SBR与废旧聚丙烯复合改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于改性沥青技术领域，具体涉及一种丁苯橡胶SBR与废旧聚丙烯PP复合改性沥青及其制备方法。
背景技术
SBR改性剂能够显著改善沥青的低温性能，提高沥青路面的低温抗裂性，但是由于SBR分子量较小，通常成松散的固体粉末状，自身强度较差，所以SBR改性沥青的粘韧性和韧性均较差。而粘韧性和韧性是热塑性弹性体改性沥青的重要性能，影响和制约着沥青混合料的抗水损害性和抗疲劳性能，因此在我国国标中对SBR改性沥青的粘韧性和韧性的最低值有着对应要求（粘韧性≥5%20N.m，韧性≥2.5%20N.m），但实验研究发现单纯的SBR改性沥青，其粘韧性和韧性并不能满足该要求，为了提高SBR改性沥青的粘韧性和韧性，使其满足实际使用的要求，有必要对其进行进一步改性。
废旧聚丙烯是日常生活和工业生产所产生的废料，其自身具有很好的抗拉强度，如果能够用于沥青的改性将很大程度上提高聚丙烯的回收利用率，降低对环境的污染，促进节能环保，然而实验研究发现聚丙烯和沥青的相容性非常差，存在着明显的离析现象，并不适用于单独对沥青进行改性。
实验研究发现将在SBR改性沥青中添加少量的聚丙烯能够明显改善SBR改性沥青的粘韧性和韧性，这是由于聚丙烯自身具有很好的拉伸强度，所以在粘韧性实验拉伸的过程中对沥青丝起到补强的作用。同时研究发现SBR与聚丙烯共混有助于增强聚丙烯与沥青的相容性，由于SBR与沥青的相容性较好，在沥青中分散均匀，剪切后聚丙烯粒子粘附在SBR上，随着SBR均匀地分散在沥青中，一定程度上避免了聚丙烯粒子彼此的吸附和团聚。实验研究进一步发现，聚丙烯在硫化的SBR改性沥青中具有更好的分散性，这是由于硫化后SBR形貌发生了明显的变化，从颗粒状变为细丝状，而细丝状的SBR具有更大的比表面积和更好的吸附性，能够有效地吸附聚丙烯粒子，促进其相容性。
程培峰等也采用SBR与废旧聚丙烯复合改性来改善SBR的高温性能并促进废旧聚丙烯的回收利用，聚丙烯的用量很大5-9%，并且讨论了样品的制作工艺对沥青性能的影响。但该研究并没有涉及系统的热稳定性，实验发现聚丙烯的合适的添加量应该在1-1.5%，过多的聚丙烯导致严重的离析现象。此外聚丙烯对沥青高温性能的改善十分有限，少量的添加对软化点没有任何改善，所以大量使用聚丙烯来改善SBR改性沥青的高温性能并不可取。由于聚丙烯自身具有很好的抗拉性能，所以通过添加少量聚丙烯来改善SBR沥青的粘韧性和韧性更为合理。
研究发现SBR改性沥青中少量聚丙烯的添加会降低沥青的低温延度且对沥青的高温性能没有显著改善，而低温性能是SBR改性沥青的突出特征，高温性能也是其需要进一步改善的重要内容，所以为了进一步提高其的高、低温性能还需要添加少量的增塑剂和多聚磷酸，以获得性能全面的SBR改性沥青以满足实际的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种丁苯橡胶SBR与废旧聚丙烯PP复合改性沥青及其制备方法，本发明通过聚丙烯与SBR共混改善了SBR改性沥青的粘韧性和韧性，同时通过橡胶和塑料的共混原理促进了聚丙烯与沥青的相容性。本发明所得的SBR复合改性沥青具有良好的高、低温性能，粘韧性和韧性以及热稳定性，拓宽了SBR改性沥青的应用范围，同时促进了废旧聚丙烯的回收利用，节能环保。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种丁苯橡胶SBR与废旧聚丙烯PP复合改性沥青，其原料包含以下重量份的原料组分：基质沥青（70#以上）、SBR、废旧聚丙烯（颗粒状）、多聚磷酸、增塑剂、稳定剂。
优选地，所述丁苯橡胶SBR占基质沥青质量的5-6wt%。
优选地，本发明所采用的丁苯橡胶SBR为固体粉末状，具有良好的低温性能。
优选地，所述废旧聚丙烯占基质沥青质量的1-1.5wt%。
优选地，所述多聚磷酸胶占基质沥青质量的0.3-0.5wt%。
优选地，所述增塑剂占基质沥青质量的1-2wt%。
优选地，所述稳定剂占基质沥青质量的0.05-0.1wt%。
优选地，本发明所采用的基质沥青的标号不低于70#（针入度分级）。
优选地，本发明所采用的废旧聚丙烯为固体颗粒状。
优选地，本发明所采用的多聚磷酸为无色透明装粘稠液体，工业纯，浓度不低于85%（按五氧化二磷含量计算）。
