CN111019208A - 一种活化胶粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种活化胶粉及其制备方法，一种活化胶粉包括以下组分：胶粉、废机油、香精、强力树脂；一种活化胶粉的制备方法包括以下步骤：以废旧轮胎为原料制备60目的胶粉；在60目胶粉中加入废机油、香精、强力树脂，混合后将混合物装入脱硫罐中，随后向脱硫罐中通入0.3Mpa的蒸汽，当脱硫罐内压力到达0.9Mpa后泄压、排气，获得改性胶粉；对改性胶粉进行冷却，降温至40℃以下，再用铺设20目筛网的振动筛筛除结团的胶粉，然后计量、打包，获得成品活化胶粉。本发明解决了现有的普通胶粉在对沥青的改性效果不明显，在使用过程中会排放大量二氧化碳以及硫化氢等气体的问题。

Description

一种活化胶粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种胶粉及其制备方法，具体涉及一种活化胶粉及其制备方法。
背景技术
胶粉是指废旧橡胶制品经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料。一般胶粉主要在低档制品中大量掺用，也可以少量的地用于胎面以减少轮胎的动态生热寿命，例如鞋的中底掺100份甚至更多。在建材中应用，如铺设运动场地，铺设轨道床基，减震、减噪声等场合。在沥青产品中高温下加胶粉混匀用于铺路面和屋顶防水层效果均很好。
目前，一般使用普通胶粉对沥青进行改性，常使用的普通胶粉为硫化胶粉，硫化胶粉一般以填料的形式填充在各制品中，在使用过程中一旦加量过大就会导致产品各项物理机械性能明显下降，对沥青的改性效果差；此外，普通胶粉与沥青在熔融时产生刺激性气味，对环境不友好。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的普通胶粉在改性沥青中产生刺激性气味，对环境不友好，对沥青的改性效果不明显，目的在于提供一种活化胶粉及其制备方法，解决现有的普通胶粉在对沥青的改性效果不明显，在使用过程中会排放大量二氧化碳以及硫化氢等气体的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种活化胶粉，包括以下组分：胶粉、膨润剂、除味剂、补强剂。
本发明采用膨润剂、除味剂、补强剂对普通胶粉进行改性，制备出活化胶粉；经优选后的膨润剂膨化后的活化胶粉，能够显著提高胶粉在沥青中的添加量，还能够保证胶粉的脱硫效果，又能适当降低反应温度；除味剂作为辅剂参与胶粉的改性，能够改变胶粉的味道，活化胶粉掺加入改性沥青时，能够缓解产生气体的味道；补强剂能够改善活性胶粉的物理机械性能，提高剥离强度，本发明制备的活性胶粉作为沥青改性剂，可塑性好、耐候性好、耐磨性强、不易老化、有耐酸碱的作用，还具有良好的耐高温和耐低温性能，能够提高沥青耐冲击和抵抗开裂性能，沥青改性后有较好的抗压能力，使沥青弹性和柔韧性得到增强。本发明对普通胶粉进行改性、脱硫，制备出来的活化胶粉含硫量少，有效降低二氧化碳以及硫化氢等VOCS排放量，同时能够降低沥青与活化胶粉在熔融时产生的刺激性气味，明显改善防水卷材橡胶改性沥青的生产环境和现场施工环境，解决了现有的普通胶粉在对沥青的改性效果不明显，在使用过程中会排放大量二氧化碳以及硫化氢等气体的问题。
胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入0.017-0.03ml的除味剂。
本发明根据沥青的改性效果优选了胶粉、高效膨润剂、环保植物性除味剂、低熔点环保补强剂的配比。
优选地，30-100目数胶粉与膨润剂的质量比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml除味剂。
胶粉的粒径为30-100目。结合原料成本、胶粉粉碎工艺难度及活化胶粉产品的粒径均匀度，本发明优选了30-100目胶粉参与加工的胶粉粒径。
一种活化胶粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、以废旧橡胶为原料制备30-100目的胶粉；
S2、在步骤S1中获得的30-100目胶粉中加入膨润剂、除味剂、补强剂，混合后将混合物装入脱硫罐中，随后向脱硫罐中通入一定压力的蒸汽，当脱硫罐内压力到达3.5Mpa后泄压、排气，获得改性胶粉；
S3、对改性胶粉进行冷却，降温至40℃以下，再用铺设20目筛网的振动筛筛除结团的胶粉，然后计量、打包，获得成品活化胶粉。
本发明对普通胶粉进行脱硫、改性，制备出来的活化胶粉活性强，因加入了水蒸气，胶粉不会被碳化，改变了普通高速搅拌高温对胶粉活性的影响，而且有效控制了火灾隐患，因脱硫罐中活化，小分子有机物经高温被气化排出处理掉了，后工序在使用该活化胶粉时能有效降低二氧化碳以及硫化氢等VOCS排放量，同时能够降低沥青与活化胶粉在熔融时产生的刺激性气味，明显改善防水卷材橡胶改性沥青的生产环境和现场施工环境，解决了现有的普通胶粉在对沥青的改性效果不明显，在使用过程中会排放大量二氧化碳以及硫化氢等气体的问题。
