CN104650601B

CN104650601B - 一种提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方

Info

Publication number: CN104650601B
Application number: CN201310594445.2A
Authority: CN
Inventors: 朱宝林; 郭朝阳; 魏道新; 陈景; 罗代松; 琚晓辉; 赵蔚; 杨万里
Original assignee: China Academy of Transportation Sciences
Current assignee: China Academy of Transportation Sciences
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN104650601A

Abstract

本发明公开了一种提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方。其中，选取符合一定技术指标的废胎胶粉、基质沥青和外加剂，废胎胶粉掺加剂量为基质沥青质量的20%～24%，外加剂的掺加剂量为基质沥青质量的2%～4%；并且，通过以下的工艺进行加工：首先，将基质沥青加热到140℃±5℃时，掺入上述剂量的外加剂；之后，将掺入外加剂的基质沥青泵入到橡胶沥青生产设备的混拌单元，经快速升温装置后温度迅速提高到200℃±5℃，进入橡胶沥青预混罐，同时掺入上述剂量的废胎胶粉进行预混，搅拌速率为7000r/min、搅拌时间5min～7min；然后，将预混后的橡胶沥青输送入橡胶沥青生产设备的反应罐中，使废胎胶粉与基质沥青在185℃～195℃的温度下发生溶胀反应30～60min，并且简单搅拌速率为500～800r/min。

Description

一种提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方

技术领域

本发明涉及一种可提高废胎胶粉橡胶沥青（以下简称“橡胶沥青”）低温性能的生产配方，特别是针对公路工程沥青路面施工过程中现场加工生产的橡胶沥青，在保证该材料其他路用性能技术指标不下降或者不显著降低的条件下，显著提高其低温性能。

背景技术

废胎胶粉橡胶沥青是指废胎胶粉与沥青（有的掺加一定比例的外加剂）按一定比例拌和而得到的满足相关技术指标要求的产物，其中废胎胶粉的掺量不小于15%（内掺）或17.6%（外掺），又称沥青橡胶（asphalt rubber）。随着废旧轮胎带来的环境问题，橡胶沥青在道路工程中的应用越来越广泛。

目前，我国公路行业已制订《废胎胶粉沥青及沥青混合料设计施工技术指南》等行业指南；《路用废胎硫化橡胶粉》、《公路工程橡胶沥青混凝土干拌法》、《公路工程橡胶沥青混凝土湿拌法》、《公路工程废胎胶粉橡胶沥青技术要求》、《公路工程橡胶沥青加工设备》等五项行业标准；“橡胶沥青加工工法”、“橡胶沥青混凝土施工工法”、“热洒布式改性沥青（橡胶沥青）防水粘结层施工工法”等公路工程工法。其中对橡胶沥青的技术指标的要求如下面的表1：

表1:橡胶沥青技术标准

我国公路行业沥青路面施工技术规范中，对聚合物改性沥青的技术要求如下面的表2：

表2：聚合物改性沥青技术要求

对比表1和表2可知，橡胶沥青的低温性能技术指标如：弹性恢复和5℃延度等相对较低。寒区橡胶沥青5℃延度仅要求大于10cm，弹性恢复仅要求大于50%；而公路工程常用的SBS改性沥青5℃延度均要求在20cm以上，且弹性恢复要求大于55%。

综上所述，在实际生产中，需要在保证橡胶沥青其他技术指标不变或稍微降低的条件下，研制可提高橡胶沥青低温性能的生产配方，从而提高橡胶沥青在寒区的路用性能，为橡胶沥青在寒区的使用提供必要技术支撑。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种可提高橡胶沥青低温性能的生产配方，采用该配方生产的橡胶沥青及沥青混合料低温性能显著提高，同时保证其他技术性能指标不变或略微降低。

为达到上述目的，本发明提供了一种提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方，其中：首先选取符合一定技术指标的废胎胶粉，然后选取符合一定技术指标的基质沥青，再选取符合一定技术指标的外加剂；废胎胶粉掺加剂量为基质沥青质量的20%～24%，外加剂的掺加剂量为基质沥青质量的2%～4%；并且，通过以下的工艺进行加工：首先，将基质沥青在沥青拌合站沥青加热罐中加热到140℃±5℃时，掺入上述剂量的外加剂；之后，将掺入外加剂的基质沥青泵入到橡胶沥青生产设备的混拌单元，经快速升温装置后温度迅速提高到200℃±5℃，进入橡胶沥青预混罐，同时掺入上述剂量的废胎胶粉进行预混，搅拌速率为7000r/min、搅拌时间5min～7min；然后，将预混后的橡胶沥青输送入橡胶沥青生产设备的反应罐中，使废胎胶粉与基质沥青在185℃～195℃的温度下发生溶胀反应30～60min，并且简单搅拌速率为500～800r/min。

