專利名稱：一種廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種主要由廢輪胎膠粉復(fù)合改性的瀝青及其制備方法，屬于瀝青改性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
；廢舊輪胎稱為“黑色污染”其回收和處理技術(shù)是世界性難題。目前全世界每年有15億條輪胎報(bào)廢，其中北美約占4億條、西歐4億條、日本1億條，中國1.2億條，(預(yù)計(jì)到2010年2億條)，如此大規(guī)模廢舊輪胎將給社會(huì)帶來巨大環(huán)境壓力。
由廢舊輪胎加工而成橡膠粉，其主要化學(xué)成分是天然橡膠和合成橡膠，另外還有硫、碳黑、氧化硅、氧化鐵等添加成分，然而以上這些成分都是瀝青的良好改性劑，能夠改善瀝青高、低溫性能、抗老化性能、抗疲勞性能，起到減薄路面、延長路面使用壽命、延緩反射裂縫、降低輪胎/路面噪聲等作用。
將廢舊輪胎橡膠加入到瀝青或?yàn)r青混合料始于美國，60年代中期Charles Mcdonald(橡膠瀝青之父)開始開發(fā)廢胎膠粉改性瀝青(OverflexTM)工作，同時(shí)膠粉首次應(yīng)用于應(yīng)力吸收層(SAM)。1975年橡膠瀝青首次用于升級(jí)配熱拌瀝青混合料。70年代亞利桑那精練公司又推出脫硫廢胎膠粉改性瀝青(Arm-R-ShieldTM)工作。
1993年專利失效后，橡膠瀝青開始全面高速的發(fā)展。迫于舊輪胎壓力，1991年美國國會(huì)通過陸上綜合運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)法案(ISTEA，又稱冰茶法)，至今已有38個(gè)州使用橡膠瀝青，其中亞利桑那州、加州、佛羅里達(dá)州、俄樂岡州，大都采用濕法工藝，且已有完整質(zhì)量規(guī)范依據(jù)、設(shè)計(jì)與使用指南。至今美國已有11X 103KM高等級(jí)公路采用膠粉改性瀝青，南非60％以上道路使用橡膠瀝青，其他還有法國、瑞典、日本、加拿大、英國、德國、比利時(shí)、巴西等國都對(duì)橡膠瀝青研究與應(yīng)用做出了貢獻(xiàn)。
與國外相比，國內(nèi)研究與應(yīng)用相對(duì)滯后，主要有3個(gè)原因①國產(chǎn)多數(shù)膠粉含蠟量高，性能不良，不適合改性、瀝青改性劑匱乏；②大規(guī)模使用膠粉改性瀝青的配套技術(shù)及市場條件不成熟，近年才推出常溫法膠粉生產(chǎn)線；③80年代末啟動(dòng)中國高速公路時(shí)，引進(jìn)的工藝/裝備和完成的范例，始終以SBS/PE等聚合物改性瀝青為主。直到2001~2003年，交通部公路研究所與同濟(jì)大學(xué)、山東省公路科學(xué)研究所等單位合作承擔(dān)了西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目“廢舊橡膠粉用于筑路的技術(shù)研究”。方才全面開展了試驗(yàn)研究，初步提出了橡膠改性瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，橡膠瀝青混合料設(shè)計(jì)方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并完成了總長近30公里試驗(yàn)路和實(shí)體工程。其他科研單位、企業(yè)如北京市政設(shè)計(jì)研究院、天津市公路局、北京市路政局、天津鑫業(yè)工貿(mào)發(fā)展有限公司、廣州金邦科技發(fā)展有限公司、沈陽三鑫公路工程有限公司、遼寧石油化工大學(xué)都在這個(gè)領(lǐng)域做了不同的試驗(yàn)和實(shí)踐，為推動(dòng)這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步和完善作出了貢獻(xiàn)。
