CN104558732A - 一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沥青增强剂组合物及其制备方法，尤其涉及一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物及其制备方法，属于化学技术领域。本发明包括以下重量百分比的组分：废橡胶粉18％-30％，芳烃油69％-80％，橡胶硫化剂0.1％-2％。本发明的原料配比中含有废轮胎胶粉，废轮胎胶粉的主要来源是废轮胎，将废轮胎回收利用，可以缓解日益严重的“黑色污染”，产生社会、经济效益；而糠醛抽出油是一种产品附加值很低的炼油副产物，一般当做燃料油出售，将其用于高等级道路沥青的制备，可以显著提高其产品附加值。而本发明所用的设备和工艺简单，易于控制，生产成本低，环境污染小，可以广泛适用于道路沥青的生产。

Description

一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种沥青增强剂组合物及其制备方法，尤其涉及一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物及其制备方法，属于化学技术领域。

背景技术

随着我国经济水平的发展和基础设施建设力度的加大，在我国“十二五”发展规划期间，年均新增公路10万公里，在规划末我国公路总里程达到450万公里，二级以上公路里程达到65万公里，高速公路总里程达到10.8万公里。所以，届时我国国内将面临着高等级道路沥青的巨大需求。高等级道路的建设对沥青有着较高的要求，目前可以满足要求的沥青改性剂有苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)，丁苯橡胶(SBR)，乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)等,在国内外得到广泛应用。但这些原料价格较高，在1.4-3万元/吨不等，且国内的生产技术和产能不能满足巨大的市场需求，部分依赖进口。所以我国道路沥青的生产，需要一种价格低廉、来源充足的改性剂。

我国每年产生的废轮胎以8％-10％的速度递增，在2010年，废轮胎的产生量约2.5亿条，而回收利用率仅为50％左右，造成巨大资源浪费的同时，废轮胎的焚烧、填满等处理方法，也造成了“黑色污染”。轮胎橡胶的组成，一般为天然橡胶、合成橡胶等，所以将轮胎橡胶应用于道路沥青的改性。磨碎的废轮胎胶粉的价格为2000-3000元/吨，与基质沥青的价格相当，所以具有显著的价格优势。但胶粉改性沥青存在胶粉与沥青之间存在相容性差，工艺路线复杂，对设备要求高的问题。如CN101812234A公开了一种废胶粉/废塑料/SBS符合改性沥青及其制备方法，将废胶粉/废塑料/SBS复配对基质沥青进行改性，得到的沥青具有优良的性能和储存稳定性，但其中仍加入了SBS等价格较高的改性剂，所以生产成本较高。CN 101817946 A公开了一种活化废橡胶粉及其改性沥青的制备方法，先将废橡胶粉与软化剂和橡胶活化剂混合得到活化废橡胶粉，再将活化废橡胶粉与基质沥青混合，加热并高速剪切得到所述的活化废橡胶粉改性沥青。该种沥青储存稳定较好，但性能远低于SBS改性沥青，且需要高速剪切机等昂贵设备。CN 101824226 A公开了一种热储存稳定的废旧轮胎胶粉改性沥青的制备方法，该方法首先用偶联剂、水和酒精配置偶联剂水解溶液对废旧轮胎橡胶粉进行预处理，然后将预处理得到的橡胶粉加入到热的基质沥青中搅拌改性反应。该方法得到的改性沥青，胶粉在沥青中的分散和热储存稳定性好，但需要胶粉的预处理需要大量的水和酒精，同时要将胶粉表面的溶液烘干，所以会产生废液，同时能耗较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出的一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物及其制备方法,配方的组成和制备方法相对简单，可以显著改善高温储存稳定性，高温性能，低温性能，并且制备工艺简单，设备要求不高，适合大批量生产。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,包括以下重量百分比的组分：

废橡胶粉    18％-30％

芳烃油      69％-80％

橡胶硫化剂  0.1％-2％。

上述配方中，所述废橡胶粉是由废轮胎粉碎成粒径为20-100目的橡胶粉。

所述芳烃油取自糠醛抽出油和催化裂化油浆中的至少一种。

所述芳烃油的芳香分含量为50％-70％。

所述橡胶硫化剂为硫磺、二硫代氨基甲酸盐类化合物、硫脲类化合物、胍类化合物、秋兰姆类化合物、醛胺类化合物中的至少一种。

本发明进一步提供拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物的制备方法,包括以下步骤：

第一步、将所述废橡胶粉放入微波设备中进行辐照处理后冷却至室温；

第二步、将所述芳烃油进行预处理，再加热至160-210℃；

第三步、将辐照处理后的废橡胶粉加入第二步的芳烃油中，保持温度搅拌10-50分钟；

第四步，在第三步的混合物中加入橡胶硫化剂，继续保持温度搅拌10-20分钟，即得成品。

其中，所述第一步中，微波辐照的时间为1-6分钟，功率为320W-800W。

所述第二步中，芳烃油的预处理是将芳烃油，用芳烃萃取剂，按溶剂比3-1:1，在50-80℃下萃取，振荡10-60分钟、再静置20-50分钟，得到萃取液，蒸去溶剂，得到萃取相即为所需的芳烃油。

