CN110283616B - 一种废旧轮胎热裂解再生炭黑改性材料以及改性沥青 - Google Patents
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Abstract
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种废旧轮胎热裂解再生炭黑改性材料以及改性沥青，该沥青由改性材料和基质沥青制备而成，其中改性材料由下述重量份原料制备而成：0.8～1.0份废旧轮胎裂解再生炭黑、0.05～0.1份环氧树脂、0.02～0.07份过氧化二异丙苯、0.01～0.04份硫磺、0.03～0.05份顺丁烯二酸酐；将该改性材料加入基质沥青中，能够有效提高沥青的使用寿命，同时，为黑色垃圾的处理途径增加一条应用方向，有效提升废旧材料的可再生利用率，提高了材料附加价值，节约了社会经济成本。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种废旧轮胎热裂解再生炭黑改性材料以及改性沥青，在道路沥青中掺入一定比例的再生炭黑料制成一种改良的再生炭黑改性沥青制品。
背景技术
截止2013年，我国已成为世界上废旧轮胎最大产生国，如果对废旧轮胎的处理不当，将给自然环境造成较大的危害。
当前轮胎的回收方法主要有制备胶粉、焚烧和热解，其中胶粉制备成本较高，需求数量以及需求增速都无法与废旧轮胎产生数量的增速相比。焚烧可以回收废旧轮胎的热能，但无法回收有价值的化工原料，而废旧轮胎的热解能提供一条附加值高且环境友好型的回收路线。
随着国家城镇化步骤的加快，人们对出行便利性及道路环境及质量要求越来越高，新建道路、老旧城区、小区道理路升级改造越来越多地使用沥青混凝土路面。通过对废旧轮胎回收热解产品的综合利用，将其中的再生炭黑应用于城镇道路新建及改扩建中的沥青混合料面层中，增加再生炭黑的可利用价值。
目前在道路沥青铺设过程中仍然是以SBS改性沥青混凝土为主，由于SBS材料成本比再生炭黑高4到6倍，如何有效利用再生炭黑改性材料达到满足路用性能的改性沥青，将会对减少废旧轮胎的黑色污染、节约社会成本起到一定的积极作用。
发明内容
基于上述原因，申请人经过多次创造性研究，得到一种新的沥青改性材料，该改性材料由废旧轮胎裂解再生炭黑、环氧树脂、过氧化二异丙苯、硫磺、顺丁烯二酸酐制备而成，将该改性材料加入基质沥青中，能够有效提高沥青的使用寿命，同时，为黑色垃圾的处理途径增加一条应用方向，有效提升废旧材料的可再生利用率，提高了材料附加价值，节约了社会经济成本。
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种用于制备沥青的改性材料，该改性材料由下述重量份原料制备而成：0.8～1.0份废旧轮胎裂解再生炭黑、0.05～0.1份环氧树脂、0.02～0.07份过氧化二异丙苯、0.01～0.04份硫磺、0.03～0.05份顺丁烯二酸酐。
优选的改性材料由下述重量比原料制备而成：废旧轮胎裂解再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.10：0.063：0.038：0.05。
优选的改性材料由下述重量比原料制备而成：废旧轮胎裂解再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.056：0.022：0.011：0.032。
该改性材料用于沥青制备中。
其中所述沥青由改性材料与基质沥青制备而成。
其中所述的改性材料是基质沥青质量的15％-20％。
其中所述沥青的制备方法为：
(1)取废旧轮胎裂解再生炭黑，环氧树脂，过氧化二异丙苯，硫磺，顺丁烯二酸酐混合均匀，得到改性材料；
(2)取基质沥青，加热至130℃～150℃的温度，加入改性材料，搅拌45～60min，搅拌机转速为4000r/min，再在密闭反应釜中以120℃恒温熟化60min，得到沥青。
本发明的有益效果：
废旧轮胎热裂解炭黑有效替代SBS改性剂降低沥青混合料成本。
废旧轮胎的裂解炭黑的独特性能，有效改善了沥青的路用性能，增加了道路的使用寿命。
采用废旧轮胎回收裂解产品作为改性材料，为黑色垃圾的处理途径增加一条应用方向，有效提升废旧材料的可再生利用率，提高了材料附加价值，节约了社会经济成本。
具体试验例
以下以具体试验例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。
本说明书试验例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于试验例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。尽管以下本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，下述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
本发明下述试验，是在多次创造性试验的基础上，以本发明所要保护的技术方案为基础，总结的研发人员的结论性试验。
本发明所使用的基质沥青为中石油燃料油有限责任公司70#A级沥青，其物理性能指标如表1。
表1 70#A级沥青物理性能指标
本发明所使用废旧轮胎再生炭黑为山西利达环保科技有限公司生产的废旧轮胎再生炭黑，其物理性能指标如表2。
