CN101362860A - 废橡胶改性沥青及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废橡胶改性沥青及其生产工艺。该废橡胶改性沥青组成为(按重量计)：沥青80～84％、废橡胶粉16～20％、硫化剂0～0.1％、渗透剂0～0.1％。该生产工艺先将沥青于190～210℃温度下加热熔化；再按配比将硫化剂、渗透剂和废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀20～45分钟；将上述步骤所得的混合物在190～210℃温度下在高速剪切机里高速剪切15～60分钟，即得废橡胶改性沥青。本发明既具有环保效益，又节约成本，同时该废橡胶改性沥青具有良好的使用性能。

Description

废橡胶改性沥青及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种橡胶改性沥青及其生产工艺，尤其涉及一种废橡胶改性沥青及其生产工艺。

背景技术

随着我国人民生活水平的提高和经济建设的发展，汽车工业飞速发展，汽车持有量逐年迅速增加，从而使我国将面临目前国外发达国家早已遇到的大量废旧轮胎的处理问题。据统计，我国的废旧轮胎到2010年将达到2亿条。大量的废旧轮胎将会带来严峻的环保问题，而将废旧轮胎加工成椽胶粉是国际上通用的废旧轮胎再生处理方法，其中废轮胎胶粉应用在公路行业中是废旧轮胎处理的主要途径之一。

目前，旧轮胎的应用已不是区域性问题，而被视作一个国家的发展水平问题。例如，在美国已将废旧轮胎利用的方法工作扩大到48个州，有关废旧轮胎应用的第一部法规是十年前在伊利诺斯州发表的。我国的年耗橡胶总量居于世界首位，则可推定废橡胶产生量肯定超过美国；同时加上我国的废橡胶再生利用率又低于美国，仅65％，所以，处理国产废胎任务之重是可想而知的。因此，必须在国产废旧轮胎上寻找出路和扩大应用上加大力度，其中采用废椽胶粉生产改性沥青为首选的方法之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种废橡胶改性沥青及其生产工艺，既具有环保效益，又节约成本，同时该废橡胶改性沥青具有良好的使用性能。

为了达到上述目的，本发明技术方案包括：

一种废橡胶改性沥青，所述废橡胶改性沥青组成为(按重量计)：沥青 80～84％、废橡胶粉 16～20％、硫化剂 0～0.1％、渗透剂 0～0.1％。

其中，所述的废橡胶粉粒径为20～40目。

其中，所述的硫化剂选自硫磺、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺(PDM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)或4，4′-二硫化二吗啉(DTDM)。

其中，所述的渗透剂选自橡胶油或溶剂油。

一种废橡胶改性沥青的生产工艺，所述工艺包括以下步骤：

(1)将沥青于190～210℃温度下加热熔化；

(2)将硫化剂、渗透剂和废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀20～45分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在上述温度下在高速剪切机里高速剪切15～60分钟，即得废橡胶改性沥青。

其中，所述高速剪切的速度为2000～3000转/分钟。

本发明首先将沥青加热，再加入废橡胶粉进行强制混合、搅拌，同时加入添加剂以加速反应，最后使用高速剪切机进行剪切，不仅具有环保效应，还能大大降低生产成本，且生产工艺简单，适合工厂大规模生产；先熔胀后剪切，大大提高了沥青与废橡胶粉的互溶性，提高了废橡胶改性沥青储存时间；加入添加剂包括硫化剂、渗透剂等，提高了废橡胶改性沥青的综合使用性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，旨在帮助阅读者更好理解本发明的技术方案，并不对本发明技术方案的实施范围构成任何限定。

本发明申请人针对本发明技术方案中的几个关键技术做了如下研究：

1、温度

温度是橡胶粉改性沥青生产工艺中的重要参数之一。温度对橡胶沥青反应时间等有较大的影响，因此反应温度不能太低；但是如果温度过高，沥青的性能指标不稳定，沥青易老化或结。经研究发现，反应温度190～210℃为宜，190℃最佳。

2、橡胶粉粒径

橡胶粉与沥青的反应时间还与橡胶粉颗粒大小有关，一般橡胶粉颗粒越细，越容易在沥青中混合分散，反应时间缩短；但过细的胶粉在沥青中容易被“消化”或“油化”，使橡胶粉改性沥青过早失去弹性。因此，经研究发现，废橡胶粉的粒径以20～40目为宜。

