本發(fā)明屬于改性瀝青材料，具體涉及一種高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、橡膠改性瀝青是一種將廢舊輪胎橡膠粉末(簡(jiǎn)稱膠粉)與瀝青混合制成的道路建設(shè)材料，其主要目的是提高瀝青的性能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎的資源化利用。當(dāng)前，橡膠改性瀝青在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用逐漸增多，特別是在環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)利用方面得到了廣泛關(guān)注。橡膠改性瀝青已在美國、歐洲和中國等多個(gè)國家和地區(qū)廣泛應(yīng)用，主要用于高速公路、城市道路和機(jī)場(chǎng)跑道等領(lǐng)域。隨著研究的深入，橡膠改性瀝青的制備技術(shù)不斷改進(jìn)，包括膠粉與瀝青的混合工藝、膠粉活化技術(shù)等，顯著提高了其性能。同時(shí)，許多國家和地區(qū)出臺(tái)了相關(guān)政策和法規(guī)，鼓勵(lì)使用橡膠改性瀝青，以推動(dòng)廢舊輪胎的循環(huán)利用和減少環(huán)境污染。

2、盡管橡膠改性瀝青在性能和環(huán)保方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但其在實(shí)際應(yīng)用中仍存在一些問題和缺陷。首先，膠粉的來源和質(zhì)量不一，導(dǎo)致橡膠改性瀝青的性能可能出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，尤其在低溫和高溫條件下的性能表現(xiàn)差異較大。其次，橡膠改性瀝青的施工工藝復(fù)雜，需要特殊的設(shè)備和技術(shù)，增加了施工難度和成本。此外，橡膠改性瀝青在長(zhǎng)期使用過程中可能出現(xiàn)老化問題，影響其使用壽命和道路的耐久性。盡管利用了廢舊輪胎，但其生產(chǎn)和施工過程中仍可能產(chǎn)生一定的環(huán)境污染問題。

3、為了克服傳統(tǒng)橡膠改性瀝青的缺陷，研究人員提出了通過對(duì)膠粉進(jìn)行物理或化學(xué)處理，這種技術(shù)顯著提高了膠粉與瀝青的相容性和活性，從而制備出性能更優(yōu)的改性瀝青?；罨蟮哪z粉與瀝青結(jié)合更為緊密，顯著提升了改性瀝青的性能。同時(shí)，通過更加充分地利用廢舊輪胎資源，這一技術(shù)減少了廢棄物的排放，并降低了生產(chǎn)過程中的污染物排放。膠粉活化技術(shù)能夠有效延緩改性瀝青的老化過程，延長(zhǎng)道路的使用壽命，提高道路的整體性能。

4、然而，目前的橡膠改性瀝青仍存在活化工藝復(fù)雜、活化成本高等問題。為了解決這些問題，研發(fā)一種活化過程簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定的高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青顯得尤為重要。這不僅能夠進(jìn)一步提升改性瀝青的性能和應(yīng)用效果，還能在更大范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，推動(dòng)道路建設(shè)和廢舊輪胎資源化利用的持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明意在提供一種高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青及其制備方法，以解決上述橡膠改性瀝青目前在活化及性能等問題存在的缺陷。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青，制備所述高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青包括以下原料：水合氧化鐵、廢植物油、橡膠粉、eva、瀝青；

4、進(jìn)一步的，所述水合氧化鐵、廢植物油、橡膠粉、eva、瀝青的質(zhì)量比為：(1～5):(15～20):(15～20):(1～5):100。

5、本發(fā)明還提供了上述高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青的制備方法，具體步驟如下：

6、步驟一，物料混合

7、按計(jì)量將瀝青投放至混合罐a內(nèi)，將瀝青加熱融化(優(yōu)選加熱至150-180℃)，再按計(jì)量投放eva，保溫?cái)嚢柚粱旌暇鶆?優(yōu)選以1000rpm的攪拌速率保溫?cái)嚢?0min)，形成一次混合物料；

8、步驟二，高速剪切

9、將一次混合物料泵入高速剪切機(jī)內(nèi)進(jìn)行充分研磨剪切后獲得混合物a；

10、步驟三，膠粉預(yù)溶脹

11、將廢植物油、橡膠粉置于混合罐b內(nèi)，并加熱至150-180℃，攪拌進(jìn)行膠粉預(yù)保溫預(yù)溶脹發(fā)育，獲得混合物b；

12、步驟四，一級(jí)研磨

13、將混合物b加入混合物a中，并在170-190℃的溫度下保溫?cái)嚢?0-45min，攪拌速率為500-800rpm，形成二次混合物料；將二次混合物料泵入高速剪切乳化機(jī)內(nèi)進(jìn)行一級(jí)研磨，研磨間隙為0.7-2mm，研磨時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-12000rpm；再將研磨后的二次混合物料導(dǎo)入混合罐c中，并在170-190℃的溫度下保溫?cái)嚢?0-45min，攪拌的速率為1000-1500rpm；

