專利名稱：：一種用廢舊輪胎膠粉改性的瀝青及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種道路浙青，特別涉及一種用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，本發(fā)明還涉及這種用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法。
背景技術(shù)：
：膠粉改性浙青早在上世紀(jì)六十年代就已經(jīng)開(kāi)始了研究和應(yīng)用。CharlesMcDonald最早開(kāi)始使用廢膠粉改性浙青，用于道路修鋪之用，稱之為浙青橡膠(asphalt-rubberAR)。八十年代以后開(kāi)始大量的研究開(kāi)發(fā)，九十年代以后在公路鋪筑中得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期探索，已經(jīng)證明了膠粉改性浙青鋪設(shè)公路具有一系列優(yōu)點(diǎn)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便、成本低；原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉；施工工藝與普通浙青相同；鋪設(shè)的路面具有穩(wěn)定性好、耐磨、耐久、防凍、防滑、降噪聲和維修費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。它的性價(jià)比具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。而用廢膠粉改性的浙青，可以將廢橡膠充分的利用，有利于消除環(huán)境污染，同時(shí)還能改善浙青路面的性能。但是廢膠粉是經(jīng)過(guò)硫化的膠粉，通過(guò)化學(xué)鍵生成了三維空間網(wǎng)絡(luò)，并含有碳黑及各種添加劑，成份十分復(fù)雜，比一般常用的原生膠粉(如SBR、NR、BR等)、塑料(PE、PP、EVA等)和熱塑性彈性體SBS等線型聚合物更難在浙青中溶脹和分散，因此會(huì)導(dǎo)致廢膠粉改性浙青的貯存穩(wěn)定性很差，改性浙青的效果有限。所以，用廢膠粉對(duì)浙青進(jìn)行改性的關(guān)鍵問(wèn)題是使廢膠粉降解，以便能均勻穩(wěn)定的分散在浙青中。針對(duì)上述問(wèn)題，國(guó)外的專利文件中提出以下主要幾種方法和工藝使膠粉降解在專利號(hào)為US6387965的專利文件中提出，將廢膠粉與有機(jī)溶劑或芳烴油在150-300°C下攪拌使其降解；在專利號(hào)為US5704971和US5851276的專利文件中提出，將廢膠粉與過(guò)氧化氫混合，利用其強(qiáng)氧化性，使膠粉降解。但是這些方法都存在著價(jià)格高、工藝復(fù)雜以及廢膠粉降解的同時(shí)，浙青性能也會(huì)發(fā)生劣化的問(wèn)題。在專利號(hào)為W09414896和W09728220的專利文件中提出，將較高含量的膠粉加入到浙青中，經(jīng)高速剪切和高溫混合制備高濃度性能浙青，可得到降解的貯存穩(wěn)定性的膠粉改性浙青。但用此方法制備的廢膠粉改性浙青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性仍有待提高。并且，有人提出利用各種廢膠粉的脫硫獲得脫硫膠粉，然后將脫硫膠粉同浙青及其他成分高速剪切混合而成。例如在專利號(hào)為ZL03134620.0的專利文件中提出，將微波脫硫膠粉、丁苯橡膠及輔助組分和浙青高速剪切混合而成膠粉改性浙青；在專利號(hào)為CN1441005A的專利文件中公開(kāi)了一種脫硫膠粉改性浙青的制備方法環(huán)氧化聚丁烯、甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯或順丁烯二酸來(lái)改善脫硫廢膠粉浙青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性?；蛘咴趯＠?hào)為ZL200410050792.X的專利文件中提出了，廢膠粉通過(guò)偶聯(lián)劑表面改性，以增強(qiáng)其在浙青中的分散穩(wěn)定性的方法，在專利號(hào)為ZL200310104905.5的專利文件中提出了，加入橡膠從而在交聯(lián)劑的作用下改善廢膠粉在浙青中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性的方法。但是上述廢膠粉改性浙青的方法工藝煩瑣復(fù)雜，而且還需要加入相溶劑或聚合物，這使得生產(chǎn)成本偏高；另外，廢膠粉在偶聯(lián)劑的作用下提高儲(chǔ)存穩(wěn)定性，但廢膠粉的添加量有限，也會(huì)使成本提高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足提供一種成本較低，制備工藝簡(jiǎn)單，并且可以儲(chǔ)存穩(wěn)定性好的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這種用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法?！N用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，它由下述原料按重量份數(shù)混合制備而成改性后的廢舊輪胎膠粉為15-40份，浙青60-85份；其中所述改性后的廢舊輪胎膠粉由下述原料按重量份數(shù)混合制備而成廢舊輪胎膠粉84-97.8份，重質(zhì)餾分油2-14份，助劑0.2-2份。