3、剪切速度

橡胶粉改性沥青生产工艺需要有一个剪切过程。剪切分高速剪切和低速剪切，所谓低速剪切实际就是搅拌作用，在搅拌器的作用下可加速胶粉在沥青中分散、熔胀。高速剪切可加速胶粉的细化，有利于脱硫、降解，加速橡胶沥青的制作过程。

4、橡胶粉改性沥青添加剂

包括硫化剂和渗透剂。硫化剂含量0.1％以下，降低橡胶粉改性沥青粘度，确保产量，并方便橡胶粉改性沥青的运输、储存和喷洒施工等。掺加0.1％以下的渗透剂能促进橡胶粉与沥青的互溶，使橡胶粉改性沥青的储存在一定时间内不离析、不沉淀，施工时不需专用的橡胶粉改性沥青运输、洒布及拌和设备，降低橡胶粉改性沥青使用总成本。

实施例1

(1)将80份沥青于190℃温度下加热熔化；

(2)将0.05份硫磺、0.01份橡胶油和19.94份废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀20分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在190℃温度下，以2000转/分钟的速度在高速剪切机里剪切20分钟，即得废橡胶改性沥青。

实施例2：

(1)将84份沥青于210℃温度下加热熔化；

(2)将16份废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀30分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在210℃温度下，以2500转/分钟的速度在高速剪切机里剪切60分钟，即得废橡胶改性沥青。

实施例3：

(1)将81.35份沥青于195℃温度下加热熔化；

(2)将0.08份N，N′-间苯撑双马来酰亚胺(PDM)、0.07份橡胶油和18.5份废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀40分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在195℃温度下，以2800转/分钟的速度在高速剪切机里剪切45分钟，即得废橡胶改性沥青。

实施例4：

(1)将83份沥青于205℃温度下加热熔化；

(2)将0.02份4，4′-二硫化二吗啉(DTDM)、0.03份橡胶油和16.95份废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀35分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在205℃温度下，以3000转/分钟的速度在高速剪切机里剪切15分钟，即得废橡胶改性沥青。

实施例5：

(1)将82.5份沥青于210℃温度下加热熔化；

(2)将0.1份二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)、0.1份溶剂油和17.3份废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀45分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在210℃温度下，以3000转/分钟的速度在高速剪切机里剪切35分钟，即得废橡胶改性沥青。

对实施例1至实施例5所得的废橡胶改性沥青，分别做了以下性能实验，结果如下表：

通过对上述表格数据的分析可知：本发明一种废橡胶改性沥青及其生产工艺，使用废橡胶粉对沥青进行改进，既具有环保效益，又节约成本，同时该废橡胶改性沥青仍具有良好的使用性能。

本发明首先将沥青加热，再加入废橡胶粉进行强制混合、搅拌，同时加入添加剂以加速反应，最后使用高速剪切机进行剪切，不仅具有环保效应，还能大大降低生产成本，且生产工艺简单，适合工厂大规模生产；先熔胀后剪切，大大提高了沥青与废橡胶粉的互溶性，提高了废橡胶改性沥青储存时间；加入添加剂包括硫化剂、渗透剂等，提高了废橡胶改性沥青的综合使用性能。

Claims (6)

1.一种废橡胶改性沥青，其特征在于，所述废橡胶改性沥青组成为(按重量计)：沥青80～84％、废橡胶粉16～20％、硫化剂0～0.1％、渗透剂0～0.1％。

2.根据权利要求1所述的一种废橡胶改性沥青，其特征在于，所述的废橡胶粉粒径为20～40目。

3.根据权利要求1所述的一种废橡胶改性沥青，其特征在于，所述的硫化剂选自硫磺、N，N′-间苯撑双马来酰亚胺(PDM)、二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)或4，4′-二硫化二吗啉(DTDM)。

4.根据权利要求1所述的一种废橡胶改性沥青，其特征在于，所述的渗透剂选自橡胶油或溶剂油。

5.一种废橡胶改性沥青的生产工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：

(1)将沥青于190～210℃温度下加热熔化；

(2)将硫化剂、渗透剂和废橡胶粉加入上述热沥青中搅拌熔胀20～45分钟；

(3)将上述步骤(2)所得的混合物在上述温度下在高速剪切机里高速剪切15～60分钟，即得废橡胶改性沥青。

6.根据权利要求5所述的一种废橡胶改性沥青的生产工艺，其特征在于，所述高速剪切的速度为2000～3000转/分钟。