优选地，本发明所采用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯或芳烃油，工业纯，浓度不低于99%。
优选地，本发明所采用的稳定剂为硫磺，工业纯，浓度不低于99%。
所述丁苯橡胶SBR与废旧聚丙烯PP复合改性沥青的制备方法，具体包括以下步骤：
步骤S1原材料的配备：
按照重量百分比称取基质沥青、SBR、废旧聚丙烯、增塑剂、多聚磷酸、稳定剂。
步骤%20S2样品的制备：
步骤%20S21将基质沥青加热完全熔融，恒温170-180℃。
步骤%20S22将增塑剂添加至熔融的基质沥青并搅匀，再添加SBR和废旧聚丙烯，采用高速剪切机剪切1h，转速5000%20r/min，恒温170-180℃。
步骤%20S23剪切完毕后，添加多聚磷酸和稳定剂，采用机械搅拌2h即可，恒温170-180℃。
本发明的显著优点在于：
本发明采用聚丙烯更易吸附于硫化的SBR颗粒表面的原理，促进了聚丙烯与沥青的相容性，所得沥青的相容性好，不存在离析现象。同时利用了聚丙烯突出的抗拉伸性能改善了SBR改性沥青的抗永久变形能力，所得的SBR复合改性沥青具有优良的粘韧性和韧性。同时采用多聚磷酸和增塑剂进一步改善了沥青的高、低温性能，所得沥青具有良好的高、低温性能，该SBR复合沥青性能全面且成本低廉。该发明促进了废旧聚丙烯的回收再利用，节能环保。
具体实施方式：
以下对本发明的实施进行详细说明，但本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同的方式实施。
实施例1
称取原料：基质沥青500%20份，丁苯橡胶SBR%2025份，稳定剂0.25份。
将基质沥青加热完全熔融，恒温170-180℃。
将SBR添加至熔融的基质沥青，采用高速剪切机剪切1h，转速5000%20r/min，恒温170-180℃。
剪切完毕后，添加稳定剂硫磺，采用机械搅拌2h即可，恒温170-180℃，性能如表1所示。
实施例2
称取原料：基质沥青500%20份，丁苯橡胶SBR%2025份，废旧聚丙烯5份，增塑剂5份，多聚磷酸1.5份，稳定剂0.25份。
将基质沥青加热完全熔融，恒温170-180℃。
将增塑剂添加至熔融的基质沥青并搅匀，再添加SBR和废旧聚丙烯，采用高速剪切机剪切1h，转速5000%20r/min，恒温170-180℃。
剪切完毕后，添加多聚磷酸和稳定剂，采用机械搅拌2h即可，恒温170-180℃，性能如表1所示。
其中所采用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，工业纯，浓度不低于99%。所采用的稳定剂为硫磺，工业纯，浓度不低于99%。
实施例3
称取原料：基质沥青500%20份，丁苯橡胶SBR%2030份、稳定剂0.5份。
将基质沥青加热完全熔融，恒温170-180℃。
将SBR添加至熔融的基质沥青，采用高速剪切机剪切1h，转速5000%20r/min，恒温170-180℃。
剪切完毕后，添加稳定剂硫磺，采用机械搅拌2h即可，恒温170-180℃，性能如表1所示。
实施例4
称取原料：基质沥青500%20份，丁苯橡胶SBR%2030份、废旧聚丙烯7.5份，增塑剂10份，多聚磷酸2.5份，稳定剂0.5份。
将基质沥青加热完全熔融，恒温170-180℃。
将增塑剂添加至熔融的基质沥青并搅匀，再添加SBR和废旧聚丙烯，采用高速剪切机剪切1h，转速5000%20r/min，恒温170-180℃。
剪切完毕后，添加多聚磷酸和稳定剂，采用机械搅拌2h即可，恒温170-180℃，性能如表1所示。
其中所采用的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯，工业纯，浓度不低于99%。所采用的稳定剂为硫磺，工业纯，浓度不低于99%。
表1%20实施例1-4的物理性能
从表1可以看出，添加聚丙烯后沥青的粘韧性和韧性显著提高，多聚磷酸的使用进一步改善了沥青的高温性能。聚丙烯、多聚磷酸、稳定剂、增塑剂的复合使用全面提高了SBR改性沥青的粘韧性、韧性、高低温性能以及相容性，拓宽了其应用的范围，促进了废旧聚丙烯的回收利用。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
