一種高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種瀝青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法，尤其涉及一種高溫拌合型廢橡 膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，在我國"十二五"發(fā)展規(guī)劃 期間，年均新增公路10萬公里，在規(guī)劃末我國公路總里程達(dá)到450萬公里，二級以上公路里 程達(dá)到65萬公里，高速公路總里程達(dá)到10. 8萬公里。所以，屆時我國國內(nèi)將面臨著高等級 道路瀝青的巨大需求。高等級道路的建設(shè)對瀝青有著較高的要求，目前可以滿足要求的瀝 青改性劑有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)，丁苯橡膠（SBR)，乙烯醋酸乙烯共聚物 (EVA)等，在國內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。但這些原料價格較高，在1.4-3萬元/噸不等，且國內(nèi) 的生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)能不能滿足巨大的市場需求，部分依賴進(jìn)口。所以我國道路瀝青的生產(chǎn)，需 要一種價格低廉、來源充足的改性劑。
[0003] 我國每年產(chǎn)生的廢輪胎以8 % -10%的速度遞增，在2010年，廢輪胎的產(chǎn)生量約 2. 5億條，而回收利用率僅為50%左右，造成巨大資源浪費的同時，廢輪胎的焚燒、填滿等 處理方法，也造成了 "黑色污染"。輪胎橡膠的組成，一般為天然橡膠、合成橡膠等，所以將 輪胎橡膠應(yīng)用于道路瀝青的改性。磨碎的廢輪胎膠粉的價格為2000-3000元/噸，與基質(zhì) 瀝青的價格相當(dāng)，所以具有顯著的價格優(yōu)勢。但膠粉改性瀝青存在膠粉與瀝青之間存在相 容性差，工藝路線復(fù)雜，對設(shè)備要求高的問題。如CN101812234A公開了一種廢膠粉/廢塑 料/SBS符合改性瀝青及其制備方法，將廢膠粉/廢塑料/SBS復(fù)配對基質(zhì)瀝青進(jìn)行改性，得 到的瀝青具有優(yōu)良的性能和儲存穩(wěn)定性，但其中仍加入了 SBS等價格較高的改性劑，所以 生產(chǎn)成本較高。CN 101817946 A公開了一種活化廢橡膠粉及其改性瀝青的制備方法，先將 廢橡膠粉與軟化劑和橡膠活化劑混合得到活化廢橡膠粉，再將活化廢橡膠粉與基質(zhì)瀝青混 合，加熱并高速剪切得到所述的活化廢橡膠粉改性瀝青。該種瀝青儲存穩(wěn)定較好，但性能遠(yuǎn) 低于SBS改性瀝青，且需要高速剪切機(jī)等昂貴設(shè)備。CN 101824226 A公開了一種熱儲存穩(wěn) 定的廢舊輪胎膠粉改性瀝青的制備方法，該方法首先用偶聯(lián)劑、水和酒精配置偶聯(lián)劑水解 溶液對廢舊輪胎橡膠粉進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理得到的橡膠粉加入到熱的基質(zhì)瀝青中攪 拌改性反應(yīng)。該方法得到的改性瀝青，膠粉在瀝青中的分散和熱儲存穩(wěn)定性好，但需要膠粉 的預(yù)處理需要大量的水和酒精，同時要將膠粉表面的溶液烘干，所以會產(chǎn)生廢液，同時能耗 較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提出的一種高溫拌合型廢橡膠改性瀝 青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法，配方的組成和制備方法相對簡單，可以顯著改善高溫儲存 穩(wěn)定性，高溫性能，低溫性能，并且制備工藝簡單，設(shè)備要求不高，適合大批量生產(chǎn)。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決技術(shù)問題：一種高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑 組合物，包括以下重量百分比的組分：
[0006] 廢橡膠粉 18%-30%
[0007] 芳烴油 69%-80%
[0008] 橡膠硫化劑0· 1 % _2 %。
[0009] 上述配方中，所述廢橡膠粉是由廢輪胎粉碎成粒徑為20-100目的橡膠粉。
[0010] 所述芳烴油取自糠醛抽出油和催化裂化油漿中的至少一種。
[0011] 所述芳烴油的芳香分含量為50 % -70 %。
