一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺。具体地说是采用聚合接枝的方法将聚苯乙烯链段接枝到废轮胎胶粉表面，以调控胶粉改性沥青性能的工艺技术。
【背景技术】
[0002]随着汽车行业的迅猛发展及国民汽车保有量的逐步提高，我国每年产生的废轮胎以6%-8%左右的速度递增。据统计，2013年我国共产生废轮胎2.99亿条(约合1080万吨)，已经成为世界上产生废轮胎最多的国家。废轮胎成分复杂且不易降解，大量堆积于环境中不仅占用土地资源，也会造成环境污染。而我国橡胶资源十分匮乏，因此，提高对废旧轮胎资源的综合利用率成为一个亟待解决的课题。
[0003]将石油沥青用作道路铺装材料有着悠久的历史，但是随着交通运输量的增大，人们对于路面性能提出了更高的要求。研宄表明，采用废轮胎胶粉制作改性沥青能够提高沥青的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化和耐久性，并且能够有效降低路面噪音，减少路面反光，提高路面防滑效果，引起了人们的普遍关注。但由于胶粉与沥青相容性差等因素，限制了胶粉改性沥青的应用。通过将聚苯乙烯链段接枝到废轮胎胶粉表面，能够在胶粉与沥青之间形成类似于SBS改性沥青的表面网状结构，从而提高胶粉改性沥青的性能。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种简便、易于工业应用的沥青改性用废轮胎胶粉表面接枝改性工
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[0005]本发明采用的技术方案为:将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的引发剂和表面改性剂，恒温搅拌1-12小时，温度为80-120 °C，引发剂用量占苯乙烯用量的1.7 % -10 %，表面改性剂用量为胶粉质量的1% _300%。反应结束后，将废轮胎胶粉抽滤、洗涤、烘干、称重，测得质量接枝率，制得接枝胶粉。将接枝胶粉通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，并检测其主要性能指标。胶粉改性沥青中废轮胎胶粉的掺入量为12.5wt% -21wt%。
[0006]所述引发剂为过氧苯甲酰，用量为苯乙烯用量的1.7% -10%。
[0007]所述表面改性剂为苯乙烯，用量为胶粉质量的1% -300%。
[0008]所述反应温度为80_120°C。
[0009]所述质量接枝率=(接枝后质量-接枝前质量)/接枝前质量。
[0010]所述废轮胎胶粉的粒径为16-60目，胶粉来源为废轮胎粉碎。
[0011]所述反应时间为1-12小时。
[0012]所述基质沥青为道路沥青。
[0013]所述废轮胎胶粉改性沥青湿法改性工艺的技术流程图见图1。
[0014]所述沥青主要性能指标包括25°C针入度、5°C延度、软化点。25°C针入度是表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力，反映在一定条件下沥青的相对黏度的指标。5°C延度表示沥青抗张拉强度，延度越大，低温性能越好；软化点表示高温稳定性能，软化点越大，高温稳定性能越好。
[0015]本发明具有如下优点:
[0016]1.通过聚合接枝的方法实现对废轮胎胶粉的表面改性。采用苯乙烯为接枝单体，过氧化苯甲酰为引发剂，在一定温度下将聚苯乙烯链段接枝到废轮胎胶粉表面。将接枝后的胶粉应用于改性沥青，可使胶粉与沥青之间形成类似于SBS改性沥青的表面网状结构，使胶粉与沥青稳定相容，从而提高改性沥青的性能和稳定性。
[0017]2.调控胶粉改性沥青的性能指标。通过在胶粉表面接枝不同比例的聚苯乙烯链段，调控胶粉与沥青的相容性，从而实现改性沥青25°C针入度、5°C延度和软化点的调控。
[0018]3.易于操作和工业化应用。本发明所采用的处理工艺简单，成本低廉，易于操作，可实现工业化应用。
【附图说明】
[0019]图1是胶粉改性沥青的湿法改性工艺。
[0020]
【具体实施方式】
[0021]下面通过实施例进一步描述本发明的特征，但本发明并不局限于下述实例。
[0022]实施例1
[0023]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和300mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应12小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为67.2%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt%，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为42(0.1mm)，5°C延度为7.6 (cm)，软化点为67.4(°C )。
[0024]实施例2
[0025]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和300mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应2小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为6.4%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt %，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为43(0.1mm)，5°C延度为7.4 (cm)，软化点为65.6 (°C )。
[0026]实施例3
[0027]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和300mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应6小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为36.1%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt%，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为49 (0.lmm)，5°C延度为11 (cm)，软化点为68.5 (°C )。
[0028]实施例4
