CN103145882A - 一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺。具体的步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的氧化剂，25-80℃恒温搅拌1.5小时，其中氧化剂为二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、次氯酸钠或双氧水中的一种，氧化剂用量占废轮胎胶粉质量的3-30％，反应结束后过滤烘干得到氧化改性胶粉，将其作为沥青改性剂制备胶粉改性沥青，以调控改性沥青性能。该方法能耗低、氧化剂低廉易得、易于实现工业化应用，同时能有效调控改性沥青软化点、针入度、延度等主要性能。

Description

一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺
技术领域
本发明涉及一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺。具体地说是一种通过氧化剂对废轮胎胶粉进行表面氧化，以调控胶粉改性沥青性能的工艺技术。 
背景技术
我国是世界上废轮胎产生量最多的国家，年产生量超过2.33亿条，约860万吨。并且随着近年来我国汽车保有量和销售量的爆发式增长，未来我国废轮胎的产生量仍将保持高速增长。而我国的橡胶资源十分匮乏，75％的天然橡胶和45％的合成橡胶需要依赖进口。因此大力发展废橡胶资源的综合利用技术，对于缓解我国橡胶资源的匮乏、降低环境污染具有十分重要的战略意义。 
采用废轮胎胶粉改性沥青铺路在国外已广泛使用超过30年，而在我国则刚刚起步。由于其能够提高沥青的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化和耐久性，并且能够有效降低路面噪音，减少路面反光，提高路面防滑效果，因此受到广泛关注，成为近年来国家大力推广的废轮胎综合利用技术。但由于胶粉与沥青相容性差等因素，限制了改性沥青的运输半径和存储时间。通过废轮胎胶粉的表面氧化改性，能够在胶粉表面构筑羰基、羟基和羧基等极性基团，从而使橡胶表面活化或极性化。表面氧化可使橡胶表面自由能提高，浸润性能变优，有利于改善胶粉与沥青的结合强度，从而调控胶粉改性沥青的性能。 
发明内容
本发明提供一种简便、易于工业应用的沥青改性用废轮胎胶粉表面氧化改性工艺。 
本发明采用的技术方案为：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的氧化剂，恒温搅拌1.5小时，温度为25-80℃，氧化剂用量占废轮胎胶粉质量的3-30％。反应结束后，将废轮胎胶粉抽滤、洗涤、烘干。将氧化改性胶粉通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，并检测其主要性能指标。胶粉改性沥青中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。 
所述废轮胎胶粉的粒径为16-60目，胶粉来源为废轮胎粉碎。 
所述氧化剂为二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、次氯酸钠或双氧水中的一种，用量为废轮胎胶粉质量的3-30％。 
所述反应温度为25-80℃。 
所述基质沥青为道路沥青。 
所述废轮胎胶粉改性沥青湿法改性工艺的技术流程图见图1，胶粉改性沥青中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。 
所述沥青主要性能指标包括25℃针入度、5℃延度、软化点。25℃针入度是感温性指标，针入度越大，沥青的温度敏感性越小，受温度变化的影响越小；5℃延度表示沥青抗张拉强度，延度越大，低温性能越好；软化点表示高温稳定性能，软化点越大，高温稳定性能越好。 
本发明具有如下优点： 
1.实现废轮胎胶粉的表面氧化改性。采用二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、次氯酸钠或双氧水等氧化剂，在废轮胎胶粉表面生成羰基、羟基或羧基等极性基团。使橡胶表面活化或极性化，使橡胶表面自由能提高，浸润性能变优，有利于改善胶粉与沥青的结合强度。 
2.调控胶粉改性沥青的性能指标。通过废轮胎胶粉的表面氧化改性，提高胶粉与沥青的相容性和结合强度，从而降低改性沥青的25℃针入度和5℃延度，提高改性沥青的软化点，使改性沥青的耐高温性能显著提高。 
3.易于操作和工业化应用。本发明所采用的处理工艺简单，成本低廉，易于操作，可实现工业化应用。 
附图说明
图1是胶粉改性沥青的湿法改性工艺流程图。 
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明的特征，但本发明并不局限于下述实例。 
实施例1 
取200g废轮胎胶粉和10g(5wt％)二氯异氰尿酸钠分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为36，5℃延度为6.8，软化点为74.3。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度明显降低，软化点显著提高。 
实施例2 
取200g废轮胎胶粉和60g(30wt％)二氯异氰尿酸钠分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为35，5℃延度为4，软化点为66.3。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度明显降低，软化点提高。 
实施例3 
取200g废轮胎胶粉和20g(10wt％)三氯异氰尿酸分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为27，5℃延度为2，软化点为71。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43， 5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度明显降低，软化点显著提高。 
实施例4 
取200g废轮胎胶粉和60g(30wt％)三氯异氰尿酸分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为28，5℃延度为脆断，软化点为69。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度明显降低，软化点显著提高。 
实施例5 
取200g废轮胎胶粉和32g(16wt％)二氯异氰尿酸钠分散于600mL水中。80℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为31，5℃延度为4.3，软化点为73.5。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度明显降低，软化点显著提高。 
实施例6 
取200g废轮胎胶粉和16mL(9wt％)次氯酸钠分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为38，5℃延度为6.5，软化点为64.6。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度和5℃延度降低，软化点提高。 
实施例7 
取200g废轮胎胶粉和55mL(30wt％)次氯酸钠分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为43，5℃延度为8.3，软化点为72。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度不变，5℃延度和软化点提高。 
实施例8 
取200g废轮胎胶粉和20mL(30wt％)双氧水分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为43，5℃延度为7.8，软化点为71.2。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度不变，5℃延度降低，软化点显著提高。 
实施例9 
取200g废轮胎胶粉和5mL(3wt％)双氧水分散于600mL水中。25℃恒温搅拌1.5小时后，将废轮胎胶粉过滤、洗涤，60℃烘干至质量恒定，得到改性胶粉。将改性胶粉与70号道路沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，其中废轮胎胶粉的掺入量为21wt％。测试改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。其中25℃针入度为46，5℃延度为8，软化点为61.7。而未改性的70号道路沥青25℃针入度为43，5℃延度为8.1，软化点为63.3。可知，25℃针入度升高，5℃延度和软化点降低。 

Claims (8)

1.一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，具体步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的氧化剂，25-80℃恒温搅拌1.5小时，选取的氧化剂用量为废轮胎胶粉质量的3-30％，反应结束后过滤烘干，制备改性沥青并检测沥青主要性能指标。
2.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述氧化剂为二氯异氰尿酸钠、三氯异氰尿酸、次氯酸钠或双氧水中的一种。
3.根据权利要求2所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述氧化剂用量为废轮胎胶粉质量的3-30％。
4.根据权利要求3所述的沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述的沥青为道路沥青。
5.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述温度为25-80℃。
6.根据权利要求5所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述最佳温度为40℃。
7.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述废轮胎胶粉的粒径为16-60目，胶粉来源为废轮胎粉碎。
8.根据权利要求7所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面氧化改性工艺，其特征在于所述废轮胎胶粉的最佳粒径为40目。
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