技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及橡膠再利用技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種廢膠粉復(fù)合改性瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
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廢舊輪胎的回收循環(huán)利用一項重要的用途即破碎分離后磨粉制成膠粉用來對瀝青進行改性。由于廢舊輪胎中含有天然橡膠、丁苯橡膠等多種高分子聚合物及大量的炭黑、填料、抗氧化劑、處理油等，而其中含有的橡膠是一種高分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)材料，常態(tài)下是內(nèi)聚力巨大的彈性體，若可均勻分散瀝青中可提高瀝青的抗壓能力，其中炭黑、填料對瀝青起到補強作用，而一些助劑如抗氧化劑等對瀝青起到抗氧化等性能，因此制得的橡膠改性瀝青既可以節(jié)約資源，減少環(huán)境污染，同時也能從多方面來提高瀝青的綜合性能。
然而傳統(tǒng)方法制備的膠粉改性瀝青難以得到均勻分散改性而導(dǎo)致存在相容性差和存儲穩(wěn)定差等缺點，同時其產(chǎn)品耐磨性、耐高低溫性能、韌性及強度等相關(guān)力學(xué)性能較低。碳納米管作為一維納米材料，重量輕，六邊形結(jié)構(gòu)連接完美，具有許多異常的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能。白炭黑主要成分為硅酸鹽，具有超強的粘附力、抗撕裂及耐熱抗老化性能可替代炭黑起到補強作用。高密度聚乙烯作為一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂具有較好的耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性。故需要尋求一種新方法將膠粉、瀝青、碳納米管、白炭黑、高密度聚乙烯等通過一定方式進行復(fù)合改性得到綜合性能優(yōu)異的復(fù)合改性新產(chǎn)品，擴大了其應(yīng)用范圍，解決了解決資源循環(huán)利用和環(huán)境保護問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種廢膠粉復(fù)合改性瀝青及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的單純廢膠粉改性瀝青中存在相容性差、穩(wěn)定性差、分散性差及力學(xué)性能較低等缺陷。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種廢膠粉復(fù)合改性瀝青，其特征在于：由以下重量比的各原料組分組成：廢膠粉18～32％，基質(zhì)瀝青58～72％，碳納米管1～3％，白炭黑5～10％，高密度聚乙烯3～7％，硫磺2～4％，硬脂酸2～7％，氧化鋅5～8％。
所述的廢膠粉的粒徑為10～20目，所述基質(zhì)瀝青為70號或90號瀝青。
所述的廢膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于：具體包括以下步驟：
(1)、將廢舊輪胎回收得到的廢膠粉與基質(zhì)瀝青經(jīng)給料裝置初步混合預(yù)熱后一起加入裝有微波發(fā)生裝置的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機中受到其高速剪切、拉伸和微波脫硫改性瀝青共同作用后得到廢膠粉混合改性瀝青；
(2)將碳納米管與白炭黑置于反應(yīng)釜中并在氮氣保護下，受到攪拌裝置高速攪拌混合反應(yīng)得到改性白炭黑；
(3)將步驟(1)得到的廢膠粉混合改性瀝青、步驟(2)得到的改性白炭黑與組分中的高密度聚乙烯一起加入給料裝置中攪拌均勻并預(yù)熱至一定溫度后輸送至高速攪拌乳化機中，在一定穩(wěn)定條件下，以一定轉(zhuǎn)速高速剪切一算時間后輸送至反應(yīng)釜中，再加入硫磺、氧化鋅、硬脂酸攪拌混勻后，在一定溫度條件下穩(wěn)定發(fā)育處理一段時間后得到廢膠粉復(fù)合改性瀝青。
所述的步驟(1)中，給料裝置轉(zhuǎn)速為300～400r/min，預(yù)熱溫度為80～90℃，雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機轉(zhuǎn)速度為550～850r/min，微波發(fā)生裝置的微波頻率為985～1450mhz，溫度為120～150℃，反應(yīng)時間為55～65min。
所述的步驟(2)中，反應(yīng)釜中壓力為1.5～2.0mpa，溫度為500～1000℃，反應(yīng)時間為1～2h，攪拌速度為1000～1500r/min。
所述的步驟(3)中，給料裝置攪拌時間為25～35min，預(yù)熱溫度為75～95℃，高速攪拌乳化機中溫度為165～195℃，轉(zhuǎn)速為3500～5500r/min，剪切時間為30～50min，穩(wěn)定發(fā)育處理溫度為175～185℃，時間為50～80min，攪拌速度為350～450r/min。
上述步驟中的各參數(shù)的具體優(yōu)化方案為：
