專利名稱：廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠瀝青的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于浙青材料技術領域，具體涉及一種用廢舊輪胎橡膠塊生產橡膠浙青的方法。
背景技術：
隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，廢舊輪胎的產生量越來越大。據世界環(huán)境衛(wèi)生組織統(tǒng)計，目前全世界廢舊輪胎累積存量已達30億條，并以每年約10億條的速度增長。廢舊輪胎在自然條件下很難降解，長期露天堆放，不僅占用大量土地，而且容易滋生蚊蟲傳播疾病和引發(fā)火災。廢舊輪胎造成的“黑色污染”已是一個非常嚴峻的問題。另一方面，廢舊輪胎作為一種可再生資源又被稱作“黑色金礦”。國內外廢舊輪胎的回收工藝技術主要有原形改制、熱裂解、輪胎翻新、燃燒等方法。原形改制法可將廢舊輪胎直接利用，但利用量有限；熱裂解法可以制備燃料油、炭黑等， 但技術復雜，成本高，容易造成二次污染；輪胎翻新法耗能少、無污染，但投資大，技術要求高；燃燒法雖然簡單，但釋放有害氣體，二次污染嚴重。這些方法在一定程度上回收利用了一部分的廢舊輪胎，但處理的廢胎數量有限，隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，逐漸趕不上廢舊輪胎產生的數量，因此，需要尋找更有效的、大量的利用廢舊輪胎的途徑。將廢舊輪胎制備成膠粉，再將膠粉應用于生產道路粘結料——橡膠浙青是現(xiàn)在一種有效的再利用方法，廢舊輪胎中的天然橡膠、合成橡膠以及各種添加劑，如硫、炭黑、氧化硅等化學成分對改善橡膠浙青和橡膠浙青混凝土的性能都有一定的作用。目前，橡膠浙青被廣泛應用在道路工程建設的層間處理、浙青混凝土及裂縫填縫料等。用橡膠粉浙青鋪設的路面比普通浙青路面更耐用，產生的裂紋少，耐候性更好，遇嚴寒天氣也不易結冰。膠粉是橡膠浙青的主要改性成分，其制備方法是把廢舊輪胎先切成條，再切成塊，進一步磨細為膠粉。在這個過程中，硫化橡膠的內部交聯(lián)非常密實，內聚力很大，再加上橡膠的彈性極好， 很多的能量消耗在克服橡膠的彈性上，整個過程是一個純粹的依靠機械能的物理過程，也是一個能耗很高的過程。將制備的膠粉加入到浙青中，膠粉吸收浙青中的輕質組分而溶脹。 然而浙青中的輕質組分有限，因而膠粉的溶脹過程較慢，程度很小。同時，橡膠浙青是一個不穩(wěn)定體系，在一定溫度下，隨著時間的延長，膠粉發(fā)生不同程度的脫硫塑化，使橡膠浙青的性能指標不穩(wěn)定。橡膠浙青在實際施工中又很難在其性能最優(yōu)良的時間段內用完，從而影響道路施工和工程質量。因此，膠粉生產過程的高能耗和橡膠浙青的質量不穩(wěn)定等問題， 成為影響施工成本和質量的主要因素。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服上述橡膠浙青制備方法的缺點，提供一種生產成本低、能耗低、無污染、產品儲存穩(wěn)定性高的用廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法。解決上述技術問題所采用的技術方案是將長X寬X高為5 10cmX3 6cmX2 km的廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比
3為1 1.5 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1.0% 3.0%的助劑，225 300°C反應1 8 小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青。上述碳氫介質的主要成分為浙青，輔助成分為芳烴油、松焦油、妥爾油、煤焦油中的任意一種或者任意兩種按質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為 6 10 1 ；助劑是橡膠催化再生還原劑PTC-R或橡膠再生活化劑450，橡膠催化再生還原劑PTC-R由河北瑞威科技有限公司銷售，橡膠再生活化劑450由河南焦作市溫縣匯誠助劑廠銷售。本發(fā)明優(yōu)選將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入廢舊輪胎橡膠塊質量2.0%的助劑，260°C反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；所述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是芳烴油，浙青與芳烴油的質量比為8 1 ；所述助劑是橡膠催化再生還原劑PTC-R。本發(fā)明也可優(yōu)選將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1.5%的助劑，240°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；優(yōu)選碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是松焦油與妥爾油質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為7 1;優(yōu)選助劑是橡膠活化劑 450。本發(fā)明還可優(yōu)選將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入廢舊輪胎橡膠塊質量3.0%的助劑，230°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；優(yōu)選碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是妥爾油，浙青與妥爾油的質量比為8 1 ；優(yōu)選助劑是橡膠活化劑450。本發(fā)明最佳選擇將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1.5%的助劑，260°C反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；最佳碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是松焦油，主要成分與輔助成分的質量比為8 1 ；最佳助劑是橡膠活化劑450。