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，所述符合一定技术指标的废胎胶粉为常温法生产的废旧轮胎橡胶粉，其中废胎胶粉颗粒粒径在28目～40目之间的含量在75%以上；

同时，废胎胶粉的物理指标需满足以下技术要求：

并且，废胎胶粉的化学技术指标需满足以下技术要求：

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，所述符合一定技术指标的基质沥青为90#重交道路石油沥青，并且其需要符合以下技术要求：

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，符合一定技术指标的外加剂为端羟基聚丁二烯液体橡胶，其技术要求如下：

性能指标	技术指标
		外观	透明粘稠液体
羟值（mmol/g）	0.899
		含水量（ppm）	327
粘度（mPa·s）（60℃）	2800
		过氧化物含量（ppm）	419.4
密度（g/cm³）（25℃）	0.94

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，在生产过程中，需检测橡胶沥青的旋转黏度，其需要达到的标准为橡胶沥青180℃旋转黏度在2.0～3.8Pa.s范围内。

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，当检测到所述旋转黏度过高时，加入适量基质沥青，打入预混罐重新生产。

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，当检测到所述旋转黏度过低时，应加入适量废胎胶粉，打入预混罐重新生产。

上述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方中，橡胶沥青生产设备采用间歇式现场加工设备，并且加工设备技术参数满足如下要求：

本发明采取以上技术方案后，其具有以下有益效果：

1、橡胶沥青5℃延度可达15cm以上，弹性恢复75%以上，且其他技术指标不变或略微降低，从而提高橡胶沥青在寒区的路用性能。

2、本发明的配方适合当前我国橡胶沥青现场加工生产的现状，外加剂添加便捷，且生产工艺参数在橡胶沥青加工设备可允许范围内，从而橡胶沥青现场加工的成本基本不会增加。

3、采用本发明的配方生产的橡胶沥青更加适用于寒冷地区的沥青路面中，可以达到沥青路面低温抗开裂、高温抗车辙的技术效果。此外，在减少沥青路面早期损坏现象、提高沥青路面使用性能的同时，还可大量利用废旧轮胎，有利于环保和资源节约。

附图说明

图1为本发明提供的橡胶沥青的加工流程图。

具体实施方式

根据本发明提供的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产配方，首先应选取符合一定技术指标的废胎胶粉、符合一定技术指标的基质沥青、以及符合一定技术指标的外加剂。

废胎胶粉可以采用常温法生产的斜胶胎胶粉，废胎胶粉颗粒粒径在28目～40目之间的含量在75%以上；同时，废胎胶粉的物理指标需满足以下表3的要求：

表3：路用废胎胶粉的物理技术指标

并且，废胎胶粉的化学技术指标需满足以下表4的要求：

表4：路用废胎胶粉的化学技术指标

基质沥青可以采用90#重交道路石油沥青，且需符合“重交通道路石油沥青技术要求”如下表5：

表5：:90#重交通道路石油沥青技术要求

外加剂可以采用端羟基聚丁二烯液体橡胶(HTPB)，技术要求如下面的表6：

表6：:端羟基聚丁二烯液体橡胶(HTPB)技术要求

此外，本发明的橡胶沥青的生产设备可以采用间歇式现场加工设备，加工设备技术参数满足表7的技术要求。

表7：JTAR系列橡胶沥青专用生产设备技术参数表

在原材料、橡胶沥青加工设备满足本发明的要求后，可开始进行橡胶沥青的加工生产。在本发明中，废胎胶粉掺加剂量为基质沥青质量的20%～24%；外加剂的掺加剂量为基质沥青质量的2%～4%。

下面参考图1详细说明本发明的橡胶沥青的加工流程。

1、基质沥青在沥青拌合站沥青加热罐中加热到一定温度后（约140℃±5℃），加入一定剂量外加剂，一般为基质沥青质量的2%～4%。

2、将掺入外加剂的基质沥青泵入到橡胶沥青生产设备的混拌单元，经快速升温装置后温度迅速提高到200℃左右（200℃±5℃），进入橡胶沥青预混罐，同时按比例加入废胎胶粉，进行预混，搅拌速率为7000r/min搅拌时间5min～7min。