所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為5-100目。所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為10-40目。所述助劑為硫磺、橡膠促化劑中的一種或一種以上的混合物。所述重質(zhì)餾分油為常壓渣油、催化裂化澄清油或潤(rùn)滑油中的一種。一種用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其步驟包括1)將重量份數(shù)為2-14份的重質(zhì)餾分油加熱到90-130°C后，加入重量份數(shù)為84-97.8份的廢舊輪胎膠粉和重量份數(shù)為0.2-2份的助劑，然后混合均勻；2)將步驟1)中的混合物在微波輻照下作用3-10分鐘進(jìn)行脫硫，得到改性后的廢舊輪胎膠粉；3)在160-200°C下，向重量份數(shù)為15_40份的改性后的廢舊輪胎膠粉中加入重量份數(shù)為60-85份的浙青，混合均勻；4)將步驟3)的混合物在160-200°C下高速剪切，得到的混合物即為用廢舊輪胎膠粉改性的浙青。所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為5-100目；所述助劑為硫磺、橡膠促化劑中的一種或一種以上的混合物；所述重質(zhì)餾分油為常壓渣油、催化裂化澄清油或潤(rùn)滑油中的一種。所述步驟2)中混合物溫度控制在150_180°C。所述步驟2)中微波頻率為915或2450MHz。所述步驟4)中的高速剪切為將混合物在5000-10000rpm的轉(zhuǎn)速下高速剪切20-50分鐘。本發(fā)明選用廢舊輪胎為原料，是因?yàn)閺U舊輪胎由硫化橡膠、氧化鋅、炭黑及橡膠添加劑組成，具有較高的彈性、耐腐蝕性、相對(duì)較高的強(qiáng)度及熱穩(wěn)定性。將廢舊輪胎膠粉在微波輻照作用下脫硫、溶脹，隨后同道路浙青混合，高速剪切制備得到廢舊輪胎膠粉改性的浙青，不僅通過(guò)脫硫作用解決了膠粉在浙青中的難以溶脹和分散的問(wèn)題，從而使膠粉改性的浙青貯存穩(wěn)定性提高。同時(shí)，本發(fā)明充分利用了廢舊輪胎，原料簡(jiǎn)單易得，可以節(jié)省成本，同時(shí)也消除了環(huán)境污染，也提高了浙青的性能。而且本發(fā)明的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青制備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例1將重量份數(shù)為14份的重質(zhì)餾分油加熱到90°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為常壓渣油。然后加入粒徑為5目重量份數(shù)為84份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為2份的助劑硫磺混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為915MHz的微波輻照下作用3分鐘，且物料體系溫度控制在180°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為40份，在200°C下與重量份數(shù)為60份的浙青混合，維持在混合溫度下并在5000rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切20分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品1。實(shí)施例2將重量份數(shù)為8份的重質(zhì)餾分油加熱到130°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為催化裂化澄清油。然后加入粒徑為20目重量份數(shù)為91.6份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為0.4份的助劑二巰基苯并噻唑混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為915MHz的微波輻照下作用10分鐘，且物料體系溫度控制在170°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為35份，在190°C下與重量份數(shù)為65份的浙青混合，維持在混合溫度下并在IOOOOrpm轉(zhuǎn)速下高速剪切40分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品2。實(shí)施例3將重量份數(shù)為7份的重質(zhì)餾分油加熱到100°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為來(lái)自減壓餾分生產(chǎn)的潤(rùn)滑油。然后加入粒徑為40目重量份數(shù)為92.2份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為0.8份的助劑多烷基苯酚二硫化物混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為915MHz的微波輻照下作用5分鐘，且物料體系溫度控制在180°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為25份，在185°C下與重量份數(shù)為75份的浙青混合，維持在混合溫度下并在SOOOrpm轉(zhuǎn)速下高速剪切30分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣3。