[0012] 所述橡膠硫化劑為硫磺、二硫代氨基甲酸鹽類化合物、硫脲類化合物、胍類化合 物、秋蘭姆類化合物、醛胺類化合物中的至少一種。
[0013] 本發(fā)明進(jìn)一步提供拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物的制備方法，包括以下 步驟：
[0014] 第一步、將所述廢橡膠粉放入微波設(shè)備中進(jìn)行輻照處理后冷卻至室溫；
[0015] 第二步、將所述芳烴油進(jìn)行預(yù)處理，再加熱至160-2KTC ;
[0016] 第三步、將輻照處理后的廢橡膠粉加入第二步的芳烴油中，保持溫度攪拌10-50 分鐘；
[0017] 第四步，在第三步的混合物中加入橡膠硫化劑，繼續(xù)保持溫度攪拌10-20分鐘，即 得成品。
[0018] 其中，所述第一步中，微波輻照的時間為1-6分鐘，功率為320W-800W。
[0019] 所述第二步中，芳烴油的預(yù)處理是將芳烴油，用芳烴萃取劑，按溶劑比3-1:1，在 50-80°C下萃取，振蕩10-60分鐘、再靜置20-50分鐘，得到萃取液，蒸去溶劑，得到萃取相即 為所需的芳烴油。
[0020] 以上方法采用攪拌器攪拌，所述攪拌器的轉(zhuǎn)速為300-1500轉(zhuǎn)/分鐘。第一步優(yōu)選 的微波時間為2分鐘，功率為480W。廢輪胎膠粉可以選用各種卡車、小汽車輪胎加成而成的 橡膠粉，優(yōu)選卡車輪胎膠粉，粒度選用20-60目。第二步中芳烴油優(yōu)選糠醛抽出油，芳烴萃 取劑優(yōu)選N-甲基吡咯烷酮，溶劑比為2:1，萃取溫度為60°C，振蕩和靜置時間各為30分鐘。 第三步中所述膠粉與芳烴油的配比為1:5-1，優(yōu)選為1:4 ;溫度優(yōu)選為180°C，時間優(yōu)選為40 分鐘。第四步中所述橡膠硫化劑優(yōu)選為硫磺，加量優(yōu)選為〇. 2%，攪拌時間優(yōu)選為10分鐘。
[0021] 本發(fā)明的原料配比中含有廢輪胎膠粉，廢輪胎膠粉的主要來源是廢輪胎，將廢輪 胎回收利用，可以緩解日益嚴(yán)重的"黑色污染"，產(chǎn)生社會、經(jīng)濟(jì)效益；而糠醛抽出油是一種 產(chǎn)品附加值很低的煉油副產(chǎn)物，一般當(dāng)做燃料油出售，將其用于高等級道路瀝青的制備，可 以顯著提高其產(chǎn)品附加值。而本發(fā)明所用的設(shè)備和工藝簡單，易于控制，生產(chǎn)成本低，環(huán)境 污染小，可以廣泛適用于道路瀝青的生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0022] 實施例一
[0023] 本實施例按以下方法制備高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物：
[0024] 將廢輪胎膠粉置于微波設(shè)備中，設(shè)定時間為2分鐘，功率為480W，微波處理后冷 卻。
[0025] 按照溶劑比2:1將糠醛抽出油與N-甲基吡咯烷酮混合，在60°C下振蕩30分鐘后 靜置30分鐘，去萃取液，蒸去溶劑后，得到芳烴油。
[0026] 將20%的處理膠粉與79. 8%的芳烴油混合，在180°C下，攪拌30分鐘。
[0027] 將0. 2%的硫磺加入到上述混合物中，在180°C下攪拌10分鐘，即得廢輪胎膠粉改 性瀝青增強(qiáng)劑。
[0028] 本實施例的應(yīng)用方法如下：
[0029] 按照廢輪胎膠粉改性瀝青的重量為100%計，其中膠粉為20%，增強(qiáng)劑6. 5%，余 量為基質(zhì)瀝青，將上述三者加熱混合，在190°C下機(jī)械攪拌30分鐘，得到廢輪胎膠粉改性瀝 青，測定其延度，軟化點，針入度，離析軟化點差，見表1。
[0030] 實施例二
[0031] 本實施例按以下方法制備高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物：
[0032] 將廢輪胎膠粉置于微波設(shè)備中，設(shè)定時間為2分鐘，功率為480W，微波處理后冷 卻。
[0033] 按照溶劑比2:1將糠醛抽出油與N-甲基吡咯烷酮混合，在60°C下振蕩30分鐘后 靜置30分鐘，去萃取液，蒸去溶劑后，得到芳烴油。
[0034] 按照膠粉：芳烴油=1:4,在180°C下，攪拌40分鐘，得到廢輪胎膠粉改性瀝青增強(qiáng) 劑。
[0035] 本實施例的應(yīng)用方法如下：
[0036] 按照廢輪胎膠粉改性瀝青的重量為100%計，其中膠粉為20%，增強(qiáng)劑20%，余量 為基質(zhì)瀝青，將上述三者加熱混合，在190°C下機(jī)械攪拌30分鐘，得到廢輪胎膠粉改性瀝 青，測定其延度，軟化點，針入度，離析軟化點差，見表1。
