本发明专利技术公开了一种抗低温开裂沥青及其制备方法，抗低温开裂改性沥青，以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青85%-90%，橡胶颗粒 10%-15%；其中所述的橡胶颗粒，以质量百分比计，包括：橡胶粉 80%-88%，增塑剂6%-10%，有机硼活性剂2%-5%。本发明专利技术的抗开裂性沥青组合物橡胶粉预先经过混有有机硼活性剂的增塑剂浸油处理，然后采用三辊研磨机进行机械薄通处理，以恢复橡胶颗粒的塑性。制备的改性沥青中温抗疲劳开裂因子G*sinδ小于5000kPa，低温性能满足PG-34，蠕变劲度小，蠕变速率大，具有较好的抗开裂性能好。
【技术实现步骤摘要】
一种抗低温开裂沥青及其制备方法
本专利技术涉及一种路用材料，具体地涉及一种抗低温开裂改性沥青及其制备方法。
技术介绍
沥青混凝土路面裂缝主要分为两种类型：一种是荷载型裂缝，在车辆荷载作用下，半刚性基层底部产生拉应力，如果拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时，路面产生开裂。另一种是非荷载型裂缝，以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。对于载荷型裂缝，可以通过路面结构层设计等措施来减少和消除裂缝，但对于非载荷型裂缝，如温度收缩裂缝及温度疲劳裂缝则需要采用抗疲劳、抗低温性能优异的沥青来阻止路面裂缝产生。聚合物改性沥青由于加入了高分子材料，赋予沥青优异的延伸性，5℃延度大，一定程度上阻止了因温度收缩产生的非载荷型裂缝，但改性剂价格昂贵。橡胶粉改性沥青因具有提高沥青性能、节约资源、保护环境、价格低廉等优点得到广泛重视。橡胶粉与沥青之间的作用机理主要是废橡胶粉吸收轻油分溶胀及降解。在橡胶粉改性沥青加工过程中必须使橡胶粉在沥青中充分溶胀及降解才能充分发挥橡胶粉对沥青改性的优点，因此在加工过程中需要长时间研磨和搅拌才能够使得橡胶粉充分溶胀及降解。如果使用粒径较大的粗胶粉加工时间会更长，这样导致生产效率低下。CN102443207A公开了一种活化橡胶颗粒及其制备方法和应用。CN101747637A公开了一种低温环保橡胶沥青及其制备方法。上述专利均采用双螺杆挤出机在较高的温度下对胶粉进行挤出造粒，然后用于对沥青进行改性。双螺杆挤出机属于密炼机范畴，在较高温度下容易造成胶料焦烧现象，温度低时脱硫和降解效果不好，影响后续产品性能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种抗低温开裂改性沥青及其制备方法。本专利技术改性沥青抗疲劳开裂因子G*sinδ小、蠕变劲度小、蠕变速率大，制备方法简单，生产效率高。本专利技术的抗低温开裂改性沥青，以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青85%-90%橡胶颗粒10%-15%；其中所述的橡胶颗粒，以质量百分比计，包括如下组分：橡胶粉80%-88%增塑剂6%-10%有机硼活性剂2%-5%。所述的基质沥青的针入度（25℃）为70-1401/10mm，延伸度（15℃）大于150cm。所述的增塑剂为煤焦油、催化油浆、双戊烯、双萜烯、糠醛抽出油或减三、减四线抽出油中的一种或几种。所述的有机硼活性剂为一种复合配位非离子型有机硼化合物，分子式为：R1-O-B(Dn)-OR2，式中Ｂ为的中心硼原子，O为氧原子，R1可以是2～4个碳原子的烷基，R2为8～22个碳原子的烷基、酰氧基，Dn为配体，选自含有2～3个碳原子的醇胺基团，碳原子数大于3的烯烃或单环、多环芳烃。有机硼活性剂可以按照现有技术自制，也可以采用市售产品，如青岛思维化工生产的SPE-1、SB-181。所述的橡胶粉为能够通过30目筛网的废轮胎橡胶粉；所述的橡胶颗粒机械薄通后进行破碎成直径0.1～0.5cm的橡胶颗粒。本专利技术的抗低温开裂改性沥青的制备方法，包括如下内容：（1）将增塑剂加热熔化，然后加入有机硼活性剂并搅拌均匀，采用喷淋的方式对橡胶粉进行浸油处理，然后在三辊研磨机上进行机械薄通，薄通后的橡胶片进行破碎处理，得到橡胶颗粒。（2）将步骤（1）的橡胶颗粒加入到熔融态的基质沥青中，混合均匀，得到抗低温开裂改性沥青。其中所述的机械薄通条件为：辊距0.5~1mm，辊温40~70℃，薄通100~150次。所述的混合过程采用常规机械搅拌、高剪切或胶体磨等技术手段进行，优选高剪切或胶体磨。本专利技术方法中，在步骤（2）之前，优选对步骤（1）得到的橡胶颗粒进行微波活化处理，活化处理的条件为：微波功率200~1000W，微波频率800～3000MHz，活化时间10~60秒。本专利技术抗低温开裂改性沥青应用于沥青混合料拌合的过程如下：将低温开裂改性沥青与石料按一定油石比在160~170℃拌合60~120秒，即得抗开裂沥青混合料。所述的油石比（沥青与石料质量比的百分数）为4%~7%。所述的石料为普通石灰岩或玄武岩石料，石料级配类型AC-10或AC-13。