一種廢舊橡膠粉改性瀝青及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種廢舊橡膠粉改性瀝青，涉及瀝青組合物【技術(shù)領(lǐng)域】。原料按重量配比由以下物質(zhì)組成：瀝青、廢舊橡膠粉、脫硫劑、軟化劑、硫化劑和硫化促進劑。制備方法包括以下步驟：（1）將瀝青投入反應(yīng)釜中，加熱，將廢舊橡膠粉、脫硫劑、軟化劑加入至反應(yīng)釜中混合均勻，升溫；（2）將廢舊橡膠粉粉碎至150～200目后加入硫化罐中，并加入硫化劑和硫化促進劑。本發(fā)明直接將廢舊橡膠粉加入瀝青中再加入脫硫劑，使橡膠粉在反應(yīng)釜中加熱溶脹的同時進行脫硫，節(jié)約了生產(chǎn)設(shè)備，不使用專門的橡膠粉脫硫設(shè)備，并且廢舊橡膠粉摻量大，不僅降低了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)工序，而且脫硫時間長、脫硫充分，生產(chǎn)效率高。
【專利說明】一種廢舊橡膠粉改性瀝青及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及浙青組合物【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，道路交通量越來越大，軸重也越來越重，對路面損害較大，嚴(yán)重影響道路的使用壽命和社會經(jīng)濟的發(fā)展。出現(xiàn)這種情況很大程度上與路面的粘結(jié)材料-浙青有關(guān)，因此必須對浙青進行性能改良，以改善上述狀況。
[0003]采用各種聚合物改性浙青能大大提高浙青路面的使用性能，與普通浙青相比聚合物改性浙青的高溫抗流淌、低溫抗開裂能力可以大大提高，耐老化和耐候性增強，和石料的粘附能力也增強。用聚合物改性浙青鋪筑的路面能顯著地提高抗永久變形能力、抗溫縮裂能力及抗疲勞開裂能力。由于這些優(yōu)良性能的產(chǎn)生，聚合物改性浙青成為鋪路浙青中的重要一支，在公路鋪路材料中發(fā)揮著越來越重要的作用。
[0004]目前常用的聚合物為SBS，SBR,EVA, PE等材料，這些都屬于基礎(chǔ)工業(yè)的原材料，價格昂貴，且浙青改性工藝復(fù)雜。據(jù)資料報道，添加廢舊橡膠粉可以改良浙青的品質(zhì)。廢舊橡膠粉作為資源再利用，在提高浙青品質(zhì)的同時，降低了產(chǎn)品成本、減輕了環(huán)境壓力、實現(xiàn)了變廢為寶。
[0005]橡膠是一種高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，常態(tài)下是內(nèi)聚力巨大的彈性體，單靠簡單的熱能、機械能很難把大量的橡膠粉均勻地分散于浙青中。常規(guī)的方法是先將橡膠粉在專用的脫硫設(shè)備中脫硫，然后再將脫硫后的橡膠粉加入浙青中進行生產(chǎn)，這樣生產(chǎn)橡膠改性浙青工藝復(fù)雜，需要專門的脫硫設(shè)備，不僅生產(chǎn)成本高，而且生產(chǎn)效率低，還增加了對環(huán)境污染的機率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種廢舊橡膠粉改性浙青及其制備方法，直接將橡膠粉加入浙青中再加入脫硫劑，使橡膠粉在反應(yīng)釜中加熱溶脹的同時進行脫硫，避免了傳統(tǒng)方法中先對橡膠粉進行脫硫再加入浙青中所造成的資源浪費，方法節(jié)約了生產(chǎn)設(shè)備，不使用專門的橡膠粉脫硫設(shè)備，并且廢舊橡膠粉摻量大，不僅降低了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)工序，而且脫硫時間長、脫硫充分，生產(chǎn)效率高。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種廢舊橡膠粉改性浙青，原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青60~70%廢舊橡膠粉25~35%脫硫劑I~2%軟化劑3~5%硫化劑0.5~1%硫化促進劑0.3~0.8%。
[0008]脫硫劑為4-叔丁基苯硫酚鋅、五氯硫酚、二苯基二硫化物、2，2- 二苯甲酰氨基二苯基二硫化物或五氯苯硫酚鋅鹽。
[0009]軟化劑為碳九石油樹脂。
[0010]硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑。
[0011]硫化劑為硫磺。[0012]廢舊橡膠粉改性浙青的制備方法，包括以下步驟:
(O按重量配比將浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C，將廢舊橡膠粉、脫硫劑、軟化劑加入至反應(yīng)釜中，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ；
(2)通過高速剪切機將上述混合物中的廢舊橡膠粉粉碎至150~200目，將粉碎后的混合物加入硫化罐中，并加入硫化劑和硫化促進劑，攪拌進行硫化。橡膠是一種高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料。常態(tài)下是內(nèi)聚力巨大的彈性體，單靠簡單的熱能、機械能很難把大量的橡膠粉均勻地分散于浙青中。通過實驗室對橡膠改性浙青材料的檢測及試驗路用性能檢測的結(jié)果表明，廢舊橡膠粉在浙青中的摻量及均勻度會直接影響浙青的品質(zhì)及路用性能。
