CN108359251A - 一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Abstract

本发明公开了一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，包括基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂，所述的基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂的质量比为：100:2～100:8。本发明还公开了一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法。本发明的制备方法具有操作简便、成本低廉、无需复杂的加工程序、易于推广到工业化生产等特点。而且制备的改性沥青具有更好的高温抗车辙性能，不仅改善了沥青的路用性能，还为废弃封箱胶带的资源化回收利用提供了一途径，具有明显的环境、社会、经济效益，应用前景广阔。

Description

一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程领域，具体涉及一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青及其制备方法。
技术背景
近年来，随着电子商务的飞速发展，快递业成为增长最快的新兴行业之一。由此也产生了数量庞大的快递包装废弃物。而且，在快递行业中“过度包装”现象严重，据统计，2016年，快递行业中仅胶带的使用量就达到了约3.3亿卷，若不能对这些废弃胶带进行妥善处理，将严重污染环境，同时也造成资源浪费。随着国家对绿色发展理念的高度重视，废弃胶带的资源化回收利用越来越受到关注。
从快递包装箱(瓦楞纸箱)上回收的废弃封箱胶带中含有约40-50％纸屑、 50-60％胶带薄膜、以及少量的丁酯压敏胶乳液。胶带薄膜的主要成分是PP聚丙烯。此外，回收封箱胶带过程中从包装箱上黏附下来的纸屑，其主要成分为木质素。研究表明，聚丙烯加入沥青后，对沥青软化点、针入度的改性效果显著，对沥青的耐热性能改善较大；木质素的掺加可降低沥青的温度敏感性，改善高温稳定性，提高抗老化性能。
同时,由于经济发展带来的交通量迅速增长、超载严重等,使得普通的道路石油沥青性能无法满足现有道路的使用要求，沥青路面的路用性能往往难以达到设计目标。因此，研究及应用改性沥青以改善普通石油沥青的技术性能已成为现代公路建设的迫切需要。对于单一成分的热塑性树脂类聚合物改性沥青，国内外已有不少研究，但是其所用原料多以再生聚合物为主，提纯过程往往工序复杂，加工成本高。直接采用废弃封箱胶带作为沥青改性剂，其具有操作简便，成本低廉，无需复杂的加工过程，易于推广到工业化生产等特点，且废弃封箱胶带中的各成分对沥青有多重改性的效果，改性成效显著。为更好地利用废弃封箱胶带，减少其对环境的污染，同时更好的改善路用沥青的各项性能，亟需一种以废弃封箱胶带作为沥青改性剂的资源化回收利用方法。
发明内容
本发明要改善现有道路石油沥青性能不足，同时对废弃封箱胶带进行回收利用，提供一种环境友好型的以废弃封箱胶带为原料的改性沥青及其制备方法，这种胶带改性沥青能够在其他性能变化不大的前提下，使得高温抗车辙性能提高,从而改善道路石油沥青的性能，为废弃封箱胶带的资源化回收利用提供一途径。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，包括基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂，所述的基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂的质量比为100:2～ 100:8。
作为本发明的一种优选技术方案，所述的基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂的质量比为100:4。
作为本发明的一种优选技术方案，所述基质沥青原料采用70#沥青。
作为本发明的一种优选技术方案，所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)。
作为本发明的一种优选技术方案，所述纸屑是由木质素组成，所述废弃封箱胶带薄膜由双向拉伸聚丙烯组成，所述压敏胶乳液由丁酯组成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
如所述利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，包括下述步骤：
将所需基质沥青原料于烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
按配比将适量的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～180℃下，将所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌10分钟～ 15分钟；
保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在5000～8000rpm转速下高速剪切45～60分钟；
将反应容器置于烘箱中20～25分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
保持温度在175℃～180℃下，继续在5000～8000rpm转速下对其进行高速剪切25～40分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
作为本发明的一种优选技术方案，将所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器前还包括步骤：
将所需的废弃封箱胶带裁剪成方形碎片；
作为本发明的一种优选技术方案，所述方形碎片的边长为2cm～3cm。
作为本发明的一种优选技术方案，所述烘箱内的温度为135℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备方法生产的废弃封箱胶带改性沥青具有操作简便，成本低廉，无需复杂的加工程序，易于推广到工业化生产等特点。而且制备的改性沥青具有更好的高温抗车辙性能，不仅改善了沥青的路用性能，还为废弃封箱胶带的资源化回收利用提供了一途径，具有明显的环境、社会、经济效益，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
实施例1
一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，包括下述步骤：
S1、将所需的废弃封箱胶带裁剪成边长为2cm～3cm方形碎片；
S2、将所需壳牌70#基质沥青原料于135℃烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
S3、按配比将1000g的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～ 180℃下，将20g所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌 10分钟～15分钟；
S4、保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在5000rpm转速下高速剪切45分钟；
S5、将反应容器置于135℃烘箱中20分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
S6、保持温度在175℃～180℃下，继续在5000rpm转速下对其进行高速剪切25分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
本实施例所制备的利用废弃封箱胶带制备的改性沥青中，所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)；所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
实施例2
一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，包括下述步骤：
S1、将所需的废弃封箱胶带裁剪成边长为2cm～3cm方形碎片；
