CN101143968A - 提高储存稳定性的废胶粉改性沥青组合物及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高储存稳定性的胶粉改性沥青组合物及其制备方法。首先采用一种或几种液体添加剂对胶粉进行喷涂处理，然后将处理过的废橡胶粉加入到基础沥青中，在适宜温度下，经高剪切或胶体磨设备处理一段时间即可制得本发明胶粉改性沥青。本发明所提供的方法不仅工艺简单，对胶粉改性沥青的稳定性有明显改善，而且制备的改性沥青还具有良好的高低温性能。

Description

提高储存稳定性的废胶粉改性沥青组合物及其制备

技术领域

本发明涉及一种废橡胶粉改性沥青组合物及其制备方法，特别是提高废胶粉改性沥青储存稳定性的组合物及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的发展，越来越多的废旧轮胎形成的“黑色污染”，正在威胁着我们的生存环境。采用废胶粉生产高质量的改性沥青，可以将废橡胶充分利用。有利于消除环境污染，而且还能改善沥青路面的性能。

然而，目前少量利用废轮胎胶粉的改性沥青只限于现场式生产，边生产边使用，而且改性效果不十分理想。存在的主要技术问题是胶粉改性沥青的储存稳定性问题。为了改善胶粉在沥青中的分散，目前采取的主要方法是使胶粉降解或加入一些相容剂，以便使胶粉均匀稳定地分散在沥青中。CN03118863公开了一种脱硫胶粉改性沥青的制备方法。该方法是采用相容剂如：环氧化聚丁烯、甲基丙烯酸环氧丙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或顺丁烯二酸来改善脱硫废橡胶粉沥青的储存稳定性，此方法仅局限于脱硫胶粉，因此，使用范围受到限制。US5,704,971公开了一种均匀橡胶粉生产沥青改性剂的制备方法，该方法是首先用双氧水将废橡胶粉进行氧化，具体方法是：将双氧水加入到废橡胶粉中，在65℃～85℃的温度下搅拌30分钟进行氧化，使胶粉表面因氧化而产生较多的羧基，然后将氧化后的胶粉加入到加有少量相容剂的沥青中，从而使体系稳定。这种工艺过程复杂、胶粉降解的同时，沥青性质也发生劣化。WO9414896，WO9728220，CN03135004提出将较高含量胶粉加入到沥青中，经高速剪切和高温混合制备高浓度的胶粉改性沥青，得到降解的储存稳定的胶粉改性沥青，这一方法在制备高浓度胶粉改性沥青的时候因粘度太大，不利于生产。

发明内容

本发明的目的就是提供一种储存稳定的胶粉改性沥青的制备方法，通过对胶粉进行预处理，再添加适宜的交联剂来提高胶粉改性沥青的储存稳定性。

本发明废橡胶粉改性沥青以重量计其组成包括：

基础沥青            65％～98.5％；

胶乳改性废橡胶粉    1％～30％；

聚合物              0％～1 0.0％；

交联剂              0.1％～5.0％。

上述基础沥青可以是减压渣油、直馏沥青，也可以是氧化工艺、调和工艺等得到的各种沥青，根据产品要求调整基础沥青的针入度等指标。

废橡胶粉一般要求选用通过小于等于60目筛子的废橡胶粉。废橡胶粉可以是常温法、常温湿法或常温助剂法、低温冷冻法或常温助剂法等制备的胶粉，也可以是各种活化胶粉。胶乳改性废橡胶粉为采用液体添加剂对胶粉进行喷涂包裹，然后干燥。液体添加剂可以是液体天然橡胶胶乳、丁苯胶乳、聚丁二烯胶乳、聚异戊二烯胶乳、苯乙烯一丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、苯丙胶乳、聚苯乙烯胶乳、丁苯吡胶乳等中的一种或几种的混合物。加入量为占胶粉重量的1％～30％。

聚合物采用本领域常规的各种可以改善沥青产品性质的聚合物。这些聚合物是本领域技术人员熟知的类似如：天然橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯和聚苯乙烯等中的一种或几种。聚合物的加入量根据改性沥青产品的性质要求，按本领域一般知识确定。

交联剂是本领域常用的各种类型的交联剂。如硫磺、含硫磺的组合物、含硫化合物(如次磺酰类、秋兰姆类等)、金属氧化物(如氧化锌)等，可以采用一种交联剂，也可以采用儿种交联剂配合使用。

当然，本发明改性沥青组合物中还可以根据使用的要求添加一些适宜的组分，如抗老化剂、增稠剂等。抗老化剂如：N-苯基-N＇-环己基对苯二胺、2，6-二叔丁基苯酚等一些常用的橡胶防老剂。增稠剂如：萜烯树脂、松香、氯化铁、硬脂酸盐、硫酸盐。

本发明废橡胶粉改性沥青的制备过程如下：

(1)首先将胶粉进行喷涂改性处理，即：采用一种或者几种占胶粉重量1％～30％的液体添加剂对胶粉进行喷涂包裹，在50～120℃，干燥0.5～10小时。

(2)将基础沥青加热熔化，加入处理后的胶粉，在温度160℃～220℃下，剪切60～120分钟，然后再加入聚合物及交联剂，继续剪切30～90分钟即可，也可以将胶粉、聚合物及交联剂一同加入，优选前一种加入方式。高速剪切设备可以选择常规的高速剪切设备，如胶体磨、高剪切混合机等。

