[发明专利]一种高存储稳定性脱硫胶粉改性沥青及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种高存储稳定性脱硫胶粉改性沥青及其制备方法。

背景技术：

沥青已经广泛应用于高等级的公路的建设，但普通沥青路面存在高温易软化、低温易脆裂、弹性差等缺点。聚合物改性沥青能够改善沥青路面的这些使用性能，同时耐老化和耐候性能以及抗水损害性能也得到很大程度增强。研究表明，聚合物改性沥青在抗车辙、抗疲劳开裂、抗永久变形等方面也得到很大的改善。因为这些优良性能的存在，聚合改性沥青目前越来越多的应用于高等级公路的建设。目前应用于改性沥青的聚合主要有SBS热塑性弹性体、丁苯橡胶、聚乙烯等，但是，这些材料的成本较高，限制其在公路上的应用。

胶粉是由废旧轮胎等橡胶废弃物经过打碎处理制成的，胶粉改性沥青不仅能够改善沥青的各种性能，还可以回收利用废旧橡胶，减少固体废弃物对环境的污染，并且成本较低。但是从国内外研究状况来看，普通废胶粉改性沥青存在黏度大、流动性差、混合料搅拌困难以及胶粉在沥青中的分散性差，容易造成路面压实度不足，孔隙率大等缺点；其次，胶粉与沥青的界面结合不好，稳定性差，在贮存使用过程中，改性沥青稳定性差，胶粉与沥青之间容易产生分层离析，严重影响道路质量。

脱硫胶粉是将废旧橡胶粉经过一定的脱硫手段脱硫而制得的废旧胶粉，脱硫胶粉由于是将原来废胶粉中三维网络结构的交联键破坏，使脱硫胶粉改性沥青的黏度迅速下降，解决了普通胶粉改性沥青存在黏度大、施工困难的问题。将其加入到沥青中进行改性不但可以保持废旧胶粉改性沥青的优良性能，同时由于其在进行脱硫的过程中，在高温以及高剪切力的作用下，使脱硫胶粉表面产生了部分活性基团，可以很好的提高其与沥青的相容性，使存储稳定性有一定的改善。但目前所使用的高温以及高剪切力下制备的脱硫胶粉的脱硫度比较小，长时间高温存储过程中仍然会出现离析，同时由于脱硫剂的存在脱硫胶粉还会进一步降解，影响到改性沥青和路面的使用性能，需要进一步改善。本发明使用高脱硫度的超临界脱硫胶粉来改性沥青，在稳定剂的作用下，使改性沥青的存储稳定性大大提高，同时沥青的高温及低温性能也得到了进一步改善。

发明内容：

本发明提供了一种高存储稳定性脱硫胶粉改性沥青及其制备方法，将沥青、稳定剂和用超临界方法制得的脱硫胶粉在一定温度下预混，然后经高速剪切后制得。由于所用脱硫胶粉是采用超临界方法制得的，其脱硫度高，原有橡胶的交联结构被打破，使得改性沥青的黏度降低、延度增大。另外，添加的稳定剂与脱硫胶粉中的活性基团作用，使得改性沥青的存储稳定性得到提高，同时抑制了胶粉在存储过程中的降解。

本发明涉及的一种高存储稳定性脱硫胶粉改性沥青，其基本组成和质量份数为：沥青100份、脱硫胶粉10～30份、稳定剂0.1～10份。

所述的稳定剂为下列物质中的任何一种或它们的混合物：戊二酸酐、丁二酸酐、酚醛树脂、丙烯酸酯。

所述的脱硫胶粉为废旧橡胶粉经过脱硫后制得的脱硫胶粉，粒径为20~80目。

所述的脱硫胶粉为超临界方法制得的脱硫胶粉，可以采用市购产品也可以采用如下方法制备：在高温高压反应釜中加入胶粉、活化剂和干冰进行反应，活化剂的质量为胶粉质量的2%~10%，干冰的加入量使釜内CO₂密度为0.466g/cm³~0.6g/cm³，在150℃~190℃条件下反应120min~300min；然后在高速密炼机中剪切15min~60min获得脱硫胶粉。

所述的活化剂为：N,N'-(二硫代双-2,1-亚苯基)二苯甲酰胺、二硫化-2，2'-二苯甲酰胺基二苯、叔丁基二硫化物、烯丙基二硫化物中的任何一种或者它们的混合物。

本发明还提供了一种脱硫胶粉改性沥青的制备方法，包括物料预混合和高速剪切混合两个步骤，具体为：

（1）物料预混合：将沥青、脱硫胶粉和稳定剂按比例，在160～190℃温度下，进行充分搅拌混合，得到预混物；

（2）高速剪切混合：将步骤（1）得到的预混物，在160～190℃温度下，使用高速剪切乳化机进行连续高剪切混合，制得脱硫胶粉改性沥青。

上述步骤（1）中预混合的时间为5～25min。

上述步骤（2）中高速剪切乳化机的转速为10000～16000r/min。

上述步骤（2）中高速剪切混合时间为30～60min。