步驟(1)中，給料裝置轉(zhuǎn)速為345r/min，預(yù)熱溫度為86℃，雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機轉(zhuǎn)速度為755r/min，微波發(fā)生裝置的微波頻率為1250mhz，溫度為135℃，反應(yīng)時間為61min。
步驟(2)中，反應(yīng)釜中壓力為1.85mpa，溫度為950℃，反應(yīng)時間為1.4h，攪拌速度為1200r/min。
步驟(3)中，給料裝置的攪拌時間為32min，預(yù)熱溫度為85℃，高速攪拌乳化機中溫度為180℃，轉(zhuǎn)速為4200r/min，剪切時間為40min，穩(wěn)定發(fā)育處理溫度為182℃，時間為65min，攪拌速度為395r/min。
本發(fā)明的優(yōu)點是：
1.采用微波法與雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機的強剪切和拉伸作用組合對廢膠粉斷硫再生且與基質(zhì)瀝青混煉改性同步進行，與傳統(tǒng)直接廢膠粉與基質(zhì)瀝青改性相比，很好的解決了廢膠粉與基質(zhì)瀝青相容性和存儲穩(wěn)定性差的問題，與預(yù)先將廢膠粉脫硫再生然后再與基質(zhì)瀝青改性相比，其優(yōu)勢在于本發(fā)明中廢膠粉受到基質(zhì)瀝青溶解溶脹擴大了橡膠分子鏈的間距從而更加有利于斷硫再生，于此同時含硫鍵斷裂產(chǎn)生的自由基易與基質(zhì)瀝青作用進行改性，防止了再生橡膠的自硫化過程；該組合法斷硫再生無需添加任何化學(xué)助劑綠色環(huán)保；
2.碳納米管與白炭黑反應(yīng)形成的碳納米管包覆改性白炭黑替代傳統(tǒng)炭黑對橡膠改性瀝青起到填充補強作用，同時也提高了其在橡膠改性瀝青中的分散性能及橡膠的硫化效率，而高密度聚乙烯一定程度提高了橡膠改性瀝青的耐磨性、韌性、耐寒性及相關(guān)力學(xué)性能等。
3.后續(xù)采用硫磺、氧化鋅、硬脂酸與廢膠粉復(fù)合改性瀝青在一定條件下穩(wěn)定發(fā)育為了使得膠粉復(fù)合改性瀝青中的斷硫再生的廢膠粉硫化形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使得膠粉在瀝青中得到充分分散相容的同時相互之間也通過硫化后得到緊密的結(jié)合，很好的避免了因廢膠粉斷硫再生造成廢膠粉的綜合性能的降低。
4.該廢膠粉復(fù)合改性瀝青制備方法簡單且綠色環(huán)保，得到產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異，可用于防水卷材、道路瀝青及特殊要求橡膠制品等領(lǐng)域。
具體實施方式：
一種廢膠粉復(fù)合改性瀝青，原料按照重量比由以下物質(zhì)組成：廢膠粉18～32％，基質(zhì)瀝青58～72％，碳納米管1～3％，白炭黑5～10％，高密度聚乙烯3～7％，硫磺2～4％，硬脂酸2～7％，氧化鋅5～8％。
廢膠粉的粒徑為10～20目，基質(zhì)瀝青為90#瀝青。
一種廢膠粉復(fù)合改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：
(1)、將廢舊輪胎回收得到的廢膠粉與基質(zhì)瀝青經(jīng)給料裝置初步混合預(yù)熱后一起加入裝有微波發(fā)生裝置的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機中受到其高速剪切、拉伸和微波脫硫改性瀝青共同作用后得到廢膠粉混合改性瀝青；
(2)將碳納米管與白炭黑置于反應(yīng)釜中并在氮氣保護下，受到攪拌裝置高速攪拌混合反應(yīng)得到改性白炭黑；
(3)將步驟(1)得到的廢膠粉混合改性瀝青、步驟(2)得到的改性白炭黑與組分中的高密度聚乙烯一起加入給料裝置中攪拌均勻并預(yù)熱至一定溫度后輸送至高速攪拌乳化機中，在一定穩(wěn)定條件下，以一定轉(zhuǎn)速高速剪切一算時間后輸送至反應(yīng)釜中，再加入硫磺、氧化鋅、硬脂酸攪拌混勻后，在一定溫度條件下穩(wěn)定發(fā)育處理一段時間后得到廢膠粉復(fù)合改性瀝青。
步驟(1)中，給料裝置轉(zhuǎn)速為345r/min，預(yù)熱溫度為86℃，雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混煉機轉(zhuǎn)速度為755r/min，微波發(fā)生裝置的微波頻率為1250mhz，溫度為135℃，反應(yīng)時間為61min。
步驟(2)中，反應(yīng)釜中壓力為1.85mpa，溫度為950℃，反應(yīng)時間為1.4h，攪拌速度為1200r/min。
步驟(3)中，給料裝置的攪拌時間為32min，預(yù)熱溫度為85℃，高速攪拌乳化機中溫度為180℃，轉(zhuǎn)速為4200r/min，剪切時間為40min，穩(wěn)定發(fā)育處理溫度為182℃，時間為65min，攪拌速度為395r/min。
廢膠粉復(fù)合改性瀝青實施例1-4原料配方列于表1。
實施例1-4之廢膠粉復(fù)合改性瀝青的力學(xué)、耐高低溫及存儲穩(wěn)定性等性能進行測試，結(jié)果見表2所示。
表1實施例1-4廢膠粉復(fù)合改性瀝青原料配方單位：重量比
表2實施例1-4廢膠粉復(fù)合改性瀝青的力學(xué)、耐高低溫及存儲穩(wěn)定性等性能