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：（1）本专利技术选用三辊研磨机对橡胶粉进行降解和塑化，在此过程有机硼活性剂，利用活性剂中心原子“硼”与橡胶粉（炭黑含量一般在20%~40%）中的补强剂炭黑、白炭黑的原子性能非常接近的特点，与分散在橡胶中的炭黑等物质结合的更加容易和牢固；橡胶颗粒加入沥青中时，活性剂上的亲油端能够与沥青紧密结合起来，使胶粉改性沥青体系得到稳定。（2）本专利技术方法中对三辊研磨机制备的橡胶颗粒进行微波活化处理，控制微波功率及微波辐照时间，增加了橡胶粉表面的-C=O基团，即提高了有机硼活性剂与橡胶表面的作用力，又在一定程度上破坏了橡胶粉内部网络结构，使受到挤压的颗粒内部变得膨松，有利于橡胶颗粒在沥青中的溶胀。（3）抗低温开裂改性沥青中温抗疲劳开裂因子G*sinδ小。蠕变劲度小，蠕变速率大，低温性能满足PG-34；抗低温开裂改性沥青粘度（135℃）小于3Pa.s，有利于泵送和施工，改性沥青加工时间短，生产效率高，适用于工业化应用。（4）本专利技术的改性沥青因具有显著的抗开裂性能，可显著改善路面因温度收缩及温度疲劳引起的非载荷型裂缝，因此尤其适用于北方等寒冷地区。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本专利技术的过程及效果，但以下实施例不构成对本专利技术的限制。其中以下所述的百分含量为质量百分含量。实施例1抗开裂沥青组合物橡胶颗粒配比如下：30目橡胶粉89%糠醛抽出油8%有机硼界面活性剂SB-181（青岛四维）3%抗裂沥青组合物比例如下：橡胶颗粒13%基质沥青87%制备工艺过程如下：（1）将糠醛抽出油（8%）在120℃下，加热熔化，然后加入界面活性剂（3%）并搅拌均匀。采用喷淋方式对橡胶粉（89%）预先进行浸油处理。然后在辊温40℃、辊距0.8mm条件下进行薄通110次，然后破碎成直径0.1～0.5cm的橡胶颗粒。（2）将针入度（25℃）为951/10mm的镇海基质沥青加热到165-175℃，加入橡胶颗粒经高剪切研磨10分钟，即可得到本专利技术的抗裂沥青组合物。实施例2抗开裂沥青组合物橡胶颗粒配比如下：60目橡胶粉85%减四线抽出油10%有机硼界面活性剂SPE-1（青岛四维）5%抗裂沥青组合物比例如下：橡胶颗粒15%基质沥青85%制备工艺过程如下（1）将减四线抽出油（10%）在120℃下，加热熔化，然后加入界面活性剂（5%）并搅拌均匀。采用喷淋方式对橡胶粉（85%）预先进行浸油处理。然后在辊温60℃、辊距0.6mm条件下进行薄通140次，然后破碎成直径0.1～0.5cm的橡胶颗粒。（2）将针入度（25℃）为115的镇海基质沥青加热到160℃-170℃，加入15%的橡胶颗粒经高剪切研磨5分钟，即可得到抗裂沥青组合物。沥青组合物性质见表1。实施例3同实施例2组合物配方相同，不同之处在于，经三辊薄通破碎后得到的橡胶颗粒又进一步进行了微波活化处理。处理条件：微波功率1000W，微波频率2000MHz，活化时间30秒。对比例1按照通常工艺制备满足I-C指标要求的SBS改性沥青。沥青组合物性质见表1。对比例2将糠醛抽出油（8%）在120℃下，加热熔化。采用喷淋方式对橡胶粉（92%）预先进行浸油处理。然后在辊温40℃、辊距0.8mm条件下进行薄通110次本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗低温开裂改性沥青，其特征在于：以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青 85%‑90%橡胶颗粒 10%‑15%；其中所述的橡胶颗粒，以质量百分比计，包括如下组分：橡胶粉 80%‑88%增塑剂 6%‑10%有机硼活性剂 2%‑5%。
【技术特征摘要】
1.一种抗低温开裂改性沥青，其特征在于：以质量百分数计，包括如下组分：基质沥青85%-90%橡胶颗粒10%-15%；其中所述的橡胶颗粒，以质量百分比计，包括如下组分：橡胶粉80%-88%增塑剂6%-10%有机硼活性剂2%-5%；所述的有机硼活性剂为一种复合配位非离子型有机硼化合物，分子式为：，式中B为中心硼原子，O为氧原子，R1是2～4个碳原子的烷基，R2为8～22碳原子的烷基，Dn为配体，选自含有2～3个碳原子的醇胺化合物、碳原子数大于3的烯烃或单环、多环芳烃。2.按照权利要求1所述的沥青，其特征在于：所述的基质沥青的25℃针入度为70-1401/10mm，15℃延伸度大于150cm。3.按照权利要求1所述的沥青，其特征在于：所述的增塑剂为煤焦油、催化油浆、双戊烯、双萜烯、糠醛抽出油或减三、减四线抽出油中的一种或几种。4.按照权利要求1所述的沥青，其特征在于：所述的橡胶粉为能够通过30目筛网的废轮胎橡胶粉；所述的橡胶颗粒是将增塑剂加热熔化，然后加入有机硼活性剂并搅拌均匀，采用喷淋的方式对橡胶粉进行浸油处理，然后在三辊研磨机上进行机械薄通，薄通后的橡胶片...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建峰，刘树华，郭皎河，傅丽，姚汉荣，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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