成，该复合助剂可促使橡胶颗粒表面产生接枝反应，改善橡胶颗粒的相容性，也能增强橡胶颗粒的极性，便于提高微波处理效率，该复合助剂由马来酸酐和过硫酸钾复配而成，其中过硫酸钾的质量分数为0.01%~0.5%。
5.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述促进剂用于起到促进橡胶沥青中硫-硫键、碳-硫键的结合，提高橡胶沥青的硫化效率，同时也能改善橡胶沥青的酸值，提高沥青的黏附能力。
6.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述可控活化过程通过控制橡胶沥青在微波化学合成仪中的加热时间和加热温度实现，当橡胶沥青需要较好的高温抗变形能力时，加热时间t1宜取低值，加热时间t2宜取高值，加热温度T1宜取低值，加热温度T2宜取高值；当橡胶沥青需要较好的低温抗裂能力时，加热时间t1宜取高值，加热时间t2宜取底值，加热温度T1宜取高值，加热温度T2宜取底值，其中加热时间t1的控制和加热温度T2的控制是实现橡胶沥青性能可控调节的关键技术点，也是优化橡胶沥青性能的重要参数，加热时间t1的长短能够控制橡胶断裂自由基的量，进而影响橡胶分子之间的进一步交联；加热温度T2的高低是影响双马来酰亚胺活性的重要参数。
...【技术特征摘要】
1.一种橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于具体步骤为：
2.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述微波化学合成仪的微波频率为2450mhz±50hz，微波功率为100~900w。
3.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述微波活化剂是指微波环境到达140～170℃时，该微波活化剂与橡胶颗粒中硫交联键之间发生反应，从而实现橡胶沥青脱硫的可控性；当微波环境到达180~190℃时，该微波活化剂能够进一步促进橡胶颗粒之间的硫化，从而实现橡胶沥青脱硫与硫化的分阶段的可控性实施，该微波活化剂由0.1~0.8重量份的二硫化二苯、0.5~2重量份的二硫化四甲基秋兰姆和0.2~2重量份的双马来酰亚胺进行复配而成。
4.根据权利要求1所述的橡胶沥青可控活化制备方法，其特征在于：所述复合助剂由极性增溶剂和引发剂进行复配而成，该复合助剂可促使橡胶颗粒表面产生接枝反应，改善橡胶颗粒的相容性，也能增强橡胶颗粒的极性，便于提高微波处理效率，该复合助剂由马来...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。