一種抗低溫開裂瀝青及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種路用材料，具體地涉及一種抗低溫開裂改性浙青及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 浙青混凝土路面裂縫主要分為兩種類型：一種是荷載型裂縫，在車輛荷載作用下， 半剛性基層底部產生拉應力，如果拉應力大于浙青混合料的抗拉強度時，路面產生開裂。另 一種是非荷載型裂縫，以溫度裂縫為主的低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。
[0003] 對于載荷型裂縫，可以通過路面結構層設計等措施來減少和消除裂縫，但對于非 載荷型裂縫，如溫度收縮裂縫及溫度疲勞裂縫則需要采用抗疲勞、抗低溫性能優異的浙青 來阻止路面裂縫產生。聚合物改性浙青由于加入了高分子材料，賦予浙青優異的延伸性， 5°C延度大，一定程度上阻止了因溫度收縮產生的非載荷型裂縫，但改性劑價格昂貴。
[0004] 橡膠粉改性浙青因具有提高浙青性能、節約資源、保護環境、價格低廉等優點得到 廣泛重視。橡膠粉與浙青之間的作用機理主要是廢橡膠粉吸收輕油分溶脹及降解。在橡膠 粉改性浙青加工過程中必須使橡膠粉在浙青中充分溶脹及降解才能充分發揮橡膠粉對浙 青改性的優點，因此在加工過程中需要長時間研磨和攪拌才能夠使得橡膠粉充分溶脹及降 解。如果使用粒徑較大的粗膠粉加工時間會更長，這樣導致生產效率低下。
[0005] CN102443207A公開了一種活化橡膠顆粒及其制備方法和應用。CN101747637A公 開了一種低溫環保橡膠浙青及其制備方法。上述專利均采用雙螺桿擠出機在較高的溫度下 對膠粉進行擠出造粒，然后用于對浙青進行改性。雙螺桿擠出機屬于密煉機范疇，在較高溫 度下容易造成膠料焦燒現象，溫度低時脫硫和降解效果不好，影響后續產品性能。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術的不足，本發明提供一種抗低溫開裂改性浙青及其制備方法。本發 明改性浙青抗疲勞開裂因子(Tsin δ小、蠕變勁度小、蠕變速率大，制備方法簡單，生產效率 商。
[0007] 本發明的抗低溫開裂改性浙青，以質量百分數計，包括如下組分： 基質浙青 85%-90% 橡膠顆粒 10%-15% ; 其中所述的橡膠顆粒，以質量百分比計，包括如下組分： 橡膠粉 80%-88% 增塑劑 6%-10% 有機硼活性劑 2%-5%。
[0008] 所述的基質浙青的針入度（25°C)為70-140 l/10mm，延伸度（15°C)大于150cm。
[0009] 所述的增塑劑為煤焦油、催化油漿、雙戊烯、雙萜烯、糠醛抽出油或減三、減四線抽 出油中的一種或幾種。
[0010] 所述的有機硼活性劑為一種復合配位非離子型有機硼化合物，分子式為： R1-O-B (Dn)-OR2，式中B為的中心硼原子，O為氧原子，R1可以是2?4個碳原子的烷基，R 2 為8?22個碳原子的烷基、酰氧基，Dn為配體，選自含有2?3個碳原子的醇胺基團，碳原 子數大于3的烯烴或單環、多環芳烴。有機硼活性劑可以按照現有技術自制，也可以采用市 售產品，如青島思維化工生產的SPE-1、SB-181。
[0011] 所述的橡膠粉為能夠通過30目篩網的廢輪胎橡膠粉；所述的橡膠顆粒機械薄通 后進行破碎成直徑〇. 1?〇. 5cm的橡膠顆粒。
[0012] 本發明的抗低溫開裂改性浙青的制備方法，包括如下內容： (1)將增塑劑加熱熔化，然后加入有機硼活性劑并攪拌均勻，采用噴淋的方式對橡膠粉 進行浸油處理，然后在三輥研磨機上進行機械薄通，薄通后的橡膠片進行破碎處理，得到橡 膠顆粒。
[0013] (2)將步驟（1)的橡膠顆粒加入到熔融態的基質浙青中，混合均勻，得到抗低溫開 裂改性浙青。
[0014] 其中所述的機械薄通條件為：輥距0. 5~lmm，輥溫4(T70°C，薄通10(Γ150次。所述 的混合過程采用常規機械攪拌、高剪切或膠體磨等技術手段進行，優選高剪切或膠體磨。
[0015] 本發明方法中，在步驟（2)之前，優選對步驟（1)得到的橡膠顆粒進行微波活化處 理，活化處理的條件為：微波功率20(Tl000W，微波頻率800?3000MHz，活化時間1(Γ60秒。
[0016] 本發明抗低溫開裂改性浙青應用于浙青混合料拌合的過程如下：將低溫開裂改性 浙青與石料按一定油石比在16(Tl70°C拌合6(Γ120秒，即得抗開裂浙青混合料。
[0017] 所述的油石比(浙青與石料質量比的百分數）為49Γ7%。
[0018] 所述的石料為普通石灰巖或玄武巖石料，石料級配類型AC-10或AC-13。
[0019] 與現有技術相比，本發明具有如下優點： (1)本發明選用三輥研磨機對橡膠粉進行降解和塑化，在此過程有機硼活性劑，利用活 性劑中心原子"硼"與橡膠粉(炭黑含量一般在209Γ40%)中的補強劑炭黑、白炭黑的原子性 能非常接近的特點，與分散在橡膠中的炭黑等物質結合的更加容易和牢固；橡膠顆粒加入 浙青中時，活性劑上的親油端能夠與浙青緊密結合起來，使膠粉改性浙青體系得到穩定。
[0020] (2)本發明方法中對三輥研磨機制備的橡膠顆粒進行微波活化處理，控制微波功 率及微波輻照時間，增加了橡膠粉表面的-C=O基團，即提高了有機硼活性劑與橡膠表面的 作用力，又在一定程度上破壞了橡膠粉內部網絡結構，使受到擠壓的顆粒內部變得膨松，有 利于橡膠顆粒在浙青中的溶脹。
[0021] (3)抗低溫開裂改性浙青中溫抗疲勞開裂因子(Tsin δ小。蠕變勁度小，蠕變速 率大，低溫性能滿足PG-34 ;抗低溫開裂改性浙青粘度（135°C )小于3Pa. s，有利于泵送和施 工，改性浙青加工時間短，生產效率高，適用于工業化應用。
[0022] (4)本發明的改性浙青因具有顯著的抗開裂性能，可顯著改善路面因溫度收縮及 溫度疲勞引起的非載荷型裂縫，因此尤其適用于北方等寒冷地區。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合實施例來進一步說明本發明的過程及效果，但以下實施例不構成對本發 明的限制。其中以下所述的百分含量為質量百分含量。
[0024] 實施例1 抗開裂浙青組合物橡膠顆粒配比如下： 30目橡膠粉 89% 糠醛抽出油 8% 有機硼界面活性劑SB-181 (青島四維） 3% 抗裂浙青組合物比例如下： 橡膠顆粒 13% 基質浙青 87% 制備工藝過程如下： (1)將糠醛抽出油（8%)在120°C下，加熱熔化，然后加入界面活性劑（3%)并攪拌均勻。 采