[0013]常規(guī)的廢舊橡膠粉改性浙青是先將細度較細(60~80目)的橡膠粉脫硫，然后加入浙青中通過攪拌、混合和加熱溶脹而成，廢舊橡膠粉以懸浮的固體顆粒狀態(tài)充填在浙青當(dāng)中，高分子聚合物的力學(xué)性能不能充分發(fā)揮，也不能形成網(wǎng)兜效應(yīng)來限制浙青的自由度，因此不能更好地改良浙青的品質(zhì)。由于固體顆粒充填懸浮，其體系相當(dāng)不穩(wěn)定，很容易造成分層離析，且摻量不大(一般僅能摻到15~20%)。
[0014]本發(fā)明方法是將化學(xué)能、熱能與機械能相互結(jié)合合理配置。具體的做法是:先將重交浙青加入反應(yīng)釜中，加熱到160~180°C時再投入細度較粗(20~30目)的廢舊橡膠粉、脫硫劑、軟化劑等助劑，加熱攪拌，使其溶脹、脫硫，使S-S鍵，S-C鍵斷裂。橡膠粉的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)逐漸變成線性結(jié)構(gòu)，分子量由大變小，廢舊橡膠粉顆粒的彈性將慢慢失去，分子內(nèi)聚力也逐漸減小，此時以很小的機械力就能將橡膠粉破碎，使用高速剪切機能交橡膠粉剪切至100~150目最終使橡膠分子以線性結(jié)構(gòu)均勻地分散于浙青中。為使橡膠恢復(fù)原來優(yōu)良的物理、力學(xué)特性，再加入硫化劑、硫化促進劑對橡膠進行硫化(交聯(lián)反應(yīng))，使線性結(jié)構(gòu)的橡膠分子通過S-S鍵、S-C鍵重新交聯(lián)成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這樣做橡膠是以分子狀態(tài)分散在浙青當(dāng)中，能充分體現(xiàn)出橡膠的柔、彈等力學(xué)特性，使浙青的品質(zhì)得到充分改良，且廢舊橡膠粉摻量大，可達35%。
[0015]在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)廢舊橡膠粉的經(jīng)濟細度是20~30目，若超過40目，廢舊橡膠粉的生產(chǎn)效率將急劇下降，生產(chǎn)成本提高很多，生產(chǎn)一噸60~80目的橡膠粉要比生產(chǎn)20~30目的橡膠粉成本提高約1000元之多，以橡膠粉平均含量30%為例，生產(chǎn)一噸橡膠改性浙青，成本將提高300元左右。而本發(fā)明將橡膠、浙青和脫硫劑等混合加熱，然后用剪切機將20~40目的橡膠粉剪切成100~150目，每噸所耗電費僅5元，既能降低成本又能大大提聞廢舊橡I父粉的慘入量。
[0016]常規(guī)的脫硫方法是將橡膠粉在專用的脫硫設(shè)備中通過高溫脫硫，脫硫時間長，且對環(huán)境有污染。然后將脫硫后的橡膠粉加入浙青中再加熱溶脹，這樣重復(fù)長時間加熱，能耗高,生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。橡膠粉長時間高溫加熱必將導(dǎo)致橡膠降解過度,對橡膠分子鏈損害較大。本發(fā)明方法直接將橡膠粉加入浙青中再加入脫硫劑，使橡膠粉在反應(yīng)釜中加熱溶脹的同時進行脫硫，這樣的方法節(jié)約了生產(chǎn)設(shè)備，不僅降低了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)工序，而且脫硫充分，生產(chǎn)效率高。
[0017]二苯基二硫化物能夠通過化學(xué)作用加速橡膠分子的斷裂，能夠明顯提高橡膠塑解效率，從而節(jié)省能源，此物質(zhì)無毒、無污染、塑解效果好，對橡膠老化性能無影響，特別適用于高溫塑解。
[0018]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明方法直接將橡膠粉加入浙青中再加入脫硫劑，使橡膠粉在反應(yīng)釜中加熱溶脹的同時進行脫硫，避免了傳統(tǒng)方法中先對橡膠粉進行脫硫再加入浙青中所造成的資源浪費，節(jié)約了生產(chǎn)設(shè)備，不使用專門的橡膠粉脫硫設(shè)備，并且廢舊橡膠粉摻量大，可達35%，不僅降低了生產(chǎn)成本，減少了生產(chǎn)工序，而且脫硫時間長、脫硫充分，生產(chǎn)效率高。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
一種廢舊橡膠粉改性浙青，原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青68% 廢舊橡膠粉25%脫硫劑2%軟化劑3.5%硫化劑1%硫化促進劑0.5%。
[0020]脫硫劑為二苯基二硫化物，軟化劑為碳九石油樹脂，硫化劑為硫橫，硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑；橡膠粉為廢舊輪胎破碎的橡膠粉，細度為20~40目；浙青為重交道路浙青。
[0021]制備方法，包括以下步驟:
(1)將68Kg重交道路浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C時，投入25Kg廢舊橡膠粉、2Kg脫硫劑、3.5Kg軟化劑，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ；
(2)通過高速剪切機剪 切至上述混合物中廢舊橡膠粉的細度為150~200目，將上述混合物加入硫化罐中，并在硫化罐中加入IKg硫化劑和0.5Kg硫化促進劑,攪拌、硫化30分鐘即可。
[0022]實施例2
一種廢舊橡膠粉改性浙青，原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青62.5% 廢舊橡膠粉30%脫硫劑2%軟化劑4%硫化劑1%硫化促進劑0.5%。
