CN105199408A - 一种橡胶沥青改性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种橡胶沥青改性剂的制备方法，包括下述步骤:1)将废旧橡胶去除金属、纤维和杂物，然后将其破碎成小颗粒的絮状胶粉；2)通过微波辐射对步骤1)得到的絮状胶粉进行活化脱硫再生；3)将步骤2)得到的再生胶粉置于密闭搅拌罐内，喷淋加热后的枞酸型树脂酸，进行反应；4)步骤3)反应结束，冷却制得橡胶沥青改性剂。能有效降低改性沥青生产时的粘度，达到降低改性沥青生产温度，减少能耗和污染的效果，可以增加橡胶沥青的抗剥离等力学性能，能提高改性沥青的相容性，增加其感温性能。
Description
技术领域
本发明属于沥青改性领域，具体涉及一种橡胶沥青改性剂及其制备方法。
背景技术
废旧橡胶是固体废弃物的一种，其主要来源是废旧橡胶制品。废旧橡胶制品主要有轮胎、胶带、胶管和工业橡胶制品等，其中以废旧轮胎为最多。通常的处理固体废弃物的方法如填埋、焚烧，对废旧橡胶制品都不适用。若填埋，它们的大分子分解到不影响土壤需要数百年之久，若焚烧，其产生的烟雾和有毒有害气体将严重污染大气。同时，越积越多的废旧轮胎长期露天堆放，不仅大量占用土地，而且极易滋生蚊虫，传播疾病，此外还易引发火灾。反之，对废旧橡胶特别是废旧轮胎的合理回收利用，可为社会提供大量再生资源。其中，将废旧橡胶粉碎成胶粉生产橡胶改性沥青就是其中一种主要方法。
目前，橡胶改性沥青的生产大部分是采用高温热混合改性的技术方法，沥青中添加的橡胶粉越多其性能越接近于橡胶性能，改性效果越好。但存在着一些问题和缺点，胶粉在热沥青中吸附大量油分，体积膨胀40-60％，使得沥青粘稠度大大增加，因此胶粉添量不宜超过总量的18％。粘稠度大的改性沥青在铺设道路过程中油石比低，而在防水卷材生产中不易添加塑型的矿物填料造成成本过高。同时，过高的加热温度会产生大量的烟雾和有害气体，这些烟雾在130-140℃左右产生，随着温度的升高，这些烟雾和有害气体越来越大。如果能有效降低生产温度，就能有效减少能耗和污染。
另一方面，高温热混合改性的技术方法是物理改性技术方法，实现胶粉对沥青的改性，如加热搅拌、剪切、胶体磨等。物理改性的方法虽然能使沥青的性能有所改善，但简单地粉碎细化废旧橡胶，胶粉缺乏自由基，与沥青之间仅仅存在部份吸附、相溶，而非完全溶融，发生化学反应。这种体系属于热力学不稳定体系，极易发生两相之间的分离，造成离析现象；当现场加工的改性沥青产品一旦外力停止作用，胶粉就会从沥青中分离上浮于表面凝聚，形成较大颗粒的粗糙表皮。因此橡胶改性沥青生产是在施工现场进行，现产现铺，产品不易储存，无法达到产业化生产。
发明内容
为了克服橡胶改性沥青生产工程中因高温热搅拌产生的高能耗、高污染，本发明提供一种橡胶沥青改性剂及其制备方法，该方法生产的橡胶沥青改性剂能有效降低改性沥青粘度，从而降低生产改性沥青所需的温度，减少能耗和污染。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种橡胶沥青改性剂的制备方法，包括下述步骤:
1)将废旧橡胶去除金属、纤维和杂物，然后将其破碎成小颗粒的絮状胶粉；
2)通过微波辐射对步骤1)得到的絮状胶粉进行活化脱硫再生；
3)将步骤2)得到的再生胶粉置于密闭搅拌罐内，喷淋加热后的枞酸型树脂酸，进行反应；
4)步骤3)反应结束，冷却制得橡胶沥青改性剂。
本发明步骤1)所述的絮状胶粉优选粒径60目。
步骤1)所述的微波辐射，优选微波辐射的频率：915MHZ、微波功率：75KW、时间1-2min。
步骤3)所述的枞酸型树脂酸，化学式C19H29COOH、加热后的枞酸型树脂酸为120-130℃、枞酸型树脂酸用量为再生胶粉的10-15％(w/w)、120-130℃反应30-40min，枞酸型树脂酸与脱硫表面再生部分发生反应，同时枞酸型树脂酸包裹覆盖住胶粉。
步骤4)得到的橡胶沥青改性剂，需要特殊料仓冷却才能进行包装。
本发明还涉及采用上述制备方法得到的橡胶沥青改性剂。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明得到的橡胶沥青改性剂应用于沥青改性时，胶粉的溶胀过程对沥青轻质组分吸收较少，同时枞酸型树脂酸加热成液体，增加橡胶改性沥青流动性，因此有效降低改性沥青生产时的粘度，达到降低改性沥青生产温度，减少能耗和污染的效果。
2、本发明得到的橡胶沥青改性剂应用于沥青改性时，改性沥青冷却至室温，松香会凝结成固体，增加橡胶沥青的抗剥离等力学性能。
3、本发明得到的橡胶沥青改性剂应用于沥青改性时，胶粉因微波活化、与枞酸型树脂酸接枝所增加活性基团，能有效的与沥青发生化学反应，提高改性沥青的相容性，增加其感温性能。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
一种橡胶沥青改性剂的制备方法，包括下述步骤:
1)废旧轮胎预处理：除去废旧轮胎上的钢丝；
