CN104497601A - 一种废弃热固性塑料改性沥青及改性沥青混合料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废弃热固性塑料改性沥青及改性沥青混合料。该改性沥青是指在沥青中加入废弃热固性塑料，所述废弃热固性塑料的粒径尺寸≤0.15mm，所述废弃热固性塑料为废弃酚醛塑料、氨基塑料、脲醛、三聚氰胺、环氧树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂以及硅树脂中的一种或多种。本发明利用废弃热固性塑料与沥青有一定相容性的特点，并且将废弃热固性塑料加工成与矿粉、细集料等粒径大小相近的尺寸，使得所述废弃热固性塑料可以取代部分矿粉、细集料以及沥青，不仅使废弃物得到充分再利用、减少其对环境的污染、节约资源与成本，而且改善了沥青及沥青混合料的高温、强度等性能。

Description

一种废弃热固性塑料改性沥青及改性沥青混合料

技术领域

本发明属于道路工程和环境保护技术领域，具体涉及一种废弃热固性塑料改性沥青及改性沥青混合料。

背景技术

热固性塑料作为一种强度高、耐高温、难溶性材料，已经应用于社会各个领域，可在现有技术条件下，热固性塑料一旦废弃就难以得到循环利用，尤其大规模再利用。一般我们所说的塑料回收均是指热塑性塑料，而热固性塑料由于固化成型后形成交联结构，不能再次熔化成型，所以回收较为困难，实际回收应用也较少。只有聚氨酯等由小规模的商业化回收。热固性塑料的用量约占全部塑料的15％，绝对数量很大，因此对其的回收利用也显得越来越重要和紧迫。

沥青道路作为传统的资源消耗量极大的行业，随着其在我国的迅速发展，对沥青、矿料等原材料的需求量和消耗量与日俱增，给我国社会和自然资源带来了严重压力。我国已经实践和应用了关于废轮胎橡胶粉、废热塑性塑料、脱硫石膏等废弃材料应用于沥青改性的技术，取得了不错的效果，但目前国内外尚未发现关于废弃热固性塑料应用于沥青道路的技术和成果。因此，开发将废弃热固性塑料应用于沥青道路技术具有非常重要的社会意义和经济意义。

发明内容

本发明的目的是，提供一种废弃热固性塑料改性沥青以及沥青混合料，旨在解决废弃热固性塑料难以回收再利用的技术问题。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种废弃热固性塑料改性沥青，该改性沥青由沥青和废弃热固性塑料组成，所述废弃热固性塑料是指已固化成型、不能再次熔化的废弃塑料。

优选地，所述废弃热固性塑料的粒径尺寸≤0.15mm。

优选地，所述废弃热固性塑料为废弃酚醛塑料、氨基塑料、脲醛、三聚氰胺、环氧树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂以及硅树脂中的一种或多种。

优选地，所述废弃热固性塑料的改性沥青总质量的质量百分比为10～20％。

本发明还提供了所述废弃热固性塑料改性沥青的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1，将所述废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂；

步骤2，根据规范要求将沥青加热至一定温度，然后将前述加工后的废弃热固性塑料按照沥青质量的10～20％加入沥青中；

步骤3，将前述加入废弃热固性塑料的沥青保温搅拌30～90min后，获得所述废弃热固性塑料改性沥青。

优选地，所述步骤1中采用低温破碎联合研磨技术工艺将废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂。

本发明还提供一种废弃热固性塑料改性沥青混合料，该改性沥青混合料包括前述废弃热固性塑料改性沥青和集料；所述改性沥青由沥青和废弃热固性塑料组成，所述废弃热固性塑料是指已固化成型、不能再次熔化的废弃塑料。

优选地，所述废弃热固性塑料占集料质量的1～2％。

本发明还提供了所述废弃热固性塑料改性沥青混合料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1，将所述废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂；

步骤2，根据规范要求将集料加热至一定温度，将前述加工后的废弃热固性塑料按集料质量比例的1～2％加入集料中；

步骤3，将前述混合料保温拌和90-300s，加入矿粉，继续保温拌和90-180s；

步骤4，加入沥青，拌和，获得所述废弃热固性塑料改性沥青混合料。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)为废弃热固性塑料找到大规模应用的方向，其用量达到沥青质量的10～20％，集料质量的1～2％，有益于大幅减少废弃热固性塑料对环境的污染和土地的占用。

(2)本发明利用废弃热固性塑料与沥青有一定相容性的特点，并将其加工成与矿粉、细集料粒径相近的尺寸大小，因此加工后的废弃热固性塑料可以取代部分矿粉、细集料以及沥青，节约了资源与成本。

(3)本发明加工后的废弃热固性塑料强度大、耐高温，可以改善沥青及沥青混合料的高温、强度等性能。

(4)本发明在将废弃热固性塑料应用于改性沥青的过程中，充分考虑了废弃热固性塑料改性沥青的均匀程度；在改性沥青混合料的过程中，分别采用了集料和矿粉与废弃热固性塑料拌和工艺步骤，通过进一步机械力作用于废弃热固性塑料，增大废弃热固性塑料的比表面积，激发其部分活性，有益于改善废弃热固性塑料应用于沥青混合料的效果。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细阐述。