S2、将所需壳牌70#基质沥青原料于135℃烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
S3、按配比将1000g的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～ 180℃下，将40g所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌 10分钟～15分钟；
S4、保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在6000rpm转速下高速剪切50分钟；
S5、将反应容器置于135℃烘箱中20分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
S6、保持温度在175℃～180℃下，继续在6000rpm转速下对其进行高速剪切30分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
本实施例所制备的利用废弃封箱胶带制备的改性沥青中，所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)；所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
实施例3
一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，包括下述步骤：
S1、将所需的废弃封箱胶带裁剪成边长为2cm～3cm方形碎片；
S2、将所需壳牌70#基质沥青原料于135℃烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
S3、按配比将1000g的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～180℃下，将60g所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌 10分钟～15分钟；
S4、保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在7000rpm转速下高速剪切55分钟；
S5、将反应容器置于135℃烘箱中25分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
S6、保持温度在175℃～180℃下，继续在7000rpm转速下对其进行高速剪切35分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
本实施例所制备的利用废弃封箱胶带制备的改性沥青中，所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)；所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
实施例4
一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，包括下述步骤：
S1、将所需的废弃封箱胶带裁剪成边长为2cm～3cm方形碎片；
S2、将所需壳牌70#基质沥青原料于135℃烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
S3、按配比将1000g的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～ 180℃下，将80g所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌10分钟～15分钟；
S4、保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在8000rpm转速下高速剪切60分钟；
S5、将反应容器置于135℃烘箱中20分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
S6、保持温度在175℃～180℃下，继续在8000rpm转速下对其进行高速剪切40分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
本实施例所制备的利用废弃封箱胶带制备的改性沥青中所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)；所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
对比例
本实施例对壳牌70#基质沥青所得产品做相应的检查，所得产品按JTG E20-2011测定软化点、针入度(25℃)、旋转粘度(135℃)，结果列于表1。
表1
如上表所示，上述实施例首先在现有的道路石油沥青中引入以废弃封箱胶带为原料的改性剂，在对沥青其他性能影响不大的前提下，增强了沥青的高温抗永久变形能力，有助于其向南方高温湿热地区推广。同时，上述实施例所用改性剂原料为回收的快递包装废弃物，成本低廉，且加工工艺简便，有利于其向工业化生产推广。本发明为废弃封箱胶带的资源化回收利用提供一途径的同时，还有望在一定程度上降低道路工程造价，符合绿色、可持续发展理念。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，包括基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂，所述的基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂的质量比为：100:2～100:8。
2.根据权利要求1所述的一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，所述的基质沥青原料、废弃封箱胶带改性剂的质量比为：100:4。
3.根据权利要求1所述的一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，所述基质沥青原料采用70#沥青。
4.根据权利要求1所述的一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，所述废弃封箱胶带改性剂主要由纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液组成，所述纸屑、废弃封箱胶带薄膜和压敏胶乳液的质量比为：(40～50):(50～60):(1～5)。
5.根据权利要求4所述的一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，所述纸屑是由木质素组成，所述废弃封箱胶带薄膜由双向拉伸聚丙烯组成，所述压敏胶乳液由丁酯组成。
6.根据权利要求1所述的一种利用废弃封箱胶带制备的改性沥青，其特征在于，所述聚丙烯的熔点为164～170℃。
7.如权利要求1至6中任一项所述利用废弃封箱胶带制备的改性沥青的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
将所需基质沥青原料于烘箱中加热，直至其具有充分的流动性；
按配比将适量的基质沥青原料加入反应容器中，控制温度在175℃～180℃下，将所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器，并用玻璃棒人工搅拌10分钟～15分钟；
保持温度在175℃～180℃，用高剪切混合乳化机在5000～8000rpm转速下高速剪切45～60分钟；
将反应容器置于烘箱中20～25分钟，使所述废弃封箱胶带改性剂与基质沥青原料充分溶胀；
保持温度在175℃～180℃下，继续在5000～8000rpm转速下对其进行高速剪切25～40分钟，制成利用废弃封箱胶带制备的改性沥青。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述废弃封箱胶带改性剂加入反应容器前还包括步骤：
将所需的废弃封箱胶带裁剪成方形碎片。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述方形碎片的边长为2cm～3cm。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烘箱内的温度为135℃。
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