废旧轮胎破碎：将整胎破碎成30-50cm不规则条块状；
中碎：将条块状胶块破碎成5cm左右块状小胶块，同步磁选出97％的含胶钢丝；
含胶钢丝破碎：将附着在钢丝上的橡胶与钢丝完全分离；
细碎：将小胶块连续破碎成过20目胶粒，同步完全分离残余钢丝及尼龙纤维；
絮状化处理：将细碎后的橡胶粒投入到对辊机中反复碾压、撕搓，形成疏松的絮状物，该对辊机采用两辊筒运行速度不同而产生强大的撕搓力，胶粒来回于对辊机中不断被重复撕搓，最终形成疏松的絮状物；
细磨分离絮状物：将膨松的絮状物状态的胶粉通过磨盘，过筛得出符合需求的标准60目絮状物胶粉；
2)通过微波辐射对步骤1)得到的絮状胶粉进行活化脱硫再生，微波辐射的频率：915MHZ、微波功率：75KW、时间1min；
3)枞酸型树脂酸的预处理：加热至120-130℃，使其有固态变成液态；
将步骤2)得到的再生胶粉置于密闭搅拌罐内，喷淋加热后的枞酸型树脂酸，枞酸型树脂酸用量为再生胶粉的10％、120-130℃反应40min；
4)步骤3)反应结束，冷却制得橡胶沥青改性剂，出料于特制料仓，待冷却后装袋。
实施例2：
一种橡胶沥青改性剂的制备方法，包括下述步骤:
1)废旧轮胎预处理：除去废旧轮胎上的钢丝；
废旧轮胎破碎：将整胎破碎成30-50cm不规则条块状；
中碎：将条块状胶块破碎成5cm左右块状小胶块，同步磁选出97％的含胶钢丝；
含胶钢丝破碎：将附着在钢丝上的橡胶与钢丝完全分离；
细碎：将小胶块连续破碎成过20目胶粒，同步完全分离残余钢丝及尼龙纤维；
絮状化处理：将细碎后的橡胶粒投入到对辊机中反复碾压、撕搓，形成疏松的絮状物，该对辊机采用两辊筒运行速度不同而产生强大的撕搓力，胶粒来回于对辊机中不断被重复撕搓，最终形成疏松的絮状物；
细磨分离絮状物：将膨松的絮状物状态的胶粉通过磨盘，过筛得出符合需求的标准60目絮状物胶粉；
2)通过微波辐射对步骤1)得到的絮状胶粉进行活化脱硫再生，微波辐射的频率：915MHZ、微波功率：75KW、时间1min；
3)枞酸型树脂酸的预处理：加热至120-130℃，使其有固态变成液态；
将步骤2)得到的再生胶粉置于密闭搅拌罐内，喷淋加热后的枞酸型树脂酸，枞酸型树脂酸用量为再生胶粉的15％、120-130℃反应30min；
4)步骤3)反应结束，冷却制得橡胶沥青改性剂，出料于特制料仓，待冷却后装袋。
按照本发明所述的方法制备得的橡胶沥青改性剂，达到如下技术指标：
1、胶粉呈疏松絮状物，150℃、30分钟沥青可以溶胀到胶粉中。胶粉可部分与沥青互溶，起到SBS、SBR的改性作用。
2、低温柔度：-40℃，耐高温性：110℃，无流淌、滴落，抗拉强度：1.2MPa，常温延伸率：480％。
3、储存稳定性：190℃，静态储存56h，取上表面和底部料测试，性能偏差率≤3％。
4、紫外线老化：钨灯照168小时，低温柔度、耐高温性、抗拉强度、常温延伸率等指标保持率大于93％。
Claims (5)
1.一种橡胶沥青改性剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤:
1)将废旧橡胶去除金属、纤维和杂物，然后将其破碎成小颗粒的絮状胶粉；
2)通过微波辐射对步骤1)得到的絮状胶粉进行活化脱硫再生；
3)将步骤2)得到的再生胶粉置于密闭搅拌罐内，喷淋加热后的枞酸型树脂酸，进行反应；
4)步骤3)反应结束，冷却制得橡胶沥青改性剂。
2.根据权利要求1所述的一种橡胶沥青改性剂的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的絮状胶粉粒径为60目。
3.根据权利要求1所述的一种橡胶沥青改性剂的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的微波辐射，微波辐射的频率：915MHZ、微波功率：75KW、时间1-2min。
4.根据权利要求1所述的一种橡胶沥青改性剂的制备方法，其特征在于：步骤3)所述加热后的枞酸型树脂酸为120-130℃、枞酸型树脂酸用量为再生胶粉的10-15％、120-130℃反应30-40min。
5.权利要求1-4任一所述制备方法得到的橡胶沥青改性剂。
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| CN201510705410.0A CN105199408A (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种橡胶沥青改性剂及其制备方法 |
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- 2015-10-27 CN CN201510705410.0A patent/CN105199408A/zh active Pending
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