CN109486234A - 一种废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，包括内部的聚合物改性层和包裹在聚合物改性层外的废旧塑料裹腹层，其中，废旧塑料裹腹层包括以下重量份的材料：废旧塑料，30‑40份；聚合物改性层包括以下重量份的原料：聚四氟乙烯5‑10份，石蜡5‑8份，纤维5‑10份，稳定剂3‑5份，增塑剂12‑20份，抗氧化剂0.1‑0.8份，氢氧化镁5‑10份，炭黑2.9‑4.2份，抗剥落剂2‑3.5份。本发明提供的路面高模量剂不仅取替原有的复杂制备工艺，通过化学改性即可生成出耐腐蚀性、高透水性改性沥青混凝土，同时降低了投资、污染及能耗、提高了沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设及养护成本，具有极高的经济价值和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及农业、交通、水利、建筑领域新技术，更具体地说，涉及一种具有较强耐腐蚀性、高透水性的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂及其制备方法。
背景技术
近年来，随着沥青路面的广泛应用，海洋性气候条件下的沥青路面的噪音、腐蚀性及水损害病害等问题，严重影响群众的生活。雨天交通事故是晴天事故的9倍，沥青路面的寿命降低到国家标准设计寿命的5倍以上。国家环保局对我国主要城市道路的交通噪音和交通事故进行监测表明，几乎所有道路的交通噪声都在均值(70dB、昼夜)上下，大部分超标路段超标达到30％以上，环境污染严重，引起社会各界的高度重视。针对海洋性气候条件下沥青路面的各种问题，现有技术是将具有耐腐蚀性、透水性的改性材料置入到特殊装置设备里，再置入基质沥青，与基质沥青一起混合通过高速剪切进行化学改性，生产出耐腐蚀性、高透水性的改性沥青，再将其通过特殊的保温车运至沥青拌合站，与不同规格的石料、矿粉及纤维进行搅拌，生产出耐腐蚀性、高透水性改性沥青混凝土。该技术需要对改性沥青设备进行投资，增加了建设成本。此外，这种改性沥青生产工艺复杂、高能耗、高污染，并且性能不稳定，在运输过程中，容易离析，由此使得生产出的沥青混合料质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于针对海洋气候条件下，目前传统改性沥青的复杂工艺、高投资、高能耗、高污染、综合路用性能低、路面使用寿命短等技术难题提供一种具有较强耐腐蚀性、高透水性的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂及其制备方法。
一方面，本发明实施例提供一种废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂包括内部的聚合物改性层和包裹在所述聚合物改性层外的废旧塑料裹腹层，其中，所述废旧塑料裹腹层包括以下重量份的材料：废旧塑料，30-40份；所述聚合物改性层包括以下重量份的原料：
聚四氟乙烯5-10份，石蜡5-8份，纤维5-10份，稳定剂3-5份，增塑剂12-20份，抗氧化剂0.1-0.8份，氢氧化镁5-10份，炭黑2.9-4.2份，抗剥落剂2-3.5份。
在本发明提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂中，所述废旧塑料为回收地膜。
在本发明提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂中，所述纤维为聚酯纤维。
在本发明提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂中，所述聚四氟乙烯为粉状。
相应地，本发明还提供一种制备如上所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：将聚四氟乙烯、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂加入卧式混色机中，进行均匀搅拌制成半成品；
步骤S2：将废旧塑料和增塑剂加入卧式混色机中，与所述半成品一起再次进行均匀搅拌，然后用双螺杆挤出机生产所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
在本发明提供的制备方法中，在所述步骤S1中，搅拌温度为室温，搅拌时间为5-10分钟。
在本发明提供的制备方法中，在所述步骤S2中，搅拌温度为室温，搅拌时间为10-20分钟，所述双螺杆挤出机的生产温度为140℃-165℃。
相应地，本发明还提供一种制备如上所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的制备方法，包括以下步骤：
将聚四氟乙烯、废旧塑料、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂、增塑剂一起置入卧式混色机中，进行均匀搅拌后生成半成品；
将所述半成品置入双螺杆挤出机中进行再搅拌，生产出所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
在本发明提供的制备方法中，在所述卧式混色机中搅拌的温度为室温，搅拌时间为15-25分钟。