我國從80年代末，步入高速公路建設(shè)領(lǐng)域，聚合物改性瀝青尤其是SBS改性瀝青始終占有主導(dǎo)地位。近年，由于石油價(jià)格一路飆升，SBS價(jià)已達(dá)2.3萬元/噸以上，資源問題、環(huán)保問題已經(jīng)成為持續(xù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。廢舊輪胎的回收和利用，現(xiàn)已提升到循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度，并列為重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域，鑒于這樣的背景和國外大量成功的實(shí)例，使得膠粉改性瀝青被推到議事日程。
但是在我國開展這方面工作，仍然存在開拓膠粉資源、架構(gòu)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和解決具體關(guān)鍵技術(shù)問題三大任務(wù)，其中比較突出的技術(shù)問題如下①膠粉改性瀝青在整個(gè)道路工程中仍然是一個(gè)中間產(chǎn)品，要服從最終路試要求，原瀝青及一般改性瀝青指標(biāo)體系并不完全適合。例如黏度、延度及老化指標(biāo)在這三類瀝青中具有不同的詮釋。即使僅對(duì)膠粉改性瀝青而言，由于工藝方法有物理和化學(xué)之分，同一指標(biāo)的量化，也有較大區(qū)別。因此參考國外相關(guān)產(chǎn)品指標(biāo)架構(gòu)產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系是首先要解決的問題；②國內(nèi)外大量研究和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，采用化學(xué)改性(CRMA)為主手段比單純物理剪切為主膠粉改性瀝青在產(chǎn)品指標(biāo)上有明顯優(yōu)勢，其中包括溫度適用范圍、離析度、彈性恢復(fù)、溶解度、延度和黏度，其中彈性恢復(fù)、防離析和溶解度上有明顯優(yōu)勢。同時(shí)以膠粉為主要改性劑，摻對(duì)少量其他聚合物改性劑，也是國際上常用的方法。因此，確定技術(shù)路線是解決問題第二個(gè)前提。
③膠粉改性瀝青是一個(gè)十分復(fù)雜體系，影響其性能因素眾多，如瀝青品種、膠粉生產(chǎn)方法、來源、膠粉粒徑、相溶劑、添加劑和穩(wěn)定劑含量、品種、添加方式以及改性瀝青混合設(shè)備類型、剪切速度、混合時(shí)間、溫度等等，這些因素?zé)o一不影響膠粉改性瀝青性能。加入各種相溶劑和添加劑等可以改善瀝青性能，但存在一最佳含量。因此優(yōu)化配方、優(yōu)化工藝參數(shù)是在實(shí)驗(yàn)室階段和生產(chǎn)階段中必須解決的問題，這也是同一領(lǐng)域可以形成不同特色產(chǎn)品主要原因。
④由于膠粉改性瀝青有干法/濕法之分、有現(xiàn)場生產(chǎn)/工廠生產(chǎn)之分，為了適應(yīng)不同用戶要求，為了減少產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)人工熟練程度的依賴、裝備上就要考慮盡量采用先進(jìn)制造業(yè)概念，即后文要提到的機(jī)電儀一體化裝置、托盤化等施工工藝問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)國內(nèi)外市場的需求和問題的客觀存在，本發(fā)明的目的是旨在開發(fā)一種廢舊輪胎膠粉改性瀝青及其制備方法。
本發(fā)明的構(gòu)思是1.全組分地利用非膠粉中的橡膠、硫化劑、硫化促進(jìn)劑、填充物、增塑劑等。
2.在膠粉與瀝青相混的過程中，設(shè)法使膠粉粒會(huì)發(fā)生脫硫及解聚反應(yīng)，進(jìn)而使膠粒變小，直至溶于瀝青中，使瀝青的流變性發(fā)生改變，即使瀝青變粘。
3.使熔融分散于瀝青中的膠粉表面的自由基與羧酸及其他官能團(tuán)發(fā)生作用，使瀝青與膠粉相容性增強(qiáng)。以增強(qiáng)膠粉～瀝青物系的穩(wěn)定性，防止膠粉～瀝青物系的分層解析。
4.先將膠粉改性制成瀝青改性劑，以提高核心物料處理加工的效率。