本發(fā)明的浙青為道路石油浙青50號A級、道路石油浙青70號A級、道路石油浙青 90號A級、道路石油浙青110號A級中的任意一種，道路石油浙青70號A級、道路石油浙青 90號A級、道路石油浙青110號A級由中國石油天然氣股份有限公司克拉瑪依石化分公司提供，道路石油浙青50號A級由中海浙青(四川)有限公司提供。本發(fā)明克服了膠粉生產過程高能耗、高污染的缺點，而且為廢舊輪胎的再利用提供了一個更為廣闊的市場，所制備的橡膠浙青相對于普通橡膠浙青，具有更好的儲存穩(wěn)定性和抗老化性能，可作為路面粘結料制備混合料，降低生產成本，所制備的混合料具有良好的抗水損和高溫抗變形能力。本發(fā)明制備的橡膠浙青也可應用于防水卷材的生產。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1將6kg長X寬X高為5 IOcmX 3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到 Mkg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入90g橡膠活化劑450， 橡膠活化劑450的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的1. 5%，260°C反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青，其軟化點為59. O0C，針入度為51. Omm,延度為12. 5cm。本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是松焦油，道路石油浙青70號A級與松焦油的質量比為8 1。本實施例的道路石油浙青70號A級也可用等質量的道路石油浙青50號A級或道路石油浙青90號A級或道路石油浙青110號A級替換。實施例2將6kg長X寬X高為5 IOcmX 3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到 18kg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入120g橡膠催化再生還原劑PTC-R，橡膠催化再生還原劑PTC-R的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的2. 0 %，2600C 反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青，其軟化點為55. O0C，針入度為71. 5mm, 延度為10. 0cm。本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是芳烴油，道路石油浙青70號A級與芳烴油的質量比為8 1。實施例3將6kg長X寬X高為5 IOcmX 3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到 Mkg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入90g橡膠活化劑450， 橡膠活化劑450的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的1. 5%，240°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青，其軟化點為56. 5°C，針入度為50. 5mm，延度為13. Ocm0本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是松焦油與妥爾油質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為7 1。實施例4將6kg長X寬X高為5 IOcmX3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到18kg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入180g橡膠活化劑 450，橡膠活化劑450的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的3. 0%，230°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青，其軟化點為57. 2°C，針入度為44. 5mm，延度為12. 3cm。本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是妥爾油，道路石油浙青70號A級與妥爾油的質量比為8 1。實施例5將6kg長X寬X高為5 IOcmX3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到9kg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 1.5，加入60g橡膠活化劑 450，橡膠活化劑450的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的1. 0%，225°C反應8小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青。本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是煤焦油，道路石油浙青70號A級與煤焦油的質量比為6 1。實施例6將6kg長X寬X高為5 IOcmX 3 6cmX2 4cm的廢舊輪胎橡膠塊加入到 12kg碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 2，加入150g橡膠催化再生還原劑PTC-R，橡膠催化再生還原劑PTC-R的添加量為廢舊輪胎橡膠塊質量的2. 5 %，300°C 反應1小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青。