本发明在胶粉脱硫过程中只加入一定量的水蒸气，不添加水，升温升压快，胶粉加热时间短，脱硫效率高，当脱硫罐内压力到达3.5Mpa后泄压，气体排入尾气处理系统中，冷却后得到的液体用于再生胶生产配方中使用，零排放。本发明改性胶粉安全、环保，节约水资源。
S2中胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入0.017-0.03ml的除味剂。
S2中胶粉与膨润剂的质量比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml的除味剂。
S1制备胶粉的具体步骤如下：
a、对废旧橡胶进行破碎、将破碎物中的杂质和胶块分离；
b、将步骤a中的胶块粉碎成粉后加入搅拌器进行混合，采用磨盘机对混合胶粉进行精加工获得细粉，细粉经过磁选、风选后过风动离心筛，筛选出30-100目的胶粉。
本发明以废旧橡胶为原料，一方面能够降低废旧橡胶对环境的污染，另一方面代替或部分代替SBS的使用能够减少自然资源的浪费；本发明对废旧橡胶分离出来的胶粉进行分选、磁选、除杂，保证用于制备活性胶粉的胶粉含碳率，进而提高活性胶粉的使用价值。
S2中补强剂采用橡胶用树脂补强材料。橡胶用树脂补强材料包括环氧丙烯酸酯树脂、聚酰胺树脂、酚醛树脂等，本发明采用其中的任意一种或多种复合。
S2中除味剂采用植物性萃取香料。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种活化胶粉可塑性好、活化率高、耐候性好、耐磨性强、不易老化、有耐酸碱的作用，还具有良好的耐高温和耐低温性能；
2、本发明一种活化胶粉对环境友好，降低二氧化碳以及硫化氢等VOCS排放量；
3、本发明一种活化胶粉的制备方法升温升压快，胶粉加热时间短，脱硫效率高，安全、环保，节约能源。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
本发明一种活化胶粉，包括以下组分：胶粉、膨润剂、除味剂、补强剂。
本发明采用膨润剂、除味剂、补强剂对普通胶粉进行改性，制备出活化胶粉；该活化胶粉，能够显著提高胶粉的溶胶含量，还能够保证胶粉的活化效果，又能适当降低反应温度；除味剂作为辅剂参与胶粉的改性，能够改变胶粉的味道，活化胶粉掺加制成改性沥青时，能够缓解产生气体的味道；补强剂能够改善活性胶粉的物理机械性能，增加改性沥青的剥离强度。本发明制备的活性胶粉作为沥青改性剂，可塑性好、耐候性好、耐磨性强、不易老化、有耐酸碱的作用，还具有良好的耐高温和耐低温性能，能够提高沥青耐冲击和抵抗开裂性能，沥青改性后有较好的抗压能力，使沥青弹性和柔韧性得到增强。
胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入0.017-0.03ml的除味剂。
本发明根据沥青的改性效果优选了胶粉、膨润剂、除味剂、补强剂的配比。
胶粉的粒径为30-100目。结合原料成本、胶粉粉碎工艺难度及活化胶粉产品的性能要求，本发明优选了制成活化胶粉的粒径。
实施例2
基于实施例1，优选地，胶粉与膨润剂的质量比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml的除味剂。
按照上述配比制备的活化胶粉不仅自身性能稳定，分散均匀，在改性沥青中还能够显著的改善沥青的性能，结合原料的成本、工艺操作成本及改性沥青综合性能，本发明选择了最佳的配比值。
实施例3
基于上述实施例，一种活化胶粉的制备方法，包括以下步骤：
S1、以废旧橡胶为原料制备30-100目的胶粉；
S2、在步骤S1中获得的30-100目胶粉中加入膨润剂、除味剂、补强剂，混合后将混合物装入脱硫罐中，随后向脱硫罐中通入一定压力的蒸汽，当脱硫罐内压力到达3.5Mpa后泄压、排气，获得改性胶粉，胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入一定比例的除味剂；
S3、对改性胶粉进行冷却，降温至40℃以下，再用铺设20目筛网的振动筛筛除结团的胶粉，然后计量、打包，获得成品活化胶粉。
S1制备胶粉的具体步骤如下：
a、对废旧轮胎进行破碎、将破碎物中的杂质和胶块分离；
b、将步骤a中的胶块粉碎成粉后加入到搅拌器中进行混合，采用磨盘机对胶粉进行精加工获得细粉，细粉经过磁选、风选后过风动离心筛，筛选出30-100目的胶粉。
本发明以废旧橡胶为原料，一方面能够降低废旧橡胶对环境的污染，另一方面代替或部分代替SBS的使用能够减少自然资源的浪费；本发明对轮胎分离出来的胶粉进行风选、磁选、筛选、除杂，保证用于制备活性胶粉的胶粉含碳率高，进而提高活性胶粉的纯度。
S2中补强剂采用橡胶用树脂补强材料。
S2中除味剂采用植物萃取香料。
本发明在胶粉脱硫过程中只加入一定量的水蒸气，不添加水，升温升压快，胶粉加热时间短，脱硫效率高，当脱硫罐内压力到达3.5Mpa后泄压，气体排入尾气处理系统中，冷却后得到的液体用于再生胶生产配方中使用，零排放。本发明改性胶粉安全、环保，节约水资源。