[0023]脫硫劑為二苯基二硫化物，軟化劑為碳九石油樹脂，硫化劑為硫橫，硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑；橡膠粉為廢舊輪胎破碎的橡膠粉，細度為20~40目；浙青為重交道路浙青。
[0024]制備方法，包括以下步驟:
(1)將62.5Kg重交道路浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C時，投入30Kg廢舊橡膠粉、2Kg脫硫劑、4Kg軟化劑，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ；
(2)通過高速剪切機剪切至上述混合物中廢舊橡膠粉的細度為150~200目，將粉碎后的混合物加入硫化te，并在硫化te中加入IKg硫化劑和0.5Kg硫化促進劑，攬祥、硫化30分鐘即可。
[0025]實施例3
一種廢舊橡膠粉改性浙青，原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青60% 廢舊橡膠粉35%脫硫劑1%軟化劑3%硫化劑0.5%硫化促進劑0.5%。
[0026]脫硫劑為二苯基二硫化物，軟化劑為碳九石油樹脂，硫化劑為硫磺，硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑；橡膠粉為廢舊輪胎破碎的橡膠粉，細度為20~40目；浙青為重交道路浙青。
[0027]制備方法，包括以下步驟:
(I)將60Kg重交道路浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C時，投入35Kg廢舊橡膠粉、IKg脫硫劑、3Kg軟化劑，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ；(2)通過高速剪切機剪切至上述混合物中廢舊橡膠粉的細度為150~200目，將粉碎后的混合物加入硫化罐中，并在硫化罐中加入0.5Kg硫化劑和0.5Kg硫化促進劑,攪拌、硫化30分鐘即可。
[0028]實施例4
一種廢舊橡膠粉改性浙青，原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青63.5% 廢舊橡膠粉30%脫硫劑1%軟化劑4%硫化劑1%硫化促進劑0.5%。
[0029]脫硫劑為二苯基二硫化物，軟化劑為碳九石油樹脂，硫化劑為硫橫，硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑；橡膠粉為廢舊輪胎破碎的橡膠粉，細度為20~40目；浙青為重交道路浙青。
[0030]制備方法，包括以下步驟:
(1)將635Kg重交道路浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C時，投入300Kg廢舊橡膠粉、IOKg脫硫劑、40Kg軟化劑，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ；
(2)通過高速剪切機剪切至上述混合物中廢舊橡膠粉的細度為150~200目，將粉碎后的混合物加入硫化te中，并在硫化te中加入IOKg硫化劑和5Kg硫化促進劑，攬祥、硫化30分鐘即可。
[0031]對實施例1至4制備的廢舊橡膠改性浙青進行了大量的試驗，試驗方法按交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)JTJ052-2000《公路工程浙青混合料試驗規(guī)程》相關(guān)規(guī)程進行，試驗結(jié)果檢測指標(biāo)按交通運輸部部頒標(biāo)準(zhǔn)JT/T798-2001《公路工程廢胎膠粉橡膠浙青》的相關(guān)要求，實驗結(jié)果如下表所示:
【權(quán)利要求】
1.一種廢舊橡膠粉改性浙青，其特征在于:原料按重量配比由以下物質(zhì)組成:浙青60~70%廢舊橡膠粉25~35%脫硫劑I~2%軟化劑3~5%硫化劑0.5~1%硫化促進劑0.3~0.8% ;廢舊橡膠粉的粒度為20~40目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊橡膠粉改性浙青，其特征在于所述脫硫劑為4-叔丁基苯硫酚鋅、五氯硫酚、二苯基二硫化物、2，2- 二苯甲酰氨基二苯基二硫化物或五氯苯硫酚鋅鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊橡膠粉改性浙青，其特征在于所述軟化劑為碳九石油樹脂。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊橡膠粉改性浙青，其特征在于所述硫化促進劑為二硫代氨基甲酸鹽系硫化促進劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊橡膠粉改性浙青，其特征在于所述硫化劑為硫磺。
6.權(quán)利要求1至5中任意一項所述的廢舊橡膠粉改性浙青的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (O按重量配比將浙青投入反應(yīng)釜中，加熱至160~180°C，將廢舊橡膠粉、脫硫劑、軟化劑加入至反應(yīng)釜中，攪拌使上述物質(zhì)混合均勻，升溫10~30°C ； (2)通過高速剪切機將上述混合物中的廢舊橡膠粉粉碎至150~200目，將粉碎后的混合物加入硫化罐中，并加入硫化劑和 硫化促進劑，攪拌進行硫化。
【文檔編號】C08J11/28GK103881405SQ201410137564
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】王國清 申請人:王國清