14、步驟五，二級(jí)研磨

15、然后向混合罐c中的混合物料中加入水合氧化鐵，然后泵入高速剪切乳化機(jī)內(nèi)進(jìn)行二級(jí)研磨，研磨間隙為0.1-0.6mm，研磨時(shí)的轉(zhuǎn)速為5000-12000rpm；再將研磨后的二次混合物料導(dǎo)入成品發(fā)育罐內(nèi)，并在170-190℃的溫度下保溫?cái)嚢?5-80min，攪拌的速率為500-1000rpm，得到高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青。

16、進(jìn)一步的，所述橡膠粉是由廢舊輪胎或其他橡膠胎經(jīng)過機(jī)械破碎、除鋼絲和纖維等過程，最終被粉碎成橡膠粉，優(yōu)選粒徑為80-100目。

17、進(jìn)一步的，所述廢植物油為食品加工過程中產(chǎn)生的廢植物油；

18、進(jìn)一步的，所述水合氧化鐵為檸檬黃至褐色的粉末，不溶于水、醇，溶于酸，其粒徑為50-100nm；所述瀝青為鋪面工程中常用瀝青，優(yōu)選為70#瀝青。

19、進(jìn)一步的，所述步驟二中進(jìn)行充分研磨剪切時(shí)，轉(zhuǎn)速為10000rpm，剪切時(shí)間為30min。

20、進(jìn)一步的，所述步驟三中進(jìn)行膠粉預(yù)保溫預(yù)溶脹發(fā)育的條件為：溫度150℃，以500rpm攪拌60min。

21、進(jìn)一步的，所述步驟四具體為：

22、將混合物b加入混合物a中，并在180℃的溫度下保溫?cái)嚢?0min，攪拌速率為500rpm，形成二次混合物料；將二次混合物料泵入高速剪切乳化機(jī)內(nèi)進(jìn)行一級(jí)研磨，研磨間隙為0.8-1.5mm，研磨時(shí)的轉(zhuǎn)速為10000rpm；再將研磨后的二次混合物料導(dǎo)入混合罐c中，并在180℃的溫度下保溫?cái)嚢?0min，攪拌的速率為1500rpm；

23、進(jìn)一步的，所述步驟五具體為：

24、然后向混合罐c中的混合物料中加入水合氧化鐵，然后泵入高速剪切乳化機(jī)內(nèi)進(jìn)行二級(jí)研磨，研磨間隙為0.3-0.5mm，研磨時(shí)的轉(zhuǎn)速為10000rpm；再將研磨后的二次混合物料導(dǎo)入成品發(fā)育罐內(nèi)，并在180℃的溫度下保溫?cái)嚢?0min，攪拌的速率為1000rpm。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)技術(shù)方案的技術(shù)原理及優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下：

26、水合氧化鐵作為一種高效活化劑，通過化學(xué)反應(yīng)增強(qiáng)膠粉(本發(fā)明中所述膠粉即橡膠粉)的表面活性，提高膠粉與瀝青的相容性和結(jié)合力，這種活化作用使得膠粉能夠更均勻地分散在瀝青基質(zhì)中，形成更穩(wěn)定的復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而提升改性瀝青的整體性能。廢植物油在配方中起到柔性增強(qiáng)劑的作用，它能夠改善膠粉和瀝青的相容性，增加混合物的柔韌性，從而改善瀝青的低溫性能。此外，廢植物油還能夠延緩瀝青的老化過程，延長(zhǎng)道路的使用壽命。eva作為一種高分子聚合物，具有良好的彈性和耐磨性，將eva引入橡膠改性瀝青中，可以顯著提升瀝青的高溫穩(wěn)定性，減少道路在高溫環(huán)境下的車轍和變形現(xiàn)象。

27、本發(fā)明通過對(duì)制備步驟的設(shè)置，能夠使得各原料在制成的橡膠改性瀝青中達(dá)到最佳效果。首先，物料混合階段將石油瀝青加熱拌合可以使eva充分溶解和分散，形成均勻的一次混合物a，在剪切過程中可以有效提高混合均勻性。接下來，膠粉預(yù)溶脹階段使膠粉充分膨脹和分散，形成穩(wěn)定的混合物b。在一級(jí)研磨過程中，將混合物b加入混合物a中研磨，使材料進(jìn)一步細(xì)化和均勻分布。最終的二級(jí)研磨階段，將水合氧化鐵加入二次混合物料中研磨，使材料充分分散和活化，確保成品的穩(wěn)定性和均勻性。這種多階段的混合和研磨工藝不僅提升了材料的高低溫穩(wěn)定性，還通過合理的溫度控制和攪拌速率，提高了生產(chǎn)效率，減少了能量消耗。同時(shí)，廢植物油和廢舊輪胎膠粉的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的資源化利用，不僅可明顯降低道路材料成本，還減少了環(huán)境污染，具備顯著的環(huán)保效益。最終產(chǎn)品具有優(yōu)異的路用性能及流變性能，保證了長(zhǎng)期使用過程中的性能穩(wěn)定。這些優(yōu)化配置使得高性能復(fù)合水合氧化鐵活化橡膠改性瀝青在道路建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。