一種廢舊高分子改性瀝青組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種廢舊高分子改性瀝青組合物，包含以下重量份的成分：石油瀝青60～85份，廢舊高分子材料6～20份，相容劑1～8份，SBS 1～1.5份，穩(wěn)定劑0.01～0.5份，天然瀝青、煤瀝青或生物瀝青中的一種或多種1～10份。所述廢舊高分子改性瀝青組合物，能夠很好地提高廢舊高分子材料改性瀝青的高溫貯存穩(wěn)定性，加入相容劑改善了高分子材料的預(yù)溶脹及與瀝青的相似相容性，加入極少量的SBS和穩(wěn)定劑可以極大提高廢舊高分子材料在瀝青中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，天然瀝青或煤瀝青或生物瀝青替代一部分石油瀝青，可以降低組合物的造價(jià)，制備得到的改性瀝青具有優(yōu)良的高溫性能、低溫延展性，其制備方法簡單、安全、便于工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】-種廢舊高分子改性巧青組合物及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路建筑材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種廢舊高分子改性漸青組合物，W 及它的制備方法；該廢舊高分子改性漸青組合物可應(yīng)用于道路建設(shè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 石油漸青是石油煉制的終端產(chǎn)品，由于目前的過度開采和使用，石油資源日益減 少，面臨枯竭的危險(xiǎn)。科學(xué)家預(yù)計(jì)到本世紀(jì)中葉，即2050年左右，石油資源將會(huì)開采殆盡。 石油資源日益匿乏，導(dǎo)致石油漸青價(jià)格節(jié)節(jié)攀升。
[0003] 近年來，由于石油價(jià)格的迅速增長W及廢舊高分子材料所帶來的環(huán)境壓力，使得 在改性漸青中添加廢舊高分子材料，并應(yīng)用在道路中受到廣泛的關(guān)注；而且由于其原料來 源于廢舊材料，使得其具有相對(duì)于SBS改性漸青較好的成本優(yōu)勢(shì)。但是作為新一代道路石 油漸青材料，目前單純使用廢舊膠粉改性漸青和廢舊塑料改性漸青還存在一些性能缺陷： 1)廢舊膠粉在漸青中溶脹后在高溫下存膽不穩(wěn)定，膠粉顆粒容易聚集而引起分層；2)單純 廢膠粉改性漸青在低溫和常溫下可W充分發(fā)揮橡膠性能，提高漸青路面的柔初性，減少反 射裂縫和車徹的產(chǎn)生，W及降低噪音等；但是其高溫軟化點(diǎn)較低，在夏季高溫路面承載力不 足，使得高溫性能不足；3)廢膠粉改性漸青在膽存過程中容易引起膠粉的溶脹降解而導(dǎo)致 性能衰減，軟化點(diǎn)和黏度降低W致不能使用；4)廢舊塑料材料由于是聚帰姪類物質(zhì)，加入 漸青中，可W大幅度提高高溫抗車徹性能；但是聚己帰等廢舊塑料材料與漸青的相容性差， 高溫膽存聚帰姪顆粒易于聚集，不穩(wěn)定，影響了其在道路工程中的應(yīng)用。
[0004] 經(jīng)過前期文獻(xiàn)檢索，中國專利均為涉及到廢舊塑料和廢舊膠粉改性漸青技術(shù)，女口 CN101864102B，CN1364828, CN101805524B，CN102604397A，CN102020860A，CN102010532A 均 為把廢舊塑料和廢膠粉預(yù)先在高分子材料加工設(shè)備中加工造粒后再行使用，增加了加工工 序；而且廢舊橡膠在高溫加工時(shí)容易散發(fā)橡膠氣味，危害操作者健康和污染環(huán)境。
[0005] 我國天然漸青儲(chǔ)量豐富，面對(duì)石油漸青資源的巨大壓力，天然漸青常被用來替代 部分石油漸青形成天然漸青改性漸青。且天然漸青含有促進(jìn)石油漸青中的活性基團(tuán)（駿 基、撰基、酵或蔡等）交聯(lián)聚合的有機(jī)鏈，使得慘入天然漸青的石油漸青分子的排列方式和 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（結(jié)點(diǎn)和強(qiáng)度）得W改善，增強(qiáng)了漸青內(nèi)聚力，使其抗流動(dòng)性、抗氧化性、粘附性和 感溫性等獲得明顯的改善；尤其在抗車徹方面，更是表現(xiàn)出十分優(yōu)異的特性。生物漸青材料 中含有極性醋基與非極性的直鏈焼姪，可W作為界面劑增加漸青中飽和姪與漸青質(zhì)的相溶 性，因此，能更好地穩(wěn)定漸青在載荷作用下的膠體結(jié)構(gòu)。但是，單純地利用天然漸青或生物 漸青，路用性能還不能滿足我國規(guī)范要求。
[0006] 因此，若能將廢舊高分子材料和天然漸青或生物漸青結(jié)合起來使用，開發(fā)出一種 全新的改性漸青，克服單純地利用廢舊高分子材料、天然漸青/生物漸青的缺陷，勢(shì)必會(huì)有 巨大的市場前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的之一在于，提供一種廢舊高分子改性漸青組合物。主要解決了廢舊 高分子材料在漸青中不穩(wěn)定，高溫膽存時(shí)廢舊塑料上浮，廢舊橡膠下沉的問題。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于，提供一種所述廢舊高分子改性漸青組合物的制備方法。
