[发明专利]一种高浓度胶粉改性沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高浓度胶粉改性沥青混合料及其制备方法，以其用于公路建设。

背景技术

汽车工业和交通运输业已经逐渐成为我国的支柱产业，因此也产生了大量废旧轮胎。轮胎中的橡胶材料内部的复杂的立体网状结构，并且添加了大量的填料和软化油等物质，这些都极大限制了其回收利用，而使用废轮胎来生产胶粉是人们公认的十分合理有效的途径之一。我国高速公路铺设速度稳居世界第一，总里程也跃居世界第二，公路行业的快速发展极大的促进了路面材料的发展，人们对沥青混凝土性能的要求也越来越高。废橡胶粉改性沥青技术因其在环保和对沥青高低温性能的提高上的双重优势，已逐步成为一种理想的路面材料。

废胶粉改性沥青混合料具有环保、经济等优点是显而易见的，但是当前废胶粉改性沥青技术的废橡胶粉添加量为15％～25％左右，并且加工过程周期较长，一般需几个小时，其优势受到了一定的限制。而废橡胶粉是通过化学键合而形成了三维立体网络结构，在加工期间对沥青的溶胀十分有限，如机械的提高胶粉用量而不考虑增加用量后，对胶粉改性沥青混合料产生的影响是不科学的。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高浓度胶粉改性沥青混合料及其制备方法。

一种高浓度胶粉改性沥青混合料，其特征在于其组成包括改性胶粉、补强剂、矿料和基质沥青，所述改性胶粉由填充阻隔剂和胶粉组成，所述填充阻隔剂为亚麻油酸、脂肪酸、环烷油、白矿油、硅油、油酸、废机油、废塑料裂解油、成品脱质沥青中的一种或几种。

所述改性胶粉、补强剂及基质沥青的重量比为45～70∶0.5～5∶100，所述改性胶粉中填充阻隔剂和胶粉的质量比为100∶50～110。

所述填充阻隔剂和胶粉的质量比为100∶70～100。

所述的补强剂其组成为接枝化超高分子量聚乙烯。

所述胶粉为废轮胎制得的橡胶粉，粒径为20～120目。

上述的改性胶粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

首先将部分调和好的所述填充阻隔剂喷洒至胶粉上，通过高速搅拌进行预混，搅拌后风冷，放置40-60小时得到预溶胀胶粉；而后使用双辊开炼机将预混得到的预溶胀胶粉与剩余填充阻隔剂进行剪切共混，充分溶胀后使用高速搅拌将其搅拌至分散，并室温下放置40-60h充分发育，制得所述改性胶粉。

所述填充阻隔剂喷洒时加热至50℃～60℃，填充阻隔剂与废胶粉的搅拌温度为50℃～70℃，风冷后温度为30℃～40℃，风冷后放置48h，分散后室温放置48小时。

所述高速搅拌的速度为800～1500r/min，时间为5～30min。

所述双辊开炼机的参数设置为，辊间距为0.2mm，温度为40℃，转速比为1.15，所述混炼后胶粉的搅拌速度为600r/min，时间3～10min。

上述一种高浓度胶粉改性沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括干法与湿法两种工艺，所述湿法制备工艺为将高浓度胶粉改性沥青加热至160-180℃、矿料加热至180℃，拌合楼中石料干拌2～5s，高浓度胶粉改性沥青与矿料的湿拌20～40s，出料温度为170～180℃；所述干法制备工艺为首先将补强剂加入拌合楼中与石料干拌2～5s，而后将改性胶粉投入拌合楼中拌合5～10s，最后将沥青喷入拌合楼与石料湿拌20～40s，石料加热温度为180℃～190℃，沥青加热温度为160～180℃。

本发明提供一种高浓度胶粉改性沥青混合料，其组成包括改性胶粉、补强剂、矿料和沥青，其中改性胶粉的组成为废胶粉100份，填充阻隔剂51～110份，以70～100份为优选。所述废胶粉为废轮胎制得的橡胶粉，粒径为20～120目，以40-80目为优选。技术指标符合《硫化橡胶粉GB/T 19208-2008》；补强剂为接枝化超高分子量聚乙烯；填充阻隔剂为亚麻油酸、脂肪酸、环烷油、白矿油、硅油、油酸、废机油、废塑料裂解油、成品脱质沥青中的一种或多种。

通过将一定比例的沥青轻质组分及轻质组分类似物按照设定比例，采取2步法的工艺，均匀涂覆于胶粉表面，并让其向胶粉内部扩散，达到胶粉充分预溶胀的目的。同时，通过轻质组分及轻质组分类似物的填充，可以很好的保持胶粉的弹性、降低胶粉的密度并软化胶粉表面，从而提高废胶粉与沥青之间的相容性，使胶粉可快速稳定的分散于沥青之中，提高胶粉沥青的储存稳定性。胶粉的预溶胀会使其对沥青中相关组分的吸收大幅降低，从而保证改性沥青黏度适中，并提高胶粉改性沥青的低温性能。

通过补强剂的添加，可进一步提高改性沥青的高温性能，制得性能优异的高浓度胶粉改性沥青混合料。