本发明制备的活性胶粉保持了橡胶的弹性与活性，是高端自粘性防水卷材和公路用改性沥青中使用的一种新型环保材料，添加活化胶粉可以达到高效无味，对减少防水卷材橡胶改性沥青、公路改性沥青生产过程中所产生的二氧化硫以及硫化氢等VOCS排放具有显著的功效，本发明的活化胶粉可以替代部分SBS(苯乙烯系热塑性弹性体)在防水卷材与公路改性沥青中的使用，达到高效、节能、降本的作用。
实施例4
基于实施例3，优选地，S2中胶粉与的质量膨润剂比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml的除味剂。
实施例5
本实施例对实施例4制备出来的活性胶粉在沥青改性中的应用与普通胶粉在在沥青改性中的应用进行了对比，对比结果如表1：
表1胶粉改性沥青对比数据
项目(不加SBS) 参数 项目(加SBS) 参数
活化胶粉掺入量 20～30％ 普通胶粉掺入量 12～18％
改性沥青生产温度 170～185℃ 改性沥青生产温度 180～195℃
时间 实验一罐料30min 时间 实验一罐料50min
延度cm 10～18 延度cm 10～15
针入度 45～65 针入度 40～50
软化点 60～90℃ 软化点 60～90℃
高温性能 70～105℃ 高温性能 70～95℃
低温性能 -20～30℃ 低温性能 -20～25℃
结合表所述的数据，使用本发明的活化胶粉与普通胶粉相比，添加量大幅度提升而且能够快速溶胀，加速胶粉与沥青融合和交联，改善提升胶粉改性沥青的各项指标。
本发明活化胶粉不仅在防水卷材中，还被广泛用于公路改性沥青中，它具有抗车辙、延长道路使用寿命的功用，主要表现在：提高路面的高、低温性能(高温防软化、低温防开裂)；有效减少反射裂缝，降低路面维修费；在不降低路面强度标准的条件下减少路面的厚度；与其他聚合物相比，节约成本，减少对石油的消耗，明显减少道路噪音(3-6分贝)；缩短刹车距离，提高行车安全，减少水雾及路面反光，路面颜色更黑，提高行车舒适度。
沥青材料中掺入本发明制备的活化胶粉后可提高沥青的黏度，抗变形能力增强，并具有更好的封水性能。高速公路的水侵害仍然是高速公路早期破坏的重要因素，水害大大缩短了高速路的使用寿命。据研究表明，活化胶粉改性沥青在路面上会形成大约3mm厚度的沥青膜，完全可以阻止雨水向下渗透，对路基起到保护作用。其次，在上面层摊铺沥青混合料时，活化胶粉改性沥青应力吸收层顶部的活化胶粉会二次熔化，经路面压实后充分填充其面层混合料底部的缝隙，从而排除了层间存水的可能，起到防止水损坏作用，使路面防水层性能大大提升，可将路面的使用寿命提高1-3倍。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活化胶粉，其特征在于，包括以下组分：废橡胶粉、膨润剂、除味剂、补强剂。
2.根据权利要求1所述的一种活化胶粉，其特征在于，胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入0.017-0.03ml除味剂。
3.根据权利要求3所述的一种活化胶粉，其特征在于，胶粉与膨润剂的质量比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml的除味剂。
4.根据权利要求1所述的一种活化胶粉，其特征在于，胶粉的粒径为30-100目。
5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、以废旧橡胶为原料制备30-100目的胶粉；
S2、在步骤S1中获得的30-100目胶粉中加入膨润剂、除味剂、补强剂，混合后将混合物装入脱硫罐中，随后向脱硫罐中通入一定压力的蒸汽，当脱硫罐内压力到达3.5Mpa后泄压、排气，获得改性胶粉；
S3、对改性胶粉进行冷却，降温至40℃以下，再用铺设20目筛网的振动筛筛除结团的胶粉，然后计量、打包，获得成品活化胶粉。
6.根据权利要求5所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，S2中胶粉与膨润剂的质量比为：8-15：1，胶粉与补强剂的质量比为：185-190：1，每1kg胶粉加入0.017-0.03ml除味剂。
7.根据权利要求6所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，S2中胶粉与膨润剂的质量比为：12：1，胶粉与补强剂的质量比为：180：1，每1kg胶粉加入0.023ml的除味剂。
8.根据权利要求5所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，S1制备胶粉的具体步骤如下：
a、对废旧橡胶进行破碎、将破碎物中的杂质和胶块分离；
b、将步骤a中的胶块粉碎成粉后加入搅拌器中进行混合，采用磨盘机对混合胶粉进行精加工获得细粉，细粉经过风选、除去纤维、再磁选后过风动离心筛，筛选出所需目数的胶粉。
9.根据权利要求5所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，S2中补强剂采用橡胶用树脂补强材料。
10.根据权利要求5所述的一种活化胶粉的制备方法，其特征在于，S2中除味剂采用植物性萃取香料。
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