3、将预混后的橡胶沥青输送入橡胶沥青生产设备的反应罐中，使废胎胶粉与基质沥青在高温下（185℃～195℃）发生溶胀反应30～60min，简单搅拌速率为500～800r/min。

4、在生产过程中，应检测每一锅橡胶沥青的旋转黏度，采用便携式橡胶沥青专用旋转黏度仪测定180℃时橡胶沥青的旋转黏度，其值须为2.2～3.8Pa.s。当旋转黏度指标过高时，应加入适量基质沥青，打入预混罐重新生产；当旋转黏度指标过低时，应加入适量废胎胶粉，打入预混罐重新生产。直至每锅的橡胶沥青180℃旋转黏度在2.0～3.8Pa.s范围内，方可打入存储单元进行使用。

合格的橡胶沥青通过存储单元与沥青混合料拌合站的料拌合机的计量装置连接，并泵入到沥青混合料拌合罐里，与集料进行拌合生产橡胶沥青混合料。

此外，关于橡胶沥青存储需说明如下：由于橡胶沥青黏度较普通沥青高得多，常温储存在橡胶沥青加工设备中会造成生产设备的堵塞，而在加热搅拌的前提下存储可能导致橡胶沥青品质的降低，因此储存时间不宜超过4小时，施工过程中要注意现场的施工组织协调，随时注意天气变化，尽量避免橡胶沥青存储时间过长。橡胶沥青原则上应在24h内使用完毕。当由于不可抗力，如需临时存储时，应将橡胶沥青的温度降到145～155℃范围内存储，存储时间一般不超过3天。在存储期间应检测橡胶沥青的技术指标。当经过较长时间存储，再次使用前应检测橡胶沥青的指标是否满足技术要求，如果不满足要求，则应重新加工或掺加一定剂量（掺量一般小于10%）的废胎胶粉重新预混、反应直至满足技术要求。

最后，对于工后清理说明如下：生产之后，橡胶沥青生产设备的管路以及拌和机管路中会残留部分橡胶沥青，由于橡胶沥青的粘度大，不及时清理会造成管路的堵塞，影响后续施工，因此应采用高温基质沥青对整个管路进行清洗。

Claims

1.一种提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：首先选取符合一定技术指标的废胎胶粉，然后选取符合一定技术指标的基质沥青，再选取符合一定技术指标的外加剂，所述符合一定技术指标的外加剂为端羟基聚丁二烯液体橡胶，其技术要求如下：

性能指标技术指标外观透明粘稠液体羟值mmol/g 0.899 含水量ppm 327 粘度mPa·s：在60℃下 2800 过氧化物含量ppm 419.4 密度g/cm³：在25℃下 0.94

其中，废胎胶粉掺加剂量为基质沥青质量的20％～24％，外加剂的掺加剂量为基质沥青质量的2％～4％；

并且，通过以下的工艺进行加工：首先，将基质沥青在沥青拌合站沥青加热罐中加热到140℃±5℃时，掺入上述剂量的外加剂；之后，将掺入外加剂的基质沥青泵入到橡胶沥青生产设备的混拌单元，经快速升温装置后温度迅速提高到200℃±5℃，进入橡胶沥青预混罐，同时掺入上述剂量的废胎胶粉进行预混，搅拌速率为7000r/min、搅拌时间5min～7min；然后，将预混后的橡胶沥青输送入橡胶沥青生产设备的反应罐中，使废胎胶粉与基质沥青在185℃～195℃的温度下发生溶胀反应30～60min，并且简单搅拌速率为500～800r/min。

2.根据权利要求1所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：所述符合一定技术指标的废胎胶粉为常温法生产的废旧轮胎橡胶粉，其中废胎胶粉颗粒粒径在28目～40目之间的含量在75％以上；

同时，废胎胶粉的物理指标需满足以下技术要求：

并且，废胎胶粉的化学技术指标需满足以下技术要求：

3.根据权利要求1所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：所述符合一定技术指标的基质沥青为90#重交道路石油沥青，并且其需要符合以下技术要求：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：在生产过程中，需检测橡胶沥青的旋转黏度，其需要达到的标准为橡胶沥青180℃旋转黏度在2.0～3.8Pa.s范围内。

5.根据权利要求4所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：当检测到所述旋转黏度过高时，加入适量基质沥青，打入预混罐重新生产。

6.根据权利要求4所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：当检测到所述旋转黏度过低时，应加入适量废胎胶粉，打入预混罐重新生产。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的提高废胎胶粉橡胶沥青低温性能的生产方法，其特征在于：橡胶沥青生产设备采用间歇式现场加工设备，并且加工设备技术参数满足如下要求：