CN100523065C - 以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法 - Google Patents
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Abstract
一种以粉末橡胶接枝活化改性用于铺设市政道路的沥青的方法。涉及废旧橡胶制品综合利用的方法。它利用30目以上的粉末橡胶为原料，对其进行接枝活化改性沥青。方法是：将废旧橡胶制品粉碎研磨成30目以上的粉末橡胶。将重量比软化剂4-8；防焦剂0.2-0.5；热稳定剂0.3-0.6；活化剂0.5-0.9；粉末橡胶90-95的混合物通过高剪切设备进行混合断链，得到活化粉末橡胶。将重量比活化粉末橡胶10-25；沥青60-90；增容剂5-8；接枝剂8-10混合物通过高速搅拌机搅拌接枝及胶体磨研磨，即得到接枝活化粉末橡胶改性的沥青。该改性沥青经加热熔融后，可以增加与道路基料的粘结性，提高路面的防滑耐磨性能，降低对温度的敏感性，提高弹性恢复性能和抗老化性能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种废旧橡胶制品综合利用的方法。特别是以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法。
背景技术：
石油沥青用于铺设公路已有多年历史，由于石油沥青自身具有的对温度的敏感性所致，其耐热性和耐寒性较差，将其直接用于修筑公路时，当夏季温度高时，往往由于石油沥青的熔化而使路面软化；当冬季气候寒冷时，往往由于石油沥青的耐寒性差而使路面发生脆裂。因此，利用石油沥青修筑公路时，要对石油沥青进行改性，才能适应全天候的变化。
利用粉末橡胶改性沥青，提高沥青路面的性能，已经成为开发路面材料的研究热点。但是，目前粉末橡胶的生产一般采用冷冻法，即将废旧橡胶制品利用液氮进行深度冷冻后，破坏其体型的分子结构而使其进行粉碎，这种方法的成本很高，不易于广泛使用。还有的采用常温法，将废旧橡胶制品在常温下进行机械破碎研磨，这种方法得到的粉末橡胶颗粒直径在30-40目之间，颗粒较大，使用时喷雾孔易堵塞，再加上采用的拌合温度较低，拌合时间较短，拌合后粉末橡胶和沥青不能呈现熔融态，沥青不能得到完全改性，对温度的敏感性改进不大，仍然存在低温脆化开裂，高温软化的缺点，因此，粉末橡胶一直没有在市政道路上得到很好的应用。
随着社会文明程度的提高，人们的环保意识与资源再利用的意识在不断提高，而随着工业的发展，废旧橡胶制品的数量在不断增加，致使废旧橡胶的综合利用已经成为重要研究课题之一。当前国内外已经将充分再利用废旧橡胶制品作为维持社会可持续发展的重要战略措施之一，它不仅可以减少环境污染，还可以将废旧资源得到充分利用。
尤其是将废旧橡胶制品破碎研磨成为粉末橡胶后，在市政道路、市政设施中的广泛应用，具有明显的社会效益和经济效益。
发明内容：
本发明旨在提供一种以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法。它利用30目以上的粉末橡胶为原料，对其进行接枝活化改性沥青，该改性沥青经加热熔融后铺设道路，可以增加与道路基料的粘结性，提高路面的防滑耐磨性能，降低对温度的敏感性，提高弹性恢复性能和抗老化性能及吸声性。
本发明的方法是：
一，粉末橡胶的制备；
将废旧橡胶制品进行切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶的颗粒直径为30目以上，即为粉末橡胶。
本发明的粉末橡胶也可以是SBS橡塑材料。
二，活化粉末橡胶的制备；
1，改性活化剂的组分：
软化剂、防焦剂、热稳定剂、活化剂；
其中：
软化剂是乙烯焦油；
防焦剂是硬脂酸；
热稳定剂是油酸、氧化钙；
活化剂是多烷基苯酚二硫化物；
2，按照以下各组份重量比配料；
软化剂 4-8
防焦剂 0.2-0.5
热稳定剂 0.3-0.6
活化剂 0.5-0.9
粉末橡胶 90-94；
3，制备方法；将以上各组分通过高剪切设备，在140-160℃的温度下，进行混合断链，即得到活化粉末橡胶。
该活化粉末橡胶的性能应达到拉伸强度≧15Mpa，扯断伸长率≧500％。
三，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青；
1，按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 10-25
沥青 60-80
增容剂 4-8
接枝剂 5-10
其中：
增容剂是双戊烯，
接枝剂是萜烯树脂。
2，制备方法；将以上各组分在180-220℃的温度下，通过高速搅拌机搅拌接枝，再研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
本发明以废旧橡胶制品制取的30目以上的粉末橡胶为原料，加入改性活化剂混合后，粉末橡胶的粒子膨胀，增大了比表面积，当通过高剪切设备时，对膨胀的粉末橡胶的粒子进行混合断链，由于膨胀的橡胶粒子体积大，更易于被切断，使得橡胶分子降解，得到活化粉末橡胶。
当活化粉末橡胶与沥青、增容剂、接枝剂混合并通过胶体磨研磨至粒径≤10μm时，增容剂在活化粉末橡胶的粒子上与低分子量的接枝剂进行接枝改性，使之具有与其他有机、无机材料极佳的相容性，增强了活化橡胶粒子与沥青的相容性和交联性。