在本发明提供的制备方法中，在所述双螺杆挤出机中再搅拌的时间为15-20分钟，生产温度为140℃-165℃。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明提供的耐腐蚀性、高透水性的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，其不仅取替原有的复杂制备工艺，通过化学改性即可生成出耐腐蚀性、高透水性改性沥青混凝土，同时降低了投资、污染及能耗、提高了沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设及养护成本，具有极高的经济价值和社会效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明一实施例提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的竖切剖面示意图；
图2示出了本发明一实施例提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的横切剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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作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。
本发明提供了一种利用废旧塑料生产的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，包括以下重量份的原料：
废旧塑料，30-40份；聚四氟乙烯5-10份，石蜡5-8份，纤维5-10份，稳定剂3-5份，增塑剂12-20份，抗氧化剂0.1-0.8份，氢氧化镁5-10份，炭黑2.9-4.2份，抗剥落剂2-3.5份。
其中，所述废旧塑料为回收地膜；所述纤维为聚酯纤维；所述聚四氟乙烯为粉状。
在本发明中，先将回收地膜进行清洗，然后置入破碎机进行剪切成片，再将片状产品置入磨粉设备中进行磨粉处理得到粉状的废旧塑料。然后将聚四氟乙烯、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂加入卧式混色机中，进行均匀搅拌制成半成品；再将将废旧塑料和增塑剂加入卧式混色机中，与所述半成品一起再次进行均匀搅拌，然后用双螺杆挤出机生产所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。得到的高模量剂可以直接在沥青拌合楼与集料同时进行投放，拌合温度180-185℃，拌合时间5-10s，在高温集料的剪切分散作用下对集料形成网站交联结构；再置入沥青进行混合搅拌，搅拌时间30-40s，将沥青均匀地包裹到集料中，由此，其不仅取替原有的复杂制备工艺，通过化学改性即可生成出耐腐蚀性、高透水性改性沥青混凝土，同时降低了投资、污染及能耗、提高了沥青路面的综合路用性能、延长路面使用寿命，降低了道路建设及养护成本，具有极高的经济价值和社会效益。
图1示出了本发明一实施例提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的竖切剖面示意图；图2示出了本发明一实施例提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的横切剖面示意图。如图1和图2所示，在本发明中，该废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂为颗粒状，例如，圆柱体。需要说明的是，在制备的过程中，可能形成不完全规则的圆柱体，这并不影响本发明的实施。本发明的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的尺寸设计成长度为5-8mm，直径为0.5-1.8mm，使得其能够在沥青改性过程中快速的熔融，参与反应。图1为圆柱体的沿上下底面直径处剖切的剖面图，图2为圆柱体的横截面图，可以看到本发明提供的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂包括内部的聚合物改性层1，以及包裹在所述聚合物改性层外的废旧塑料裹腹层2。其中，所述废旧塑料裹腹层包括以下重量份的材料：废旧塑料，30-40份；所述聚合物改性层包括以下重量份的原料：聚四氟乙烯5-10份，石蜡5-8份，纤维5-10份，稳定剂3-5份，增塑剂12-20份，抗氧化剂0.1-0.8份，氢氧化镁5-10份，炭黑2.9-4.2份，抗剥落剂2-3.5份。
本发明还具体提供了上述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的制备方法，包括：
步骤S1：将聚四氟乙烯、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂加入卧式混色机中，进行均匀搅拌制成半成品；
步骤S2：将废旧塑料和增塑剂加入卧式混色机中，与所述半成品一起再次进行均匀搅拌，然后用双螺杆挤出机生产所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
具体地，在所述步骤S1中，搅拌温度为室温，搅拌时间为5-10分钟；在所述步骤S2中，搅拌温度为室温，搅拌时间为10-20分钟，所述双螺杆挤出机的生产温度为140℃-165℃。
在本发明另一实施例中，还提供了上述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的另一种制备方法，包括以下步骤：
将聚四氟乙烯、废旧塑料、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂、增塑剂一起置入卧式混色机中，进行均匀搅拌后生成半成品；
将所述半成品置入双螺杆挤出机中进行再搅拌，生产出所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
具体地，所述卧式混色机中搅拌的温度为室温，搅拌时间为15-25分钟；在所述双螺杆挤出机中再搅拌的时间为15-20分钟，生产温度为140℃-165℃。