[0009] 本發(fā)明提供的廢舊高分子改性漸青組合物，包含W下重量份的成分：石油漸青 60?85份，廢舊高分子材料6?20份，相容劑1?8份，SBSl?1.5份，穩(wěn)定劑0.01? 0. 5份，天然漸青、煤漸青或生物漸青中的一種或多種1?10份。
[0010] 本發(fā)明提供的廢舊高分子改性漸青組合物，優(yōu)選地，包含W下重量份的成分；石油 漸青70?85份，廢舊高分子材料11?14份，相容劑1. 8?7. 5份，SBS 1?1. 25份，穩(wěn) 定劑0. 2?0. 25份，天然漸青、煤漸青或生物漸青中的一種或多種1?7份。
[0011] 本發(fā)明中的SBS均指苯己帰-下二帰-苯己帰H嵌段熱塑性彈性體。
[0012] 其中，若采用天然漸青、煤漸青和生物漸青H者的混合物，天然漸青、煤漸青和生 物漸青的重量比為化5:1:0. 5)?（4. 5:1:0. 5)。
[0013] 其中，所述石油漸青的25C針入度為20?120dmm。
[0014] 其中，所述廢舊高分子材料為廢舊膠粉和廢舊塑料。
[0015] 進(jìn)一步地，所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為化?18) : (1?4)。
[0016] 更進(jìn)一步地，所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為巧?12) : (1?4)。
[0017] 進(jìn)一步地，所述廢舊膠粉的目數(shù)為40?200目。它是由廢舊汽車輪胎經(jīng)過常溫或 者冷凍粉碎得到的。
[0018] 進(jìn)一步地，所述廢舊塑料是高密度聚己帰、低密度聚己帰、或者聚丙帰中的一種或 多種。廢舊塑料最好也采用顆粒狀的。
[0019] 其中，所述相容劑為芳姪油，慷酵抽出油或植物油中的一種或多種。
[0020] 進(jìn)一步地，所述植物油為桐油、當(dāng)麻油、玉米油、大豆油、菜巧油或亞麻油。
[0021] 其中，所述穩(wěn)定劑為硫賴或過氧化物，優(yōu)選硫賴。
[0022] 其中，所述天然漸青為湖漸青、巖漸青、海底漸青或油頁巖中的一種或多種。
[0023] 其中，所述煤漸青的目數(shù)為60?180目。它是由煤焦油再經(jīng)蒸觸加工后制成的中 溫煤漸青，且粉碎后過篩得到。
[0024] 其中，所述生物漸青由生物油經(jīng)過蒸觸、萃取、氧化或調(diào)和工藝后制備得到。
[00巧]本發(fā)明提供的所述廢舊高分子改性漸青組合物的制備方法，包括W下步驟：
[0026] 步驟一：將所述比例的相容劑和/或生物漸青加熱至130?15(TC并攬拌5?10 分鐘后，升溫至160?20(TC加入所述比例的廢舊塑料和/或天然漸青和/或煤漸青（尤其 是；廢舊塑料和天然漸青，或者廢舊塑料和煤漸青），剪切20?40分鐘，剪切速率為5000? 70(K)r/min，得到廢舊塑料預(yù)混物；
[0027] 步驟二：將所述比例的石油漸青加熱至130?150°C并攬拌5?IOmin后，加入步 驟一得到的廢舊塑料預(yù)混物、廢舊膠粉和所述比例的SBS，在140?20(TC下剪切20?60 分鐘，剪切速率為5000?7000r/min ;
[0028] 步驟H ;然后再加入所述比例的穩(wěn)定劑，在140?20(TC，剪切30?45分鐘，剪切 速率為5000?7000r/min，即得所述廢舊高分子改性漸青組合物產(chǎn)品。
[0029] 進(jìn)一步地，所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為化?18) : (1?4)。
[0030] 更進(jìn)一步地，所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為巧?12) : (1?4)。
[0031] 本發(fā)明的廢舊高分子改性漸青組合物具有W下技術(shù)效果：
[0032] (1)用相容劑將廢舊塑料和天然漸青預(yù)先烙融共混，在高速剪切混合乳化機(jī)的強(qiáng) 烈剪切和高溫作用下，廢舊塑料烙融變細(xì)，提高改性漸青對(duì)高分子材料的溶脹，提高了廢舊 塑料在漸青中的分散性，便于剪切過程中對(duì)高分子材料的加工，大大縮短了制備改性漸青 的時(shí)間。
[0033] (2)廢舊高分子材料（廢舊塑料和廢舊膠粉）在熱塑性彈性體SBS和穩(wěn)定劑構(gòu)成 的分子間H維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中達(dá)到了均勻分散，加入的天然漸青和或生物漸青中存在含氧基團(tuán) (駿基、輕基、醋基）等于漸青中的極性基團(tuán)發(fā)生了某些化學(xué)反應(yīng)，使得廢舊高分子材料、相 容劑、漸青之間產(chǎn)生了接枝或者交聯(lián)的化學(xué)結(jié)合，使得廢舊塑料和廢舊膠粉在漸青中達(dá)到 了高溫下分子運(yùn)動(dòng)減緩，達(dá)到了儲(chǔ)存穩(wěn)定，不離析。
[0034] (3)本發(fā)明的廢舊高分子改性漸青組合物的制備方法工藝簡單、經(jīng)濟(jì)安全、便于實(shí) 現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
