一种高温热解高掺量胶粉-岩沥青复合改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温热解高掺量胶粉

【技术实现步骤摘要】
一种高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青及其制备方法


[0001]本专利技术涉及改性沥青领域，具体涉及一种高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着世界经济的不断发展，全球汽车数量不断增长，然而经济的繁荣也造成了废弃轮胎堆积的副作用。我国2021年废旧轮胎超过6亿条，轮胎橡胶本身难以分解、分裂的特性导致其不能进行常规的填埋处理，这也对环境造成了巨大的黑色污染。将废旧轮胎加工成胶粉作为改性剂添加进沥青中，既可有效缓解废旧轮胎带来的污染问题，又可以有效减少沥青的使用量。
[0003]目前现有的胶粉改性沥青技术仍存在以下瓶颈：
[0004]1、普通胶粉改性沥青的胶粉内掺含量很难超过30％，极大的限制了废旧胶粉的利用率，虽然通过湿法工艺进一步提高了胶粉掺量，但随之而来的施工和易性、存储稳定性等问题需要进一步解决。
[0005]2、胶粉颗粒粒径较大，与沥青相容性低，对胶粉进行进一步精细加工又会产生二次污染，得不偿失。此外，过大的颗粒也会影响胶粉与交联剂的作用效果，使成品沥青产生离析。
[0006]3、改性后的高温稳定性、耐久性等问题限制了胶粉改性沥青的进一步发展利用。相比SBS改性沥青，胶粉改性沥青的高温性能差，在夏季高温环境下易产生车辙问题，限制了胶粉改性沥青的应用地域。此外，胶粉颗粒的老化也会使得胶粉改性沥青的耐久性变差，导致路面使用性能降低。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷的至少一个而提供一种存储稳定；具有良好的高温、低温、耐久性能；在充分满足道路工程对沥青的性能要求的前提下，大幅提高了废旧胶粉利用率的高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青及其制备方法。
[0008]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0009]本专利技术采用预活化高温裂解工艺，使胶粉颗粒充分脱硫降解，大幅提高了胶粉颗粒与基质沥青的相容性。采用分段制备工艺，合理配比分阶段添加岩沥青、AES树脂、热塑性弹性体改善胶粉沥青的耐久性、高温稳定性。并通过聚丁二烯环氧树脂等助剂使得改性沥青内部形成三维网状结构，提高各组分的相容性，保证成品改性沥青的施工和易性以及存储稳定性，具体方案如下：
[0010]一种高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青，该改性沥青的原材料包括以下重量份组分：100份的基质沥青、60
‑
100份的废旧轮胎胶粉、20
‑
30份的岩沥青、2
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5份热塑性
弹性体、5
‑
8份AES树脂、5
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8份聚丁二烯环氧树脂、0.5
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1份叔辛基苯酚甲醛树脂、0.5
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1.5份γ
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硫醇基丙基三甲氧基硅烷、1.5
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3份的脱硫剂。
[0011]进一步地，所述岩沥青的灰分含量为10
‑
25％，含水率小于2％，硬质沥青含量大于75％。
[0012]进一步地，所述的塑性弹塑体为苯乙烯
‑
丁二烯
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苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)，其中，苯乙烯的含量为30
‑
40％，两端苯乙烯的数均分子量为1万
‑
1.5万，断裂伸长率为880％，拉伸强度不小于16MPa。
[0013]进一步地，所述的AES树脂为乙烯
‑
丙烯
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苯乙烯
‑
丙烯腈共聚物，密度为1.03
‑
1.04g/cm3，热变形温度为85
‑
105℃，拉伸强度大于50MPa。
[0014]进一步地，所述聚丁二烯环氧树脂的分子量为1500
‑
2000，环氧基含量大于7％，25℃下的黏度大于170Pa.s。
[0015]进一步地，所述叔辛基苯酚甲醛树脂的分子量为1000
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1200，熔点为65
‑
75℃。
[0016]进一步地，所述γ
‑
硫醇基丙基三甲氧基硅烷，其分子量为196.34，沸点为212℃。
[0017]进一步地，所述的脱硫剂为四甲基癸炔二醇。
[0018]一种如上所述高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0019]按质量份，将废旧轮胎胶粉与脱硫剂，混合搅拌后，进行预活化；
[0020]将基质沥青加热保温后，加入预活化的废旧轮胎胶粉和AES树脂，然后进行剪切；
[0021]剪切完成后降温，并添加岩沥青，热塑性弹性体，γ
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硫醇基丙基三甲氧基硅烷，再进行剪切，剪切完成后加入聚丁二烯环氧树脂和叔辛基苯酚甲醛树脂，继续搅拌；
[0022]混合物在更低的温度下发育后，得到高温热解高掺量胶粉
‑
岩沥青复合改性沥青。
[0023]进一步地，所述预活化的温度为100
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120℃，时间为60
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80min；
[0024]基质沥青加热保温的温度为250
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270℃，优选260℃，剪切的速率为3000
‑
4000r/min，时间为5
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7h，优选6h；
[0025]剪切完成后降温的温度为170
‑
190℃，优选180℃，再进行剪切的速率为3000