5.將含有膠粉的瀝青改性劑制成瀝青改性劑母料，并設(shè)法使母料中的膠粉含量的呈差異較大的上下兩區(qū)間，以便于下游使用時(shí)具有較大的組合變化范圍。
具體地說本發(fā)明的構(gòu)思是這樣實(shí)現(xiàn)的(1)發(fā)明提供的一種廢舊輪胎改性瀝青，以重量計(jì)其組分包括以瀝青100為基準(zhǔn)份，廢舊輪胎膠粉 10～30份；相容劑1～10份；促溶劑0.5～30份；
活化改性劑1～40份；乳化劑0～5份；所述的基質(zhì)瀝青包括但不限于如下所述的瀝青中的一種或一種以上的組合稠油瀝青、調(diào)和瀝青、直餾瀝青及減壓渣油；所述的相容劑包括但不限于如下所述相容劑中的一種或一種以上的組合乙烯—乙酸乙烯脂共聚物(EVA)；聚烯烴和苯乙烯—丁二烯一苯乙烯(SBS)；所述的促溶劑包括但不限于如下促溶中一種或一種以上促溶劑的組合糠醛抽出油、脫瀝青油、芳香分油或減內(nèi)線餾分、妥爾油等；所述的活化改性劑包括但不限于如下活化改性劑中的一種或一種以上的組合甲基丙烯酸及其鹽、縮水甘油脂、乙醇胺及鹽、硬脂酸鋅、硬脂酸等；所述的廢舊輪胎膠粉包括但不限于如下膠粉中的一種或一種的以上的組合斜交輪胎、子午線輪胎、自行車輪胎、力車胎；所述的乳化劑包括但不限于如下所述乳化劑的中一種或一種以上的組合非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑。
所述的瀝青較優(yōu)選的是稠油及其配合物；所述的相容劑較優(yōu)選的是SBS及其混配合物，用量為1～10重量份；所述的促溶劑較優(yōu)選的是糠醛抽出油及其配合物，用量為0.5～30重量份；所述活化改性劑優(yōu)選甲基丙烯酸及其鹽或縮水甘油脂，用量1～40重量份；所述廢舊輪胎膠粉優(yōu)選斜交胎或子午線及其配合物，用量10～30重量份；所述的乳化劑優(yōu)選陰離子型表面活性劑，用量0.1～2重量份；(2)本發(fā)明所述廢胎膠粉改性瀝青的制備方法，包括A用膠粉母料作改性劑；B用改性劑改性瀝青；改性劑可以作為獨(dú)立產(chǎn)品。
所述的制備方法包括采用以下。物理方法中的一種或一種以上的組合；它們是攪拌、三級(jí)管線式高速剪切以及復(fù)合式攪拌/剪切；所述的制備方法，包括以下化學(xué)方法中的一種或一種以上組合；它們是膠粉降解活化，硫化交聯(lián)，添加增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑或促溶劑；所述膠粉改性方法包括如下化學(xué)加工手段中一種或一種以上組合化學(xué)機(jī)械法，接枝改性法，增塑劑改性法等。所有活化目的為了使膠粉表面生成新的活性基團(tuán)，提高交聯(lián)程度。
所述的改性劑，包括以下一種或一種以上的組合如廢胎膠粉，聚合物以及各種硫化劑或硫化促進(jìn)劑；本發(fā)明所述的化學(xué)或物理方法廢膠粉改性道路瀝青的制備，包括以下步驟選用廢膠粉20-60目。將活化改性劑，促溶劑，硫磺及相溶劑。按一定比例使廢膠粉的用量為瀝青用量的10-30重量份數(shù)，在100-200℃溫度下保溫10-120分鐘，然后添加到溫度為160-180℃的熱熔瀝青中，攪拌速度1500-8000轉(zhuǎn)，攪拌10-40分鐘，制得道路改性瀝青。
所述的活化改性劑包括甲基丙烯酸及其鹽，縮水甘油酯，乙醇胺及其鹽，硬脂酸鋅，硬脂酸等，優(yōu)選甲基丙烯酸及縮水甘油酯，其用量為瀝青用量的0.1-40份重量份數(shù)。
所述的促溶劑包括糠醛抽出油、脫瀝青油、芳香分油或減四線餾分，妥爾油等。優(yōu)選糠醛抽出油，其用量為瀝青用量的0.5-30重量份數(shù)。
所述的相溶劑包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，聚烯烴或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，優(yōu)選SBS，其用量為1-10份。
所述的廢胎膠粉符合改性瀝青要求的改性劑的制備方法，改性劑的制備過程如圖1為將活化劑、促溶劑膠粉、膠粉和其他促溶劑在各自的計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量后用泵打入改性液混和罐，改性反應(yīng)溫度140-160℃；停留時(shí)間1.5～2h，在制備母液過程中采用復(fù)合剪切的方式連續(xù)攪拌或間斷攪拌。反應(yīng)完全的母液經(jīng)過過濾篩過濾后直接由泵打入改性劑成品罐。