[0029]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和200mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应12小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为43.3%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt%，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为46 (0.lmm)，5°C延度为9.2 (cm)，软化点为67.5 (°C )。
[0030]实施例5
[0031 ] 将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和200mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应8小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为18.0%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为12.5wt%，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为41 (0.lmm)，5°C延度为8.3 (cm)，软化点为65.9 (°C )。
[0032]实施例6
[0033]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和10mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应6小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为4.2%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt %，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为40(0.lmm)，5°C延度为7.4 (cm)，软化点为69.2 (°C )。
[0034]实施例7
[0035]将10g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰和10mL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应10小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°c烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为11.0%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt%，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为45 (0.lmm)，5°C延度为8.9 (cm)，软化点为67.9 (°C )。
[0036]实施例8
[0037]将10g废轮胎胶粉、0.1g过氧化苯甲酰和ImL苯乙烯分散于400mL水中，在120°C恒温搅拌下反应6小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80°C烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率小于1%。将改性胶粉与滨阳70号沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，废轮胎胶粉的掺入量为21wt %，测定改性沥青的25°C针入度、5°C延度和软化点。测得25°C针入度为42 (0.lmm)，5°C延度为7.3 (cm)，软化点为65.9 (°C )。
【主权项】
1.一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，具体步骤包括:将废轮胎胶粉分散在水中，加入引发剂利表面改性剂，恒温搅拌1-12小时，温度为80-120°C，引发剂用量占胶粉质量的1.7% -10%，表面改性剂用量为胶粉质量的1% -300%，反应结束后，测定质量接枝率。
2.一种如权利要求1所述工艺制备的接枝胶粉。
3.—种改性沥青的制备工艺，将权利要求2所述的接枝胶粉通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，并检测其主要性能指标，胶粉改性沥青中废轮胎的掺入量为12.5wt % -21wt %。
4.一种如权利要求3所述工艺制备的改性沥青。
5.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，其特征在于所述表面改性剂为苯乙烯，用量为废轮胎胶粉质量的1% _300%。
6.根据权利要求3所述的改性沥青的制备工艺，其特征在于所述的沥青为道路沥青。
7.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，其特征在于所述温度为80-120°C。
8.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，其特征在于所述废轮胎胶粉的粒径为16-60目，优选40目，胶粉来源为废轮胎粉碎。
9.根据权利要求1所述一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，其特征在于所述引发剂为过氧化苯甲酰，引发剂用量为胶粉质量的1.7% -10%。
【专利摘要】本发明涉及一种沥青改性用废轮胎胶粉的表面接枝改性工艺，具体步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的过氧化苯甲酰和苯乙烯，恒温搅拌1-12小时，温度为80-120℃，过氧化苯甲酰用量占胶粉质量的1.7％-10％，苯乙烯用量为胶粉质量的1％-300％。将接枝胶粉作为沥青改性剂通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，以调控改性沥青性能。该方法操作简单，成本低廉，并且能够有效调控胶粉改性沥青的针入度、延度、软化点等主要性能。
【IPC分类】C08F279-02, C08L51-04, C08L95-00, C08F212-08
【公开号】CN104672393
【申请号】CN201510038318
【发明人】于凯, 张琛, 刘双喜, 冯亚军, 张楠, 李彤彤, 李沁宇, 陆宇鹏, 汪锦
【申请人】南开大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月23日