本實施例碳氫介質的主要成分是道路石油浙青70號A級，輔助成分是松焦油與煤焦油的質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為10 1。為了確定本發(fā)明的最佳工藝步驟，發(fā)明人進行了大量的實驗室研究試驗，各種試驗情況如下實驗儀器SY^801A型針入度試驗儀、SYD2806H型軟化點試驗儀、STD-0610型浙青旋轉薄膜烘箱、NDJ-IF型布氏旋轉粘度計，均由上海昌吉地質儀器有限公司生產；GY02L 型水平延度儀，由河南高遠公路養(yǎng)護設備有限公司生產。實驗材料廢舊輪胎橡膠塊(長X寬X高為5 IOcmX 3 6cmX2 km)；芳烴油、松焦油、煤焦油、妥爾油，道路石油浙青70號A級。1、橡膠浙青的實驗方法與數據發(fā)明人以道路石油浙青70號A級與松焦油的質量比為8 1的混合物為碳氫介質，以橡膠活化劑450為助劑，助劑的加入量為廢胎橡膠質量的1. 5%，按照表1設計的試驗，考查碳氫介質與廢舊輪胎橡膠塊的加入比例、反應溫度和時間對制備的橡膠浙青性能的影響，采用JTJ052-2000《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》中的T0604-2000、 T0605-1993.T0606-2000方法分別測試橡膠浙青的針入度、延度和軟化點，試驗及測試結果見表1。由表1可見，以道路石油浙青70號A級與松焦油的質量比為8 1的混合物為碳氫介質，以橡膠活化劑450為助劑，助劑的加入量為廢胎橡膠質量的1. 5 %，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，反應溫度為^0°C，反應時間為2小時，所制備的橡膠浙青的性能最佳，其軟化點為59. 0°C，針入度為51. 0mm，延度為12. 5cm。表1橡膠浙青的實驗結果
權利要求
1.一種廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于將長χ寬χ高為5 IOcmX3 6cmX2 km的廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 1.5 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1.0% 3.0%的助劑，225 300°C 反應1 8小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；上述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分為芳烴油、松焦油、妥爾油、煤焦油中的任意一種或者任意兩種按質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為6 10 1 ；助劑是橡膠催化再生還原劑PTC-R或橡膠再生活化劑450。
2.根據權利要求1所述的廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入廢舊輪胎橡膠塊質量2. 0%的助劑，260°C反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；上述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是芳烴油，浙青與芳烴油的質量比為 8 1 ；上述助劑是橡膠催化再生還原劑PTC-R。
3.根據權利要求1所述的廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1. 5%的助劑，240°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；上述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是松焦油與妥爾油質量比為1 1的混合物，主要成分與輔助成分的質量比為7 1 ；上述助劑是橡膠活化劑450。
4.根據權利要求1所述的廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 3，加入廢舊輪胎橡膠塊質量3. 0%的助劑，230°C反應4小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；上述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是妥爾油，浙青與妥爾油的質量比為 8 1 ；上述助劑是橡膠活化劑450。
5.根據權利要求1所述的廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1 4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1. 5%的助劑，260°C反應2小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠浙青；上述碳氫介質的主要成分是浙青，輔助成分是松焦油，浙青與松焦油的質量比為 8 1 ；上述助劑是橡膠活化劑450。
6.根據權利要求1 5中任意一項所述的廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠浙青的方法，其特征在于所述的碳氫介質的主要成分是浙青，所述的浙青為道路石油浙青50號A級、道路石油浙青70號A級、道路石油浙青90號A級、道路石油浙青110號A級中的任意一種。
全文摘要
一種廢舊輪胎橡膠塊制備橡膠瀝青的方法，將廢舊輪胎橡膠塊加入到碳氫介質中，廢舊輪胎橡膠塊與碳氫介質的質量比為1∶1.5～4，加入廢舊輪胎橡膠塊質量1.0％～3.0％的助劑，225～300℃反應1～8小時，攪拌均勻并分離鋼絲，制備成橡膠瀝青。本發(fā)明克服了膠粉生產過程高能耗、高污染的缺點，為廢舊輪胎的再利用提供了一個更為廣闊的市場，所制備的橡膠瀝青相對于普通橡膠瀝青，具有更好的儲存穩(wěn)定性和抗老化性能，可作為路面粘結料制備混合料，降低生產成本，所制備的混合料具有良好的抗水損和高溫抗變形能力。本發(fā)明制備的橡膠瀝青也可應用于防水卷材的生產。
文檔編號C04B18/22GK102249599SQ201110114829
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權日2011年5月5日
發(fā)明者于紅利, 任文舉, 侯曙光, 劉廷國, 劉桂洋, 劉海燕, 宋超, 岳學軍, 張峰修, 王文明, 翟根旺, 魯培行 申請人:劉廷國