所述的廢胎膠粉符合改性瀝青要求的改性劑的制備過程如圖2為從基質(zhì)瀝青罐中來的基質(zhì)瀝青先經(jīng)過過濾篩與熱交換器換熱后用泵打入配料罐；同時(shí)瀝青改性劑和穩(wěn)定劑、改性劑和其他成分也在通過計(jì)量系統(tǒng)后進(jìn)入配料罐，配料罐溫度160℃，停留時(shí)間20min。從配料罐出來的中間產(chǎn)物分別打入瀝青溶漲罐，瀝青溶漲罐采用攪拌器攪拌，溶漲溫度180-200℃，停留時(shí)間20-30min。溶漲好的中間產(chǎn)物通過高速剪切機(jī)剪切后通過緩沖罐后即為改性瀝青成品。
(3)本發(fā)明使用的主要設(shè)備含通用和專用設(shè)備●通用設(shè)備主要為導(dǎo)熱油鍋爐、基質(zhì)瀝青、改性劑及成品儲(chǔ)罐以及相關(guān)計(jì)量、檢測和通訊設(shè)施；●專用設(shè)備主要由改性瀝青專用設(shè)備組成，其中包括三級(jí)管線高速剪切機(jī)、攪拌機(jī)、配料系統(tǒng)、中間反應(yīng)器和相關(guān)機(jī)電一體化專用控制系統(tǒng)(含軟件)。
(4)改性瀝青制品的表征瀝青橡膠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是整個(gè)技術(shù)指南的核心，在各指南中，雖規(guī)定有所差異，但其核心指標(biāo)是針入度(錐入度)、軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)及黏度。
ASTM/FHWA及亞利桑那州技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同氣候區(qū)，將橡膠瀝青分為三檔，分別適用于熱區(qū)、溫區(qū)及寒區(qū)。
1992年FHWA，1997年ASTM標(biāo)準(zhǔn)以針入度進(jìn)行分級(jí)；亞利桑那州根據(jù)基質(zhì)瀝青分級(jí)，其指標(biāo)只有一個(gè)黏度，佛羅里達(dá)州按膠粉摻量進(jìn)行分類，加州、德州、南非標(biāo)準(zhǔn)沒有分級(jí)。
FHWA技術(shù)要求為92年版，其指標(biāo)是在普通瀝青基礎(chǔ)上提出的。軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)指標(biāo)較低，給出延度指標(biāo)，沒有黏度指標(biāo)。
亞利桑那與ASTM標(biāo)準(zhǔn)相近。關(guān)于老化指標(biāo)僅FHWA與ASTM提出，因此瀝青橡膠在老化方面不存在問題。
對(duì)普通瀝青和一般改性瀝青來說，黏度只是作為施工和易性控制指標(biāo)，因此一般改性瀝青指標(biāo)體系中，只限黏度最大值，如98年交通部公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTJ036-98)135℃黏度，max 3pa·S，并在注解中特別說明，如不影響改性瀝青物理性質(zhì)，并符合安全條件溫度下易送和拌和，可不要求測定。
但對(duì)膠粉改性瀝青，黏度是控制的質(zhì)量指標(biāo)、關(guān)鍵指標(biāo)，黏度采用旋轉(zhuǎn)黏度，黏度范圍一般在1～5pa·S中，黏度測量的溫度范圍175～180℃，當(dāng)黏度不滿足要求，應(yīng)采用增加膠粉，降低反應(yīng)溫度，增加反應(yīng)時(shí)間等措施。
由于膠粉顆粒存在，延度測量受影響，拉斷斷口寬而齊，除早期FHWA有低溫延度指標(biāo)外，其他標(biāo)準(zhǔn)均沒有。
由此可見，膠粉瀝青的主要指標(biāo)為黏度、針入度、軟化點(diǎn)、彈性恢復(fù)和相應(yīng)的老化指標(biāo)(見表1)表1 交通部公路所橡膠瀝青技術(shù)指標(biāo)(1)和本發(fā)明提供的改性瀝青(2)檢測數(shù)據(jù)對(duì)比