本发明的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂在制备过程中，采取的是二次混合生产，使得各种原料与高分子材料均匀混合、迅速产生物理性能的结合，因而制备出的废旧塑料再利用废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，通过聚合物改性，解决了沥青路面建设的高投资、高污染、高能耗、综合路用性能低、路面使用寿命短等技术难题，降低道路建设及养护成本、提升施工效率、保护生态环境、节约社会资源。
以下通过实施例对本发明的材料的原料和制备过程进行具体说明，以下所使用的表达“份”均以重量计数。
实施例1
在料仓装置卧式混色机中加入6份聚四氟乙烯、6份石蜡、7份纤维、4份稳定剂、0.5份抗氧化剂、8份氢氧化镁、4份炭黑、3份抗剥落剂进行均匀搅拌制成半成品；搅拌温度为室温，搅拌时间为8分钟。
将40份废旧塑料和15份增塑剂加入卧式混色机中，与所述半成品一起再次进行均匀搅拌，然后用双螺杆挤出机生产所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。其中，混合的温度为室温，时间为15分钟；双螺杆挤出机的生产温度为144℃。
实施例2
将7份聚四氟乙烯、5份石蜡、8份纤维、5份稳定剂、0.6份抗氧化剂、7份氢氧化镁、3.5份炭黑、3.2份抗剥落剂、35份废旧塑料和13份增塑剂一起置入卧式混色机中，进行均匀搅拌后生成半成品；搅拌的温度为室温，搅拌时间为20分钟。
将所述半成品置入双螺杆挤出机中进行再搅拌，生产出所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂；其中，再搅拌的时间为20分钟，生产温度为145℃。
本发明提供的耐腐蚀性、高透水性废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂使用后具有如下特点：
1、取替了传统技术生产工艺，直接将基质沥青运至沥青拌合楼与石料、矿料拌合过程中添加该废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，能够生产出耐腐蚀性、高透水性改性沥青混凝土。
2、解决了传统技术生产工艺所产生的能耗及污染。
3、解决了传统技术的沥青改性运输、储存环节。
3、将沥青路面的透水性能性能提高1-2倍。
4、将沥青路面的耐腐蚀性性能提高1倍以上。
5、将沥青路面的噪声污染减低2倍以上
6、将延长沥青路面使用寿命延长3-5年。
7、将沥青道路的建设与养护成本降低了30％。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，其特征在于，所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂包括内部的聚合物改性层和包裹在所述聚合物改性层外的废旧塑料裹腹层，其中，所述废旧塑料裹腹层包括以下重量份的材料：废旧塑料，30-40份；所述聚合物改性层包括以下重量份的原料：
聚四氟乙烯5-10份，石蜡5-8份，纤维5-10份，稳定剂3-5份，增塑剂12-20份，抗氧化剂0.1-0.8份，氢氧化镁5-10份，炭黑2.9-4.2份，抗剥落剂2-3.5份。
2.根据权利要求1所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，其特征在于，所述废旧塑料为回收地膜。
3.根据权利要求1所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，其特征在于，所述纤维为聚酯纤维。
4.根据权利要求1所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂，其特征在于，所述聚四氟乙烯为粉状。
5.一种制备如权利要求1所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将聚四氟乙烯、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂加入卧式混色机中，进行均匀搅拌制成半成品；
步骤S2：将废旧塑料和增塑剂加入卧式混色机中，与所述半成品一起再次进行均匀搅拌，然后用双螺杆挤出机生产所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，搅拌温度为室温，搅拌时间为5-10分钟。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，搅拌温度为室温，搅拌时间为10-20分钟，所述双螺杆挤出机的生产温度为140℃-165℃。
8.一种制备如权利要求1所述的废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将聚四氟乙烯、废旧塑料、石蜡、聚酯纤维、稳定剂、抗氧化剂、氢氧化镁、炭黑、抗剥落剂、增塑剂一起置入卧式混色机中，进行均匀搅拌后生成半成品；
将所述半成品置入双螺杆挤出机中进行再搅拌，生产出所述废旧塑料再生直投式沥青混合料改性剂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述卧式混色机中搅拌的温度为室温，搅拌时间为15-25分钟。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述双螺杆挤出机中再搅拌的时间为15-20分钟，生产温度为140℃-165℃。
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