本发明对橡胶粒子的表面进行塑化，使橡胶网络中有足够的分子链被破坏，同时使橡胶粒子的表面生成新的基团，从而使其与沥青的结合良好，可以与沥青熔融，分散在沥青之中。
本发明的反应原理是；
采用活化接枝粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青，一般为接枝剂吸附于粉末橡胶的表面，形成一种亚稳态的络合物或螯合物，通过其基团使粉末橡胶与沥青熔融。
当使用本发明的产品-活化接枝粉末橡胶改性用于铺路沥青进行市政道路的铺设时，具有以下优点：
1，对废旧橡胶进行了综合利用，减少了废旧橡胶对环境的污染。
2，降低了路面对温度的敏感性，改善了沥青路面夏季粘软，冬季开裂打滑的缺陷。
3，提高了路面对光线和声音的吸收，避免了沥青路面反光，强光刺眼的缺陷，并与沥青路面相比，在同等情况下可以降低噪音50％以上。
4，由于橡胶粉与沥青可以熔融，结合良好，因此，减少路面飞石，并可以缩短刹车距离，提高安全性。
综上所述，本发明是一种以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法。它利用30目以上的粉末橡胶为原料，对其进行接枝活化改性沥青，该改性沥青经加热熔融后铺设道路，可以增加与道路基料的粘结性，提高路面的防滑耐磨性能，降低对温度的敏感性，提高弹性恢复性能和抗老化性能及吸声性。
具体实施方式：
实施例1
一，粉末橡胶的制备；
将废旧橡胶轮胎切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶粒径为30-40目，即为粉末橡胶。
二，活化粉末橡胶的制备；
1，按照以下各组份重量比配料
软化剂-乙烯焦油 4.2kg；
防焦剂-硬脂酸 0.3kg；
热稳定剂-油酸、氧化钙 0.6kg；
活化剂-多烷基苯酚二硫化物； 0.9kg
粉末橡胶 94.0kg
2，将以上各组分共100kg，在140-160℃温度下，通过高剪切设备进行混合粉碎至其性能达到拉伸强度≧15Mpa，扯断伸长率≧500％。即得到100kg活化粉末橡胶。
3，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青；
按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 100kg
沥青 770kg
增容剂-双戊烯 50kg
接枝剂-萜烯树脂 80kg
将以上各组分共1000kg，在180-220℃温度下，通过高速搅拌机搅拌，再通过胶体磨研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
所得到的接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青，经检测结果如下；
项目 热区ARB-1 温区ARB-2 寒区ARB-3
针入度25℃ 40 60 86
100g.5s.0.1mm
软化点 62 54 51
延度 6 16 26
(4℃.1cm/min)cm
回弹变形％ 21 12 0.5
针入度比4℃.％ 76 76 76
延度比 55 55 55
4℃.1cm/min％
实施例2
一，粉末橡胶的制备；
将废旧橡胶制品切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶粒子直径为40-60目，即为粉末橡胶。
二，活化粉末橡胶的制备；
1，按照以下各组份重量比配料
软化剂—乙烯焦油 7kg
防焦剂—硬脂酸 0.4kg
热稳定剂—油酸、氧化钙 0.5kg
活化剂—多烷基苯酚二硫化物 0.7kg
粉末橡胶 91.4kg
2，制备方法；将以上各组分共100kg，在140-160℃温度下，通过高剪切设备进行混合粉碎至其性能达到拉伸强度为16Mpa，扯断伸长率为550％，即得到100kg活化粉末橡胶。
三，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青；
1，按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 100kg
沥青 720kg
双戊烯 80kg
萜烯树脂 100kg
2，制备方法；将以上各组分共1000kg，通过高速搅拌机搅拌，再通过胶体磨研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
所得到的以接枝改性粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青，经检测结果如下；
项目 热区ARB-1 温区ARB-2 寒区ARB-3
针入度25℃ 50 70 110
100g.5s.0.1mm
软化点 65 62 60
延度 6 16 26(4℃.1cm/min)cm
回弹变形％ 30 24 0.5
针入度比4℃.％ 80 80 80
延度比 57 57 57
4℃.1cm/min％
实施例1和实施例2的检测结果，均已经达到美国橡胶粉改性沥青的性能标准(FHA-R-002-1992)
附：FHA-R-002-1992内容如下：
针入度25℃ 25—75 50-100 75-150
100g.5s.0.1mm
软化点 >54 >49 >43
延度 >5 >10 >20
(4℃.1cm/min)cm
回弹变形％ >20 >10 >0