[0037] 實施例三
[0038] 本實施例的制備方法與實施例一相同，不再贅述。
[0039] 本實施例的應(yīng)用方法如下：
[0040] 按照廢輪胎膠粉改性瀝青的重量為100%計，其中膠粉為20%，余量為基質(zhì)瀝青， 將二者加熱混合，在190°C下機(jī)械攪拌30分鐘，得到廢輪胎膠粉改性瀝青，測定其延度，軟 化點，針入度，離析軟化點差，見表1。
[0041] 表 1
[0042]
【主權(quán)項】
1. 一種高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物，包括以下重量百分比的組分： 廢橡膠粉 18% -30% 芳烴油 69% -80% 橡膠硫化劑 0.1%-2%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物，其特征是：所述廢 橡月父粉是由廢輪胎粉碎成粒徑為20-100目的橡I父粉。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物，其特征是：所述芳 烴油取自糠醛抽出油和催化裂化油漿中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物，其特征是：所述芳 烴油的芳香分含量為50 % -70 %。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物，其特征是：所述橡膠硫 化劑為硫磺、二硫代氨基甲酸鹽類化合物、硫脲類化合物、胍類化合物、秋蘭姆類化合物、醛 胺類化合物中的至少一種。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物的制備方法，包括以下步 驟： 第一步、將所述廢橡膠粉放入微波設(shè)備中進(jìn)行輻照處理后冷卻至室溫； 第二步、將所述芳烴油進(jìn)行預(yù)處理，再加熱至160-2KTC ; 第三步、將輻照處理后的廢橡膠粉加入第二步的芳烴油中，保持溫度攪拌10-50分鐘； 第四步，在第三步的混合物中加入橡膠硫化劑，繼續(xù)保持溫度攪拌10-20分鐘，即得成 品。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物的制備方法，其特征是： 所述第一步中，微波輻照的時間為1-6分鐘，功率為320W-800W。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物的制備方法，其特征是： 所述第二步中，芳烴油的預(yù)處理是將芳烴油，用芳烴萃取劑，按溶劑比3-1:1，在50-80°C下 萃取，振蕩10-60分鐘、再靜置20-50分鐘，得到萃取液，蒸去溶劑，得到萃取相即為所需的 芳徑油。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物的制備方法，其特征是： 采用攪拌器攪拌，所述攪拌器的轉(zhuǎn)速為300-1500轉(zhuǎn)/分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種瀝青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法，尤其涉及一種高溫拌合型廢橡膠改性瀝青增強(qiáng)劑組合物及其制備方法，屬于化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括以下重量百分比的組分：廢橡膠粉18％-30％，芳烴油69％-80％，橡膠硫化劑0.1％-2％。本發(fā)明的原料配比中含有廢輪胎膠粉，廢輪胎膠粉的主要來源是廢輪胎，將廢輪胎回收利用，可以緩解日益嚴(yán)重的“黑色污染”，產(chǎn)生社會、經(jīng)濟(jì)效益；而糠醛抽出油是一種產(chǎn)品附加值很低的煉油副產(chǎn)物，一般當(dāng)做燃料油出售，將其用于高等級道路瀝青的制備，可以顯著提高其產(chǎn)品附加值。而本發(fā)明所用的設(shè)備和工藝簡單，易于控制，生產(chǎn)成本低，環(huán)境污染小，可以廣泛適用于道路瀝青的生產(chǎn)。
【IPC分類】C08K3-06, C08L21-00, C08K5-01, C08J3-28, C08L95-00, C08K13-02
【公開號】CN104558732
【申請?zhí)枴緾N201410843443
【發(fā)明人】王楓, 周曉龍, 匡民明, 蘇文國, 李關(guān)龍, 趙云舟
【申請人】江蘇文昌新材料科技有限公司, 華東理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日