實(shí)施例4將重量份數(shù)為8份的重質(zhì)餾分油加熱到110并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為糠醛精制抽出油。然后加入粒徑為60目重量份數(shù)為90份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為1份的助劑三乙烯四胺混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為2450MHz的微波輻照下作用6分鐘，且物料體系溫度控制在160°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為25份，在180°C下與重量份數(shù)為75份的浙青混合，維持在混合溫度下并在6500rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切30分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品4。實(shí)施例5將重量份數(shù)為2份的重質(zhì)餾分油加熱到120°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為酚精制抽出油。然后加入粒徑為100目重量份數(shù)為97.8份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為0.2份的助劑秋蘭姆二硫化物混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為2450MHz的微波輻照下作用5分鐘，且物料體系溫度控制在150°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為20份，在170°C下與重量份數(shù)為80份的浙青混合，維持在混合溫度下并在9500rpm轉(zhuǎn)速下高速剪切30分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品5。實(shí)施例6將重量份數(shù)為11.4份的重質(zhì)餾分油加熱到100°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為N-甲基吡咯烷酮精制抽出油。然后加入粒徑為20目重量份數(shù)為88份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為0.6份的助劑次磺酰胺混合均勻。再將上述混合物在微波頻率為2450MHz的微波輻照下作用5分鐘，且物料體系溫度控制在160°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為20份，在170°C下與重量份數(shù)為80份的浙青混合，維持在混合溫度下并在SOOOrpm轉(zhuǎn)速下高速剪切30分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品6。實(shí)施例7將重量份數(shù)為11.4份的重質(zhì)餾分油加熱到100°C并維持溫度穩(wěn)定，所述重質(zhì)餾分油為糠醛精制抽出油。然后加入粒徑為20目重量份數(shù)為88份的廢舊輪胎膠粉、重量份數(shù)為0.6份的助劑混合均勻，所述助劑為重量份數(shù)為0.6份的次磺酰胺和重量份數(shù)為0.4份的硫磺混合物。再將上述混合物在微波頻率為915MHz的微波輻照下作用5分鐘，且物料體系溫度控制在180°C。最后，將上述微波輻照后的改性膠粉取重量份數(shù)為15份，在160°C下與重量份數(shù)為85份的浙青混合，維持在混合溫度下并在SOOOrpm轉(zhuǎn)速下高速剪切50分鐘，得到用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品7。將上述實(shí)施例中用廢舊輪胎膠粉改性的浙青樣品1-7進(jìn)行路用性能測(cè)試。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《浙青延度測(cè)定法》GB/T4508來(lái)測(cè)定改性浙青在低溫(5°C)下的延度。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的GB/T4507來(lái)測(cè)定改性浙青的軟化點(diǎn)。再根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的GB/T4509規(guī)定的方法來(lái)測(cè)定改性浙青針入度。廢橡膠粉改性浙青的存貯穩(wěn)定性試驗(yàn)則參考T0660-98，主要通過(guò)離析試驗(yàn)來(lái)表征。所述離析試驗(yàn)是將加熱好的改性浙青邊攪拌邊注入涂有薄層甘油與滑石粉隔離液的垂直試管中，保持垂直放置于163°C士0.5°C的環(huán)境溫度下，在不受任何擾動(dòng)的情況下恒溫48h后取出，加熱結(jié)束后從烘箱中取出，并將一根細(xì)鐵絲插入浙青中，立即放入冰箱中冷卻，保持豎直狀態(tài)lh，待浙青全部固化后拉動(dòng)鐵絲將浙青拔出，用水洗去表面的滑石粉甘油，擦干水分，然后將浙青切為上、中、下3段，取上下兩段樣品測(cè)定軟化點(diǎn)，通過(guò)比較頂部和底部樣品軟化點(diǎn)之差來(lái)評(píng)價(jià)廢橡膠粉改性浙青的穩(wěn)定程度。上述試驗(yàn)測(cè)得的改性浙青的路用性能如表1所示。