本發(fā)明提供的表1說明膠粉改性瀝青指標(biāo)已經(jīng)全面覆蓋并優(yōu)于交通部公路研究所提出的橡膠改性瀝青技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)也可以從表2看到，相比較美國92年FHWA(聯(lián)邦公路管理總署)推出指標(biāo)和97年ASTM(材料協(xié)會(huì))提出指際，交通部公路所指標(biāo)除軟化點(diǎn)偏低基本類以。而彈性恢復(fù)指標(biāo)明顯高于美國指標(biāo)，由于二國延度測量方法不同，其實(shí)中國延度指標(biāo)優(yōu)于美國指標(biāo)。老化后指標(biāo)對(duì)方不列，說明由于膠粉內(nèi)有碳黑之類防老化劑，已不存在這個(gè)問題。
表2 膠粉改性瀝青技術(shù)指標(biāo)比較

綜上所述，本發(fā)明技術(shù)效果是十分顯然的(1)根據(jù)本發(fā)明所提供的配方和工藝所生產(chǎn)的樣品已委托道路與工程學(xué)科牽頭院所—上海同濟(jì)大學(xué)道路和交通工程研究所進(jìn)行產(chǎn)品技術(shù)性能檢測，完全符合交通部公路所鑒于經(jīng)專家通過的西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目所提出膠粉改性瀝青指標(biāo)，也符合國際上通行美國FHWA(國家高速公路管理局)和ASTM(材料學(xué)會(huì))所提出同類產(chǎn)品指標(biāo)體系。適用于各種等級(jí)的公路鋪設(shè)、處理和修補(bǔ)同系列改性瀝青，還適用于制作屋面、室內(nèi)衛(wèi)生、地下室等防水卷材。
(2)一般聚合物改性瀝青與膠粉改性瀝青區(qū)別一般聚合物改性瀝青，如SBS屬于石油化工產(chǎn)品，隨油價(jià)攀升，已達(dá)2.2萬元/噸，而膠粉售價(jià)(20～80目)平均價(jià)格2000～2700元/噸，相比基質(zhì)瀝青(3500～4000元/噸)，其經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是很明顯的。
從技術(shù)指標(biāo)看，有以下3個(gè)區(qū)別※膠粉關(guān)鍵指標(biāo)是黏度，靠摻入膠粉比例和工藝條件來保障，其下限有具體物理意義，一般聚合物改性瀝青黏度僅設(shè)上限，滿足施工和相關(guān)要求。不設(shè)下標(biāo)，二者即使在相同黏度下，施工難易程度完全不一。
※膠粉含碳黑及其他防老化劑，防老化指標(biāo)僅對(duì)一般聚合物改性瀝青有具體意義。
※由于膠粉顆粒存在，延度測量受影響，國外除FHWA之外，不設(shè)指標(biāo)，同樣針入度測量也受影響，某些標(biāo)準(zhǔn)已改成錐入度，物理意義相同。
※對(duì)照軟化點(diǎn)和彈性恢復(fù)指標(biāo)，基本類似。
(3)化學(xué)改性/物理改性對(duì)比采用化學(xué)改性(CRMA)為主的手段相比采用單純物理剪切為主的膠粉改性瀝青在七個(gè)方面有優(yōu)勢，包括拉寬溫度適用范圍、防止離析、彈性恢復(fù)、溶解度、延度和黏度，其中彈性恢復(fù)和防離析及溶解度有明顯優(yōu)勢。本發(fā)明采用化學(xué)改性為主物理改性為輔的技術(shù)路線。


圖1 改性液制備工藝流程示意2 改性瀝青制備工藝流程中1、活化劑，2、促溶劑，3、活化劑計(jì)量系統(tǒng)，4、促溶劑計(jì)量系統(tǒng)，5、膠粉計(jì)量系統(tǒng)，6、其他促溶劑計(jì)量系統(tǒng)，7、改性液復(fù)合剪切混和罐，8、過濾篩，9、返回閥，10、泵，11、改性劑成品罐，12、基質(zhì)瀝青罐，13、導(dǎo)熱油加熱爐，14、熱交換器，16、瀝青改性劑罐17、穩(wěn)定劑、改性劑和其他，18、配料罐，19、瀝青溶漲罐，20、高速剪切機(jī)(三級(jí)管線式乳化泵，乳化瀝青)，21、緩沖罐，22、改性瀝青成品罐，23、止回閥，24、攪拌器，25、罐裝車。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，以進(jìn)一步說明本發(fā)明的構(gòu)思，但這些實(shí)施例不應(yīng)被視作對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
