CN113248728A - 一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种废旧橡胶粉改性沥青的乳化剂及其制备方法，组成成分按照质量份计数：有机酸90～110份，脂肪胺50～80份，脂肪基伯胺30～60份，非离子表面活性剂20～40份，溶剂50～100份，消泡剂0.2～2.0份，该乳化剂制作原料易得，制作工艺简单，生产使用方便，乳化剂用量只需要乳化沥青质量比例的0.3～0.7％，能够使用常用乳化设备乳化废旧橡胶粉改性沥青，并且制得的改性乳化沥青储存稳定性好易于施工。
Description
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，具体为一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂及其制备方法。
背景技术
我国每年产生的废旧轮胎总量多年位居世界第一，仅2015年，全国废弃轮胎产生量就已经达到3.3亿条左右，总重约合1200万吨，并且这个数值还在以每年8％-10％的速度上涨。预计2020年，我国废弃轮胎产生量或将达到2000万吨，这其中能被回收再利用的不足一半。橡胶轮胎经过机械加工成不同目数的橡胶粉掺加到沥青中可以做成橡胶沥青，橡胶沥青具有良好的高低温性能，可以改善路面抗变形能力和抗疲劳开裂的性能；降低了普通沥青对温度的敏感性；同时，橡胶沥青具有粘度高、抗老化、抗氧化能力强等特点；用于开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、减少雨天行车溅水、改善视野、降低噪音，大大提高路面行车安全和舒适性；橡胶沥青的应用不仅有利于环境保护，节约自然资源，还有利于改善人类的生存环境。
但与此同时，由于废旧橡胶粉改性沥青粘度高，橡胶沥青在生产和施工过程中必须保持较高的温度，而在高温施工过程中，橡胶沥青气味大，释放多种有害气体，对周围环境和工程施工人员的健康危害大，橡胶沥青还面临高温储存稳定性差等问题，因此将橡胶沥青加工成乳化沥青能够常温存放和施工就成为了一个很好的解决方向，但是在实际应用过程中废旧橡胶粉改性沥青难乳化，乳化后储存稳定性差是普遍存在的现象。专利申请号为：201210153036.4，名称为：一种废橡胶改性乳化沥青的制备方法，公开了一种橡胶粉改性沥青制备成乳化沥青的方法，但是此方法需要高温高压反应釜，制作工艺复杂，成本偏高并且不具有普遍适用性。专利申请号为：201310310388.0，名称为：一种废胶粉改性乳化沥青及其制备方法，公开了一种废胶粉改性乳化沥青的制备方法，其特征在于：胶粉在加入沥青前需要进行活化处理，至少经过脱硫、软化增塑、高温剪切、偶联处理之一，处理过程较为繁琐，生产工艺复杂，生产成本偏高，并且难以大规模应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防污耐磨型汽车内饰用纺织材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，由以下各组分按照质量份组成：
有机酸：90-110份；
脂肪胺：50-80份；
脂肪基伯胺：30-60份；
非离子表面活性剂：20-40份；
溶剂：50-100份；
消泡剂：0.2-2份。
优选的，所述有机酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸、硬脂酸、蓖麻油酸、或桐油酸中的一种或几种。
优选的，所述的脂肪胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺或N-氨基乙基哌嗪中的一种或几种。
优选的，所述的脂肪基伯胺为氢化棕榈胺、氢化牛脂基伯胺、牛脂基伯胺、椰油烷基伯胺、油酸伯胺中的一种或几种。
优选的，所述的非离子表面活性剂为OP-10、OP-15、OP-21、OP-30、OP-40、OP-50、NP-10、NP-15、NP-21、NP-30、NP-40或NP-50中的一种或几种。
优选的，所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇和一缩二乙二醇中的一种或几种。
优选的，所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
优选的，一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照配方比例称取各组分原料；
第二步：向反应釜中加入有机酸和脂肪胺进行搅拌，搅拌温度为180～220℃，搅拌速率为50～100r/min，搅拌时间为2～6h；
第三步：将温度降低到50～60℃，加入有机溶剂和消泡剂，继续搅拌混合；搅拌速率40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第四步：加入非离子表面活性剂，继续搅拌；搅拌速率为40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第五步：升高温度到70～90℃，在搅拌的状态下，缓慢的加入脂肪基伯胺，加入时间30～60min；搅拌速度70～100r/min，加入完成后继续搅拌1～2h；搅拌完成后冷却至室温即得废旧橡胶粉改性沥青乳化剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明的反应条件温和、易控制，制作工艺简单，本发明的乳化剂，能够使用常规乳化沥青的方法和设备乳化废旧橡胶粉改性沥青，不需要对设备进行改造，乳化得到的废旧橡胶粉改性乳化沥青能够在常温下长时间稳定储存；
2.乳化的废旧橡胶粉改性沥青能够满足乳化沥青的各项指标，并且易于施工使用，本发明的废旧橡胶粉改性沥青乳化剂常温下为易流动的液态，易于生产添加使用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，由以下各组分按照质量份组成：
有机酸：90-110份；
脂肪胺：50-80份；
脂肪基伯胺：30-60份；
非离子表面活性剂：20-40份；
溶剂：50-100份；
消泡剂：0.2-2份。
有机酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸、硬脂酸、蓖麻油酸、或桐油酸中的一种或几种。
脂肪胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺或N-氨基乙基哌嗪中的一种或几种。
脂肪基伯胺为氢化棕榈胺、氢化牛脂基伯胺、牛脂基伯胺、椰油烷基伯胺、油酸伯胺中的一种或几种。
非离子表面活性剂为OP-10、OP-15、OP-21、OP-30、OP-40、OP-50、NP-10、NP-15、NP-21、NP-30、NP-40或NP-50中的一种或几种。
溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇和一缩二乙二醇中的一种或几种。
消泡剂为有机硅消泡剂。
一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂的制备方法，包括以下步骤：
第一步：按照配方比例称取各组分原料；
第二步：向反应釜中加入有机酸和脂肪胺进行搅拌，搅拌温度为180～220℃，搅拌速率为50～100r/min，搅拌时间为2～6h；
第三步：将温度降低到50～60℃，加入有机溶剂和消泡剂，继续搅拌混合；搅拌速率40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第四步：加入非离子表面活性剂，继续搅拌；搅拌速率为40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第五步：升高温度到70～90℃，在搅拌的状态下，缓慢的加入脂肪基伯胺，加入时间30～60min；搅拌速度70～100r/min，加入完成后继续搅拌1～2h；搅拌完成后冷却至室温即得废旧橡胶粉改性沥青乳化剂。
实施例1：
称取油酸100份、三乙烯四胺70份投入反应釜，搅拌反应，搅拌反应温度为195℃，搅拌速率为80r/min，搅拌时间为3.5h，然后将温度降低到70℃，加入乙二醇60份和B-313消泡剂0.5份，继续搅拌；搅拌速率为45r/min，搅拌时间为1.5h，加入25份OP-21，混合搅拌均匀，搅拌速率为40r/min，搅拌时间为1h，升温到85℃，提高搅拌速率为80r/min，在搅拌状态下缓慢加入45份的氢化牛脂基伯胺，加入时间40min，加入完成后继续搅拌2h，搅拌完成后冷却至室温即得废旧橡胶粉改性沥青乳化剂；
实施例1所得乳化剂的乳化沥青的制备及性能测试：称取60目废旧橡胶粉70份加入530份中海70#沥青中，保持温度为180℃，充分搅拌后过剪切磨剪切并发育3h，制得600份废旧橡胶粉改性沥青。将65℃的水400份，实施例1中制备的乳化剂3.5份，配制成乳化剂水溶液，用盐酸调节水溶液pH值为1.5。将600份的废旧橡胶粉改性沥青加热到180℃，并与乳化剂水溶液一起通过胶体磨剪切30s，出口过换热器冷却至70℃以下，制得废旧橡胶粉改性乳化沥青。对所得产品按照《公路沥青路面施工技术规范JTGF40——2004》中乳化沥青技术标准进行性能检测，结果如表1。
表1实施例1所得废旧橡胶粉改性乳化沥青的测试性能
实施例2：
称取蓖麻油酸95份、二乙烯三胺65份投入反应釜，搅拌反应，搅拌反应温度为190℃，搅拌速率为80r/min，搅拌时间为4h；然后将温度降低到55℃，加入异丙醇80份和BYK085有机硅消泡剂1份，继续搅拌；搅拌速率为50r/min，搅拌时间为1.2h；加入30份NP-40，混合搅拌均匀，搅拌速率为55r/min，搅拌时间为1.5h；升温到90℃，提高搅拌速率为75r/min，在搅拌状态下缓慢加入55份的椰油烷基伯胺，加入时间55min，加入完成后继续搅拌1.5h；搅拌完成后冷却至室温即得废旧橡胶粉改性沥青乳化剂；
实施例2所得乳化剂的乳化沥青的制备及性能测试：称取80目废旧橡胶粉80份加入550份SK-90#沥青中，保持温度为185℃，充分搅拌后过剪切磨剪切并发育3.5h，制得630份废旧橡胶粉改性沥青。将70℃的水410份，实施例2中制备的乳化剂4.5份，配制成乳化剂水溶液，用盐酸调节水溶液pH值为2.0。将630份的废旧橡胶粉改性沥青加热到175℃，并与乳化剂水溶液一起通过胶体磨剪切30s，出口过换热器冷却至80℃以下，制得废旧橡胶粉改性乳化沥青。对所得产品按照《公路沥青路面施工技术规范JTGF40——2004》中乳化沥青技术标准进行性能检测，结果如表2。
表2实施例2所得废旧橡胶粉改性乳化沥青的测试性能
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限。
Claims (8)
1.一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：由以下各组分按照质量份组成：
有机酸：90-110份；
脂肪胺：50-80份；
脂肪基伯胺：30-60份；
非离子表面活性剂：20-40份；
溶剂：50-100份；
消泡剂：0.2-2份。
2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述有机酸为油酸、亚油酸、亚麻酸、软脂酸、硬脂酸、蓖麻油酸、或桐油酸中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述的脂肪胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺或N-氨基乙基哌嗪中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述的脂肪基伯胺为氢化棕榈胺、氢化牛脂基伯胺、牛脂基伯胺、椰油烷基伯胺、油酸伯胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述的非离子表面活性剂为OP-10、OP-15、OP-21、OP-30、OP-40、OP-50、NP-10、NP-15、NP-21、NP-30、NP-40或NP-50中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇和一缩二乙二醇中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂，其特征在于：所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种废旧橡胶粉改性沥青乳化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：按照配方比例称取各组分原料；
第二步：向反应釜中加入有机酸和脂肪胺进行搅拌，搅拌温度为180～220℃，搅拌速率为50～100r/min，搅拌时间为2～6h；
第三步：将温度降低到50～60℃，加入有机溶剂和消泡剂，继续搅拌混合；搅拌速率40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第四步：加入非离子表面活性剂，继续搅拌；搅拌速率为40～70r/min，搅拌时间为1～2h；
第五步：升高温度到70～90℃，在搅拌的状态下，缓慢的加入脂肪基伯胺，加入时间30～60min；搅拌速度70～100r/min，加入完成后继续搅拌1～2h；搅拌完成后冷却至室温即得废旧橡胶粉改性沥青乳化剂。
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