针入度比4℃.％ >75 >75 >75
延度比 >50 >50 >50
4℃.1cm/min％
Claims (3)
1，一种以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法，其特征在于它的方法是：
一，粉末橡胶的制备；
将废旧橡胶制品进行切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶的颗粒直径为30目以上，即为粉末橡胶；
二，活化粉末橡胶的制备：
(1)改性活化剂的组分为：
软化剂-乙烯焦油、防焦剂-硬脂酸、热稳定剂-油酸、氧化钙、活化剂-多烷基苯酚二硫化物；
(2)按照以下各组份重量比配料；
软化剂-乙烯焦油 4-8，
防焦剂-硬脂酸 0.2-0.5，
热稳定剂-油酸、氧化钙， 0.3-0.6，
活化剂-多烷基苯酚二硫化物 0.5-0.9，
粉末橡胶 90-94；
(3)制备方法；将以上各组分通过高剪切设备，在140-160℃的温度下，进行混合断链，至其性能达到拉伸强度≧15Mpa，扯断伸长率≧500％，即得到活化粉末橡胶；
三，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青；
(1)按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 10-25，
沥青 60-80，
增容剂-双戊烯 4-8，
接枝剂-萜烯树脂 5-10；
(2)制备方法；将以上各组分在180-220℃的温度下，通过高速搅拌机搅拌接枝，再研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
2，根据权利要求1所述一种以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法，其特征在于它的方法是：
一，粉末橡胶的制备：
将废旧橡胶轮胎切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶粒径为30-40目，即为粉末橡胶；
二，活化粉末橡胶的制备；
(1)按照以下各组份重量比配料：
软化剂-乙烯焦油 4.2kg，
防焦剂-硬脂酸 0.3kg，
热稳定剂-油酸、氧化钙 0.6kg，
活化剂-多烷基苯酚二硫化物 0.9kg，
粉末橡胶 94.0kg；
(2)将以上各组分共100kg，在140-160℃温度下，通过高剪切设备进行混合粉碎至其性能达到拉伸强度≧15Mpa，扯断伸长率≧500％，即得到100kg活化粉末橡胶；
三，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青；
按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 100kg，
沥青 770kg，
增容剂-双戊烯 50kg，
接枝剂-萜烯树脂 80kg；
将以上各组分共1000kg，在180-220℃温度下，通过高速搅拌机搅拌，再通过胶体磨研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
3，根据权利要求1所述一种以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青的方法，其特征在于它的方法是：
一，粉末橡胶的制备：
将废旧橡胶制品切割分离后进行粉碎研磨，所得粉末橡胶粒子直径为40-60目，即为粉末橡胶；
二，活化粉末橡胶的制备：
(1)按照以下各组份重量比配料
软化剂—乙烯焦油 7kg，
防焦剂—硬脂酸 0.4kg，
热稳定剂—油酸、氧化钙 0.5kg，
活化剂—多烷基苯酚二硫化物 0.7kg，
粉末橡胶 91.4kg；
(2)制备方法：将以上各组分共100kg，在140-160℃温度下，通过高剪切设备进行混合粉碎至其性能达到拉伸强度为16Mpa，扯断伸长率为550％，即得到100kg活化粉末橡胶；
三，以接枝活化粉末橡胶改性用于铺设市政道路的沥青：
(1)按照以下各组份重量比配料
活化粉末橡胶 100kg，
沥青 720kg，
双戊烯 80kg，
萜烯树脂 100kg；
(2)制备方法：将以上各组分共1000kg，通过高速搅拌机搅拌，再通过胶体磨研磨至粒径≤10μm，即得到以接枝活化粉末橡胶改性的用于铺设市政道路的沥青。
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| CN1951990A CN1951990A (zh) | 2007-04-25 |
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| CN101235207B (zh) * | 2008-01-17 | 2010-11-10 | 徐培华 | 沥青路面裂缝嵌封材料的制备方法 |
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- 2005-10-19 CN CNB2005100155037A patent/CN100523065C/zh not_active Expired - Fee Related
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