實(shí)施例1一種化學(xué)物理方法廢膠粉改性道路瀝青的制備，包括以下步驟選用廢膠粉20-60目。將活化改性劑，促溶劑，硫磺及相容劑。按一定比例使廢膠粉的用量為瀝青用量的10-30重量份數(shù)，在100-200℃溫度下保溫10-120分鐘，然后添加到溫度為160-180℃的熱熔瀝青中，攪拌速度1500-8000轉(zhuǎn)，攪拌10-40分鐘，制得道路改性瀝青。
所述的活化改性劑包括甲基丙烯酸及其鹽，縮水甘油酯，乙醇胺及其鹽，硬脂酸鋅，硬脂酸等，優(yōu)選甲基丙烯酸及縮水甘油酯，其用量為瀝青用量的0.1-40份重量份數(shù)，所述的促溶劑包括糠醛抽出油、脫瀝青油、芳香分油或減四線餾分，妥爾油等。優(yōu)選糠醛抽出油，其用量為瀝青用量的0.5-30重量份數(shù)。所述的相溶劑包括乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)，聚烯烴或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)，優(yōu)選SBS，其用量為1-10份。
實(shí)施例2所述的廢胎膠粉符合改性瀝青要求的改性劑的制備方法，改性劑的制備過程如圖1為將活化劑1、促溶劑膠粉2、膠粉和其他促溶劑在各自的計(jì)量系統(tǒng)5、6計(jì)量后用泵打入改性液混和罐，改性反應(yīng)溫度140-160℃；停留時(shí)間1.5～2h，在制備母液過程中采用復(fù)合剪切的方式連續(xù)攪拌或間斷攪拌。反應(yīng)完全的母液經(jīng)過過濾篩8過濾后直接由泵10打入改性劑成品罐16；實(shí)施例3用改性劑改性瀝青的制備，制備過程如圖2為從基質(zhì)瀝青罐12中來的基質(zhì)瀝青先經(jīng)過過濾篩8與熱交換器換熱后用泵8打入配料罐(8)；瀝青改性劑16和穩(wěn)定劑、改性劑和其他成分17也在通過計(jì)量系統(tǒng)后進(jìn)入配料罐，配料罐的溫度160℃，停留時(shí)間20min。從配料罐出來的中間產(chǎn)物分別打入瀝青溶漲罐19，瀝青溶漲罐采用攪拌器24攪拌，溶漲溫度180-200℃，停留時(shí)間20-30min。溶漲好的中間產(chǎn)物通過高速剪切機(jī)11剪切后通過緩沖罐21后即為改性瀝青成品。
權(quán)利要求
1.一種廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青，其特征在于以重量計(jì)其組分為基質(zhì)瀝青 100份；廢舊輪胎膠粉 10～30份；相容劑1～10份；促溶劑0.5～30份；活化改性劑1～40份；乳化劑0～5份。
2.權(quán)利要求1所述廢胎膠粉復(fù)合的改性瀝青，其特征在于(a)所述基質(zhì)瀝青包括但不限于如下所述的瀝青中的一種或一種以上的組合稠油瀝青、調(diào)和瀝青、直餾瀝青或減壓渣油；(b)所述相容劑包括但不限于如下所述相容劑中的一種或一種以上的組合乙烯-乙酸乙烯脂共聚物；聚烯烴苯乙烯-丁二烯一苯乙烯；(c)所述促溶劑包括但不限于如下促溶中一種或一種以上促溶劑的組合糠醛抽出油、脫瀝青油、芳香分油或減內(nèi)線餾分或妥爾油；(d)所述活化改性劑包括但不限于如下活化改性劑中的一種或一種以上的組合甲基丙烯酸及其鹽、縮水甘油脂、乙醇胺及鹽、硬脂酸鋅或硬脂酸；(e)所述膠粉包括但不限于如下膠粉中的一種或一種的以上的組合斜交輪胎、子午線輪胎、自行車輪胎或力車胎；(f)所述乳化劑包括但不限于如下所述乳化劑的中一種或一種以上的組合非離子型表面活性劑或陰離子型表面活性劑。
3.按權(quán)利要求1或2所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青，其特征在于(a)所述的基質(zhì)瀝青為稠油及其配合物；(b)所述相容劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯及其混配合物；(c)所述促溶劑為糠醛油及其配合物；(d)所述活化改性劑為甲基丙烯酸及其鹽或縮水甘油脂；(e)所述廢胎膠粉為斜交胎或子午線及其配合物；(f)所述乳化劑為陰離子型表面活性劑。