[00巧]總之，本發(fā)明提供的廢舊高分子改性漸青組合物，其能夠很好地提高廢舊高分子 材料改性漸青的高溫膽存穩(wěn)定性，加入相容劑改善了高分子材料的預(yù)溶脹及與漸青的相 似相容性，加入極少量的SBS和穩(wěn)定劑可W極大提高廢舊高分子材料在漸青中的儲(chǔ)存穩(wěn)定 性，價(jià)格低廉的天然漸青或煤漸青或生物漸青材料替代一部分石油漸青，可W降低組合物 的造價(jià)，制備得到的改性漸青組合物起到協(xié)同增強(qiáng)的作用，具有優(yōu)良的高溫性能、低溫延展 性，其制備方法簡單、安全、便于工業(yè)化應(yīng)用。

【具體實(shí)施方式】
[0036] W下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0037] 本發(fā)明中未提及的操作均為本領(lǐng)域的常規(guī)操作，本發(fā)明中所使用的物料均為可W 從市場上購買得到的常規(guī)物料。
[0038] 本發(fā)明如下實(shí)施例1?4和對(duì)比例得到的廢舊高分子改性漸青組合物產(chǎn)品中，各 原料組成配比如表0所示（表0中的百分號(hào)指的是重量百分比）：
[0039] 表0;各原料組成配比
[0040]

【權(quán)利要求】
1. 一種廢舊高分子改性浙青組合物，包含以下重量份的成分：石油浙青60?85份，廢 舊高分子材料6?20份，相容劑1?8份，SBS 1?1. 5份，穩(wěn)定劑0. 01?0. 5份，天然浙 青、煤浙青或生物浙青中的一種或多種1?10份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，包含以下重量份 的成分：石油浙青70?85份，廢舊高分子材料11?14份，相容劑1. 8?7. 5份，SBS 1? 1. 25份，穩(wěn)定劑0. 2?0. 25份，天然浙青、煤浙青或生物浙青中的一種或多種1?7份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，采用天 然浙青、煤浙青和生物浙青三者的混合物，天然浙青、煤浙青和生物浙青的重量比為 (0? 5:1:0. 5)?（4. 5:1:0. 5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述 石油浙青的25°C針入度為20?120dmm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4任意一項(xiàng)所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述 廢舊高分子材料為廢舊膠粉和廢舊塑料； 所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為（6?18) : (1?4); 優(yōu)選地，所述廢舊膠粉和廢舊塑料的重量比為（8?12) : (1?4)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述廢舊膠粉的 目數(shù)為40?200目； 所述廢舊塑料是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、或者聚丙烯中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項(xiàng)所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述 相容劑為芳烴油，糠醛抽出油或植物油中的一種或多種； 所述植物油為桐油、蓖麻油、玉米油、大豆油、菜籽油或亞麻油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7任意一項(xiàng)所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述 穩(wěn)定劑為硫磺或過氧化物，優(yōu)選硫磺。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?8任意一項(xiàng)所述的廢舊高分子改性浙青組合物，其特征在于，所述 天然浙青為湖浙青、巖浙青、海底浙青或油頁巖中的一種或多種； 所述煤浙青的目數(shù)為60?180目。
10. 權(quán)利要求1?9任意一項(xiàng)所述廢舊高分子改性浙青組合物的制備方法，包括以下步 驟： 步驟一：將所述比例的相容劑和/或生物浙青加熱至130?150°C并攪拌5?10分鐘 后，升溫至160?200°C加入所述比例的廢舊塑料和/或天然浙青和/或煤浙青，剪切20? 40分鐘，剪切速率為5000?7000r/min，得到廢舊塑料預(yù)混物； 步驟二：將所述比例的石油浙青加熱至130?150°C并攪拌5?lOmin后，加入步驟一 得到的廢舊塑料預(yù)混物、廢舊膠粉和所述比例的SBS，在140?200°C下剪切20?60分鐘， 剪切速率為5000?7000r/min ; 步驟三：然后再加入所述比例的穩(wěn)定劑，在140?200°C，剪切30?45分鐘，剪切速率 為5000?7000r/min，即得所述廢舊高分子改性浙青組合物產(chǎn)品。
【文檔編號(hào)】C08L53/02GK104356662SQ201410720791
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】李作恒, 曹東偉, 趙文忠, 張海燕, 馬澤銘, 范勇軍, 王丙興, 張艷君 申請(qǐng)人:河北省高速公路邢汾管理處, 交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究所