以上方法采用搅拌器搅拌，所述搅拌器的转速为300-1500转/分钟。第一步优选的微波时间为2分钟，功率为480W。废轮胎胶粉可以选用各种卡车、小汽车轮胎加成而成的橡胶粉，优选卡车轮胎胶粉，粒度选用20-60目。第二步中芳烃油优选糠醛抽出油，芳烃萃取剂优选N-甲基吡咯烷酮，溶剂比为2:1，萃取温度为60℃，振荡和静置时间各为30分钟。第三步中所述胶粉与芳烃油的配比为1:5-1，优选为1:4；温度优选为180℃，时间优选为40分钟。第四步中所述橡胶硫化剂优选为硫磺，加量优选为0.2％，搅拌时间优选为10分钟。

本发明的原料配比中含有废轮胎胶粉，废轮胎胶粉的主要来源是废轮胎，将废轮胎回收利用，可以缓解日益严重的“黑色污染”，产生社会、经济效益；而糠醛抽出油是一种产品附加值很低的炼油副产物，一般当做燃料油出售，将其用于高等级道路沥青的制备，可以显著提高其产品附加值。而本发明所用的设备和工艺简单，易于控制，生产成本低，环境污染小，可以广泛适用于道路沥青的生产。

具体实施方式

实施例一

本实施例按以下方法制备高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物：

将废轮胎胶粉置于微波设备中，设定时间为2分钟，功率为480W，微波处理后冷却。

按照溶剂比2:1将糠醛抽出油与N-甲基吡咯烷酮混合，在60℃下振荡30分钟后静置30分钟，去萃取液，蒸去溶剂后，得到芳烃油。

将20％的处理胶粉与79.8％的芳烃油混合，在180℃下，搅拌30分钟。

将0.2％的硫磺加入到上述混合物中，在180℃下搅拌10分钟，即得废轮胎胶粉改性沥青增强剂。

本实施例的应用方法如下：

按照废轮胎胶粉改性沥青的重量为100％计，其中胶粉为20％，增强剂6.5％，余量为基质沥青，将上述三者加热混合，在190℃下机械搅拌30分钟，得到废轮胎胶粉改性沥青，测定其延度，软化点，针入度，离析软化点差，见表1。

实施例二

本实施例按以下方法制备高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物：

将废轮胎胶粉置于微波设备中，设定时间为2分钟，功率为480W，微波处理后冷却。

按照溶剂比2:1将糠醛抽出油与N-甲基吡咯烷酮混合，在60℃下振荡30分钟后静置30分钟，去萃取液，蒸去溶剂后，得到芳烃油。

按照胶粉：芳烃油＝1:4，在180℃下，搅拌40分钟，得到废轮胎胶粉改性沥青增强剂。

本实施例的应用方法如下：

按照废轮胎胶粉改性沥青的重量为100％计，其中胶粉为20％，增强剂20％，余量为基质沥青，将上述三者加热混合，在190℃下机械搅拌30分钟，得到废轮胎胶粉改性沥青，测定其延度，软化点，针入度，离析软化点差，见表1。

实施例三

本实施例的制备方法与实施例一相同，不再赘述。

本实施例的应用方法如下：

按照废轮胎胶粉改性沥青的重量为100％计，其中胶粉为20％，余量为基质沥青，将二者加热混合，在190℃下机械搅拌30分钟，得到废轮胎胶粉改性沥青，测定其延度，软化点，针入度，离析软化点差，见表1。

表1

通过表1可得知，通过将本发明中制备的增强剂应用于废轮胎胶粉改性沥青，其性能尤其是延度远高于未添加的胶粉改性沥青，可以达到SBS改性沥青标准。

除上述实施外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,包括以下重量百分比的组分：

废橡胶粉      18％-30％

芳烃油        69％-80％

橡胶硫化剂    0.1％-2％。

2.根据权利要求1所述高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,其特征是：所述废橡胶粉是由废轮胎粉碎成粒径为20-100目的橡胶粉。

3.根据权利要求1所述高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,其特征是：所述芳烃油取自糠醛抽出油和催化裂化油浆中的至少一种。

4.根据权利要求3所述高温拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,其特征是：所述芳烃油的芳香分含量为50％-70％。

5.根据权利要求1所述拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物,其特征是：所述橡胶硫化剂为硫磺、二硫代氨基甲酸盐类化合物、硫脲类化合物、胍类化合物、秋兰姆类化合物、醛胺类化合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物的制备方法,包括以下步骤：

第一步、将所述废橡胶粉放入微波设备中进行辐照处理后冷却至室温；

第二步、将所述芳烃油进行预处理，再加热至160-210℃；

第三步、将辐照处理后的废橡胶粉加入第二步的芳烃油中，保持温度搅拌10-50分钟；

第四步，在第三步的混合物中加入橡胶硫化剂，继续保持温度搅拌10-20分钟，即得成品。

7.根据权利要求6所述拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物的制备方法,其特征是：所述第一步中，微波辐照的时间为1-6分钟，功率为320W-800W。

8.根据权利要求6所述拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物的制备方法,其特征是：所述第二步中，芳烃油的预处理是将芳烃油，用芳烃萃取剂，按溶剂比3-1:1，在50-80℃下萃取，振荡10-60分钟、再静置20-50分钟，得到萃取液，蒸去溶剂，得到萃取相即为所需的芳烃油。

9.根据权利要求6所述拌合型废橡胶改性沥青增强剂组合物的制备方法,其特征是：采用搅拌器搅拌，所述搅拌器的转速为300-1500转/分钟。