废橡胶粉的成份非常复杂，含有无机填料、炭黑、高分子量的碳氢化合物的聚合物等，而且无机填料、炭黑含量很高，这些无机填料和炭黑严重影响着废橡胶粉颗粒在沥青中的均匀分散和储存稳定性。本发明采用液体添加剂将胶粉进行喷涂包裹及加入适量的交联剂来改善废橡胶粉在沥青中的分散和储存稳定性。本发明废橡胶改性沥青组合物成分简单，添加剂种类少，适宜大规模应用。本发明生产方法简便，生产成本低。

具体实施方式

下面将借助于实施例对本发明作进一步的说明。其中百分含量为重量百分含量。

实施例1

400克针入度(25℃，0.1mm)为94的基础沥青，先加热到160℃熔化；加入13％的处理过的80目胶粉(用占胶粉重量5％的液体添加剂【淄博齐翔工贸有限责任公司生产的1502胶乳】对胶粉进行喷涂包裹，在80℃下，干燥1小时。)及0.15％的硫磺交联剂，在180℃剪切90分钟。该改性沥青与胶粉没有经过预处理过的改性沥青相比，胶粉改性沥青的稳定性明显得到改善，离析试验上、下软化点差从-5.5℃变化到-0.5℃，完全达到了SBS改性沥青储存稳定性技术要求。

实施例2

本实施例和实施例1相比，不同之处在于：又加入了2％的SBS聚合物，所制备的胶粉改性沥青不仅储存稳定性合格，而且其它各项性能完全能满足交通部制订的JTG F40-2004聚合物改性沥青I-C类技术指标要求。该改性沥青针入度(25℃，0.1mm)73，软化点：55.0℃，5℃延度：31cm，储存后的上下软化点差：-0.5℃，TFOT后针比：80％，TFOT后5℃延度：22cm。

实施例3

400克针入度(25℃，0.1mm)为90的基础沥青，先加热熔化；加入15％的处理过的120目胶粉(用占胶粉重量20％的液体添加剂【聚丁二烯胶乳，淄博宇明实业有限公司】对胶粉进行喷涂包裹，在100℃下，干燥40分钟。)，在190℃下剪切90分钟，然后再加入1.5％的SBS，1.0％SBR及0.2％的二硫化四甲基秋兰姆，再继续剪切60分钟。该改性沥青针入度(25℃，0.1mm)70，软化点：58.5℃，5℃延度：35cm，储存后的上下软化点差：-1.0℃。

实施例4

400克针入度(25℃，0.1mm)为110的基础沥青，先加热熔化；加入13％的处理过的80目胶粉(用占胶粉重量10％的液体添加剂【丁苯吡胶乳，秦皇岛万通精化有限公司】对胶粉进行喷涂包裹，在50℃下，干燥2小时。)，在190℃下剪切60分钟，再加入2.0％的SBS、2％的松香、0.3％的硫磺及0.1％N-苯基-N＇-环己基对苯二胺【防老剂4010 江门市江海区卓成化工有限公司】在上述温度下继续剪切60分钟。该改性沥青针入度(25℃，0.1mm)75，软化点：60.5℃，5℃延度：33cm，储存后的上下软化点差：-1.5℃，TFOT后针比：83％，TFOT后5℃延度：25cm。

Claims (8)

1.一种废胶粉改性沥青组合物，以重量计其组成包括：

基础沥青            65％～98.5％；

胶乳改性废橡胶粉    1％～30％；

聚合物              0％～10.0％；

交联剂              0.1％～5.0％；

其中胶乳改性废橡胶粉为采用液体添加剂对胶粉进行喷涂包裹，然后干燥，液体添加剂是液体天然橡胶胶乳、丁苯胶乳、聚丁二烯胶乳、聚异戊二烯胶乳、苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、苯丙胶乳、聚苯乙烯胶乳、丁苯吡胶乳中的一种或几种的混合物。

2.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于废橡胶粉选用通过小于等于60目筛子的废橡胶粉。

3.按照权利要求1所述的液体添加剂占胶粉重量的1％～30％。

4.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的聚合物是天然橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或几种。

5.按照权利要求1所述的组合物，其特征在于所述的交联剂是硫磺、含硫磺的组合物、含硫化合物、金属氧化物中的一种或几种。

6.一种权利要求1～5任一所述胶粉改性沥青组合物的制备方法，包括如下过程：

(1)将胶粉进行喷涂改性处理，采用一种或者几种占胶粉重量1％～30％的液体添加剂对胶粉进行喷涂包裹，然后干燥；

(2)将基础沥青加热熔化，加入步骤(1)处理后的胶粉，在温度160℃～220℃下，剪切60～120分钟，然后再加入聚合物及交联剂，继续剪切30～90分钟即可，也可以将胶粉、聚合物及交联剂一同加入，优选前一种加入方式。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的干燥条件为，在50℃～120℃，干燥0.5～10小时。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于所述的剪切搅拌选择高速剪切设备。