4.制備按權(quán)利要求1所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的方法，其特征在于用化學(xué)物理方法實(shí)現(xiàn)的，制備步驟是選用20-60目廢胎膠粉，將活化改性劑、促溶劑及相容劑按權(quán)利要求1所述的比例，在100-200℃溫度下保溫10-120分鐘，然后添加到溫度為160-180℃的熱溶瀝青中，攪拌速度為1500-8000轉(zhuǎn)/分，攪拌10-40分鐘。
5.按權(quán)利要求4所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于所述的物理方法為以下的一種或一種以上的組合攪拌、三級(jí)管線式高速剪切或復(fù)合式攪拌/剪切。
6.按權(quán)利要求4所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于所述化學(xué)方法為以下一種或幾種組合膠粉降解活化、硫化交聯(lián)，添加增塑劑、穩(wěn)定劑、防老化劑或促溶劑。
7.按權(quán)利要求6所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于廢胎膠粉的改性化學(xué)機(jī)械法、接枝改性或增塑劑改性方法。
8.按權(quán)利要求4所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于作為改性劑的膠粉母料的制備是將活化劑、促溶劑膠粉、膠粉和其他促溶劑在各自的計(jì)量系統(tǒng)，計(jì)量后用泵打入改性液溫和罐，改性反應(yīng)溫度140-160℃；停留時(shí)間1.5-2h，在制備母液過程中采用復(fù)合剪切的方式連續(xù)攪拌或間斷攪拌。反應(yīng)完全的母液經(jīng)過過濾篩過濾后直接由泵打入改性劑成品罐。
9.按權(quán)利要求4所述的廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于所用的改性劑改性瀝青基質(zhì)的制備方法是從基質(zhì)瀝青罐中來的基質(zhì)瀝青先經(jīng)過過濾篩與熱交換器換熱后用泵打入配料罐；瀝青改性劑和穩(wěn)定劑、改性劑和其他成分也在通過計(jì)量系統(tǒng)后進(jìn)入配料罐，配料罐的溫度160℃，停留時(shí)間20min。從配料罐出來的中間產(chǎn)物分別打入瀝青溶漲罐，瀝青溶漲罐采用攪拌器24攪拌，溶漲溫度180-200℃，停留時(shí)間20-30min。溶漲好的中間產(chǎn)物通過高速剪切機(jī)11剪切后通過緩沖罐后即為改性瀝青成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢胎膠粉復(fù)合改性瀝青及其制備方法，其特征在于所述的改性瀝青以一種廢胎膠粉進(jìn)行復(fù)合改性瀝青，其特征在于以重量計(jì)其組分為基質(zhì)瀝青100份；廢舊輪胎膠粉10～30份；相容劑1～10份；促溶劑0.5～30份；活化改性劑1～40份；乳化劑0～5份，在制作方法中采用化學(xué)物理方法制備，所述的化學(xué)方法為膠粉降解活化或硫化交聯(lián)或它們的組合；物理方法為攪拌、三級(jí)管線高速剪切或復(fù)合攪拌/剪切，所述的改性劑為膠粉母料改性劑，產(chǎn)品符合交通部公路研究所2006年發(fā)表的膠粉改性瀝青指標(biāo)，也可適應(yīng)國際上通行的美國FHWA和ASTM的標(biāo)準(zhǔn)體系，適用于各種公路鋪設(shè)、處理和修補(bǔ)同系列改性瀝青。
文檔編號(hào)C08L21/00GK101089049SQ20061002767
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者呂軍業(yè), 韋平, 凌昊, 黃文元 申請(qǐng)人:上海蜜榮科電氣數(shù)字集成有限責(zé)任公司