表2 再生炭黑物理性能指标
| 序号 | 分析项目 | 单位 | 分析值 |
| 1 | 吸碘值 | g/kg | 86.2 |
| 2 | 吸油值 | 10<sup>-5</sup>m<sup>3</sup>/kg | 79.8 |
| 3 | 压缩吸油值 | 10<sup>-5</sup>m<sup>3</sup>/kg | 76.8 |
| 4 | 着色强度 | ％ | 34.6 |
| 5 | 甲透 | ％ | 88.6 |
| 6 | 45μm筛余物 | ％ | 0.026 |
| 7 | 500μm筛余物 | ％ | 0 |
| 8 | 灰分 | ％ | 14.97 |
| 9 | 颗粒硬度 | 最大/平均 | 85/44 |
| 10 | 加热减量 | ％ | 0.8 |
| 11 | 细粉含量 | ％ | 0.8 |
| 12 | 倾注密度 | Kg/m<sup>3</sup> | 477 |
| 13 | 300％定伸 | Mpa | -10.5 |
以下实施例所述环氧树脂生产厂商为巴陵石油化工有限责任公司；过氧化二异丙苯购自太仓塑料助剂厂有限公司；硫磺生产厂商为山东天顺化工有限公司；顺丁烯二酸酐生产厂商为山东宏信化工股份有限公司。
实施例1、废旧轮胎热裂解再生炭黑改性沥青
将经试验检验满足表2技术性能的废旧轮胎再生炭黑，取质量比0.8份，按照再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.10：0.063：0.038：0.05的比例投入搅拌釜中混合搅拌混匀得到再生炭黑混合改性料。
将基制沥青加热至130℃～150℃，再将基质沥青质量的15％的质量比的再生炭黑混合改性料加热至120℃，添加到加热后的基制沥青中，在130℃～150℃的温度下，通过高速剪切搅拌机搅拌45min，高速剪切搅拌机转速为4000r/min。
将高速剪切搅拌后的改性沥青在密闭反应釜中以120℃恒温熟化60min，即得到满足路用性能的废旧轮胎再生炭黑改性沥青。
经上述方法改制的废旧轮胎再生炭黑改性沥青制品指标为：见表3。
表3 改性沥青制品指标
实施例2、废旧轮胎热裂解再生炭黑改性沥青
本实例与实施1相比，区别在于再生炭黑混合改性料掺量为基质沥青质量的18％。
经上述方法改制的废旧轮胎再生炭黑改性沥青制品指标：见表4。
表4 改性沥青制品指标
实施例3、废旧轮胎热裂解再生炭黑改性沥青
将经试验检验满足表2技术性能的废旧轮胎再生炭黑，与实施例1区别在于，取质量比0.9份，按照再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.056：0.022:0.011:0.044的比例投入搅拌釜中混合搅拌混匀得到再生炭黑混合改性料。
将基制沥青加热至130℃～150℃，再将基质沥青质量的15％的质量比的再生炭黑混合改性料加热至120℃，添加到加热后的基制沥青中，在150℃～160℃的温度下，通过高速剪切搅拌机搅拌60min，高速剪切搅拌机转速为4000r/min。
将高速剪切搅拌后的改性沥青在密闭反应釜中以120℃恒温熟化60min，即得到满足路用性能废旧轮胎再生炭黑改性沥青。
经上述方法改制的废旧轮胎再生炭黑改性沥青制品指标：见表5。
表5 改性沥青制品指标
实施例4、废旧轮胎热裂解再生炭黑改性沥青
本实例与实施3相比，区别在于再生炭黑混合改性料掺量为基质沥青质量的18％。
经上述方法改制的废旧轮胎再生炭黑改性沥青制品指标：见表6
表6 改性沥青制品指标
表7 SBS改性剂沥青指标
试验结论：本发明通过再生炭黑改性沥青对基制沥青的改性，通过试验检测满足沥青所要求的的各项性能，并具有更加优秀的产品质量，特别是TFOT(或RTFOT)抗热老化、紫外老化等指标显著优于现市场上的沥青指标。可以有效替代SBS改性剂降低沥青混合料，降低沥青原材料成本。为黑色垃圾的处理途径增加一条应用方向，有效提升废旧材料的可再生利用率，提高了材料附加价值，节约了社会经济成本。
Claims (3)
1.一种沥青的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为：
(1)取0.8～1.0份废旧轮胎裂解再生炭黑，0.05～0.1份环氧树脂，0.02～0.07份过氧化二异丙苯，0.01～0.04份硫磺，0.03～0.05份顺丁烯二酸酐混合均匀，得到改性材料；
(2)取基质沥青，加热至130℃～150℃的温度，加入基质沥青质量的15％-20％的质量比的改性材料，搅拌45～60min，搅拌机转速为4000r/min，再在密闭反应釜中以120℃恒温熟化60min，得到沥青。
2.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于：所述的改性材料由下述重量比原料制备而成：废旧轮胎裂解再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.10：0.063：0.038：0.05。
3.根据权利要求1所述的一种沥青的制备方法，其特征在于：所述的改性材料由下述重量比原料制备而成：废旧轮胎裂解再生炭黑：环氧树脂：过氧化二异丙苯：硫磺：顺丁烯二酸酐＝1：0.056：0.022：0.011：0.032。
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