軟化點(diǎn)延度(5°C)I針入度(25儲(chǔ)存穩(wěn)定性(°C,環(huán)(5cm/min,°C/0.lmm,實(shí)施例(離析溫度球法)cm)100g，5s)差)GB/T4507GB/T4508GB/T4509AH-90#浙青4Z68Λ890樣品173Γ62224550樣品2TLlTL24830樣品36823Τθ5±20樣品4697826552760樣品57(Γ43Τ75040<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表1用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的路用性能由上表可知，用廢舊輪胎膠粉改性的浙青可以達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的性能，同時(shí)也可以達(dá)到良好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。并且制備工藝簡(jiǎn)單，可以節(jié)省原料的同時(shí)還可以降低環(huán)境污染，因此具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以推廣應(yīng)用。權(quán)利要求一種用廢舊輪胎膠粉改性的瀝青，它由下述原料按重量份數(shù)混合制備而成改性后的廢舊輪胎膠粉為15-40份，瀝青60-85份；其中所述改性后的廢舊輪胎膠粉由下述原料按重量份數(shù)混合制備而成廢舊輪胎膠粉84-97.8份，重質(zhì)餾分油2-14份，助劑0.2-2份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，其特征在于所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為5-100目。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，其特征在于所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為10-40。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，其特征在于所述助劑為硫磺、橡膠促化劑中的一種或一種以上的混合物。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青，其特征在于所述重質(zhì)餾分油為常壓渣油、催化裂化澄清油或潤(rùn)滑油中的一種。6.一種用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其步驟包括1)將重量份數(shù)為2-14份的重質(zhì)餾分油加熱到90-130°C后，加入重量份數(shù)為84-97.8份的廢舊輪胎膠粉和重量份數(shù)為0.2-2份的助劑，然后混合均勻；2)將步驟1)中的混合物在微波輻照下作用3-10分鐘進(jìn)行脫硫，得到改性后的廢舊輪胎膠粉；3)在160-200°C下，向重量份數(shù)為15-40份的改性后的廢舊輪胎膠粉中加入重量份數(shù)為60-85份的浙青，混合均勻；4)將步驟3)的混合物在160-200°C下高速剪切，得到的混合物即為用廢舊輪胎膠粉改性的浙青。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其特征在于所述廢舊輪胎膠粉的粒徑為5-100目；所述助劑為硫磺、橡膠促化劑中的一種或一種以上的混合物；所述重質(zhì)餾分油為常壓渣油、催化裂化澄清油或潤(rùn)滑油中的一種。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其特征在于所述步驟2)中混合物溫度控制在150-180°C。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其特征在于所述步驟2)中微波頻率為915或2450MHz。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用廢舊輪胎膠粉改性的浙青的制備方法，其特征在于所述步驟4)中的高速剪切為將混合物在5000-10000rpm的轉(zhuǎn)速下高速剪切20-50分鐘。全文摘要本發(fā)明提供了一種用廢舊輪胎膠粉改性的瀝青，還提供了所述改性瀝青的制備方法，步驟包括將重量份數(shù)為2-14份的重質(zhì)餾分油加熱到90-130℃后，加入重量份數(shù)為84-97.8份的廢舊輪胎膠粉和重量份數(shù)為0.2-2份的助劑，混合均勻；將混合物在微波輻照下作用3-10分鐘；在160-200℃下，向重15-40份改性后的廢舊輪胎膠粉中加入重60-85份的瀝青，混合均勻；將混合物高速剪切，得到的混合物即為本發(fā)明的改性瀝青。本發(fā)明選用廢舊輪胎為原料，原料簡(jiǎn)單易得，節(jié)省成本，也消除了環(huán)境污染，提高了瀝青的性能。還將廢舊輪胎膠粉在微波輻照下脫硫，使改性瀝青貯存穩(wěn)定性提高。同時(shí)，本發(fā)明利用了廢舊輪胎，而且本發(fā)明的改性瀝青制備工藝簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。文檔編號(hào)C08L21/00GK101831184SQ201010132549公開(kāi)日2010年9月15日申請(qǐng)日期2010年3月23日優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日發(fā)明者萬(wàn)昆,余國(guó)賢,周瑞雪,李忠銘,路平申請(qǐng)人:江漢大學(xué)