实施例1

采用低温破碎联合研磨技术工艺将废弃酚醛塑料加工成粒径尺寸≤0.10mm的改性剂。根据规范要求将某国产70#普通沥青加热至160℃，然后按沥青质量15％的比例掺入废弃酚醛塑料改性剂，并保温持续搅拌45min，制备得到改性70#普通沥青。然后制备检测试样分别对70#普通沥青和改性70#普通沥青进行性能检测。70#普通沥青和改性70#普通沥青的软化点、针入度、延度等性能指标的检测结果参见表1。

表170#普通沥青及改性70#普通沥青的主要性能指标

据表1可知，废弃酚醛塑料改性沥青后，使得沥青的高温性能有一定幅度的改善，而对沥青的针入度和延度指标基本没有影响。

实施例2

采用与实施例1相同的70#普通沥青制备普通沥青混合料，对比考察废弃热固性塑料改性沥青混合料和普通沥青混合料的抗车辙、抗水损、低温抗裂等性能指标。

(1)制备废弃热固性塑料改性剂采用低温破碎联合研磨技术工艺将废弃氨基塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂。

(2)设计配合比

采用AC-13C级配说明废弃氨基塑料改性沥青混合料和普通沥青混合料的性能效果，设计的配合比参见表2。其中废弃氨基塑料改性沥青混合料的合成级配矿料中≤0.15mm的集料会有部分被1.2％的废弃氨基塑料改性剂代替。

表2合成级配

(3)废弃热固性塑料改性沥青混合料的制备

根据规范要求将集料加热至170℃，然后按集料质量分数的1.2％将前述加工的粒径尺寸≤0.15mm的废弃氨基塑料加入，电动机械拌和集料与废弃氨基塑料180s；之后加入矿粉，继续保温拌和120s；最后按矿料总质量的4.3％加入70#普通沥青，按常规工艺拌和，即制备得到废弃氨基塑料改性沥青混合料。此外，普通70#沥青混合料的制备工艺按照常规热拌沥青混合料工艺，沥青用量也为矿料的4.3％。

(4)性能检测

1)马歇尔动稳定度

马歇尔动稳定度是衡量沥青混合料抵抗车辙的主要性能指标，废弃氨基塑料改性沥青混合料与普通沥青混合料的动稳定度见表3。

表3排水沥青路面动稳定度

马歇尔动稳定度测试结果表明：相对于70#普通沥青混合料，本发明的废弃氨基塑料改性沥青混合料的抗车辙能力有显著提高，提高幅度超过40％。这说明废弃氨基塑料改性剂可以改善沥青混合料的抗车辙性能。

2)低温抗裂性能

沥青混合料低温性能测试结果参见表4，由表4的数据可知：相比70#普通沥青混合料，本发明的废弃氨基塑料改性沥青混合料的低温抗裂强度与抗变形能力均有一定幅度的改善。

表4低温抗裂性能

混合料类型	破坏强度MPa	破坏应变με
			70#普通沥青混合料	11.544	2109.47
废弃氨基塑料改性沥青混合料	12.367	2451.43

3)抗水损性能

采用冻融劈裂试验测试70#普通沥青混合料与本发明废弃氨基塑料改性沥青混合料的抗水损害性能，检测结果参见表5。由表5可知，相对于70#普通沥青混合料，本发明的废弃氨基塑料改性沥青混合料的抗水损害性能也有小幅度改善。

表5沥青混合料抗水损害性能

上述仅为本发明的部分优选实施例，本发明并不仅限于实施例的内容。对于本领域中的技术人员来说，在本发明技术方案的构思范围内可以有各种变化和更改，所作的任何变化和更改，均在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种废弃热固性塑料改性沥青，其特征在于：该改性沥青由沥青和废弃热固性塑料组成，所述废弃热固性塑料是指已固化成型、不能再次熔化的废弃塑料。

2.如权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述废弃热固性塑料的粒径尺寸≤0.15mm。

3.如权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述废弃热固性塑料选自废弃酚醛塑料、氨基塑料、脲醛、三聚氰胺、环氧树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂以及硅树脂中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的改性沥青，其特征在于：所述废弃热固性塑料的改性沥青总质量的质量百分比为10～20％。

5.权利要求1所述的废弃热固性塑料改性沥青的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1，将所述废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂；

步骤2，根据规范要求将沥青加热至一定温度，然后将前述加工后的废弃热固性塑料按照沥青质量的10～20％加入沥青中；

步骤3，将前述加入废弃热固性塑料的沥青保温搅拌30～90min后，获得所述废弃热固性塑料改性沥青。

6.如权利要求5所述的废弃热固性塑料改性沥青的制备方法，其特征在于：所述步骤1中采用低温破碎联合研磨技术工艺将废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂。

7.一种废弃热固性塑料改性沥青混合料，其特征在于：该改性沥青混合料包括权利要求1-4任一项所述的废弃热固性塑料改性沥青和集料。

8.如权利要求7所述的一种废弃热固性塑料改性沥青混合料，其特征在于：所述废弃热固性塑料占集料质量的1～2％。

9.权利要求7所述的废弃热固性塑料改性沥青混合料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

步骤1，将所述废弃热固性塑料加工成粒径尺寸≤0.15mm的改性剂；

步骤2，根据规范要求将集料加热至一定温度，将前述加工后的废弃热固性塑料按集料质量比例的1～2％加入集料中；

步骤3，将前述混合料保温拌和90-300s，加入矿粉，继续保温拌和90-180s；

步骤4，加入沥青，拌和，获得所述废弃热固性塑料改性沥青混合料。