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4000r/min，时间为30
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60min；
[0026]发育的温度为140
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160℃，优选150℃，时间为1
‑
3h。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0028](1)本专利技术提高了胶粉颗粒与基质沥青的相容性，采用预活化将脱硫剂与胶粉预拌使胶粉初步脱硫活化，再采用高温热解工艺，使胶粉可以充分降解，打断硫交联键。通过两阶段脱硫工艺，可以极大提高胶粉与沥青的相容性；
[0029](2)本专利技术添加了AES树脂，其成分为乙烯
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丙烯
‑
苯乙烯
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丙烯腈共聚物，AES树脂中的橡胶主链几乎不含(或含有很少)的双键，因此AES树脂具有良好的稳定性。AES树脂的加入可以有效提升胶粉改性沥青的耐久性，并在改性沥青制备过程中起到一定减少沥青老化的作用；
[0030](3)本专利技术中添加了岩沥青、热塑性弹性体。SBS是常用的沥青改性剂，可有效提高胶粉改性沥青的高温性能和弹性恢复，但SBS与沥青相容性不高限制了其使用的掺量。需要说明的是，星型SBS的网络结构较线型SBS更为复杂，对于改性沥青整体三维网络结构的形成更有利。岩沥青具有与沥青相似的化学结构，可以与沥青较好的相容，同时岩沥青对自由
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温热解高掺量胶粉
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岩沥青复合改性沥青，其特征在于，该改性沥青的原材料包括以下重量份组分：100份的基质沥青、60
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100份的废旧轮胎胶粉、20
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30份的岩沥青、2
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5份热塑性弹性体、5
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8份AES树脂、5
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8份聚丁二烯环氧树脂、0.5
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1份叔辛基苯酚甲醛树脂、0.5
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1.5份γ
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硫醇基丙基三甲氧基硅烷、1.5
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3份的脱硫剂。2.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉
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岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述岩沥青的灰分含量为10
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25％，含水率小于2％，硬质沥青含量大于75％。3.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉
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岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述的塑性弹塑体为苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯三嵌段共聚物，其中，苯乙烯的含量为30
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40％，两端苯乙烯的数均分子量为1万
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1.5万，断裂伸长率为880％，拉伸强度不小于16MPa。4.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉
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岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述的AES树脂为乙烯
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丙烯
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苯乙烯
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丙烯腈共聚物，密度为1.03
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1.04g/cm3，热变形温度为85
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105℃，拉伸强度大于50MPa。5.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉
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岩沥青复合改性沥青，其特征在于，所述聚丁二烯环氧树脂的分子量为1500
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2000，环氧基含量大于7％，25℃下的黏度大于170Pa.s。6.根据权利要求1所述的一种高温热解高掺量胶粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉锐，黄卫东，高杰，张家伟，杨中长，吕泉，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：