一种废旧轮胎粉改性沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种筑路材料，具体涉及一种废旧轮胎粉改性沥青及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 废旧轮胎粉改性沥青是以沥青作为废旧轮胎粉的分散剂，将高剂量的废旧轮胎粉 与基质沥青在高温条件下混溶制成的一种改性沥青。废旧轮胎粉的掺入改善了沥青的高低 温性能、弹性性能及抗老化性能，提尚了浙青的路用性能指标:例如可提尚道路的耐磨性和 耐寒性，延长路面使用寿命，并缩短刹车制动距离。另一方面，废旧轮胎粉大量用于公路工 程中，可以有效解决大规模废旧轮胎带来的固体废弃物污染问题，还可以降低噪声，且废旧 轮胎粉改性沥青相对其他改性沥青成本低廉，可降低筑路成本，具有显著的环保效益和社 会经济效益。
[0003] 然而，由于废旧轮胎粉与沥青之间的相互作用十分复杂，目前废旧轮胎粉与沥青 之间的相互作用机理尚未研究清楚。现阶段废旧轮胎粉改性沥青生产工艺主要有两种:第 一种工艺是将废旧轮胎粉(或改性过的废旧轮胎粉)掺入基质沥青中高速搅拌剪切而成废 轮胎粉改性沥青，该工艺由于采用的温度较高（一般2 180°C)，沥青在高温下容易老化变 性，使改性后的沥青综合性能下降；同时，当基质沥青加热到180°C以上时，会挥发出苯等有 毒的芳烃类物质，危害操作人员身心健康、污染生态环境。而且该工艺复杂、成本较高；例 如，专利CN1807514A提出了一种采用细胶粉与基质沥青混合、在高速剪切装置中搅拌而制 备沥青混合料的方法，其沥青改性温度控制在185~195°C，当基质沥青在加热到185~195 °〇时，有一部分沥青已产生老化，从而导致沥青与集料的粘附性下降，对混合料的耐久性也 有负面影响。再例如申请号为201310417564.0的专利申请公开了一种利用废旧轮胎粉制备 道路沥青的方法，先将废旧轮胎粉进行表面改性预处理，然后加入到融化的基质沥青中，经 不锈钢胶体磨、保温、发育制得改性沥青。但是由于胶体磨的功率一般是100~300KW，且需 长时间运转，且受胶体磨流量的限制，废旧橡胶份改性沥青的产量亦受到限制，该种生产工 艺远远不能满足公路建设发展的需要，而且能耗非常大，生产成本昂贵。为了有效改善上述 生产工艺对产品造成的性能缺陷，科研工作者也尝试了从调整原料配方入手，采用添加剂 对废旧轮胎粉表面进行改性后在较低温度条件下通过搅拌的方式混合均匀后获得废旧轮 胎粉改性沥青，然后通过不断优化添加剂的种类、用量以及与轮胎胶粉、沥青的配比得到综 合性能优异的改性沥青，例如，申请号为201310725123.7的专利申请公开了 一种利用废旧 轮胎制备改性道路沥青的方法，分别采用一定量的催化剂、甲基丙烯酸缩水甘油脂、二乙烯 三胺对胶粉进行表面改性，然后在170~180°C条件下与基质沥青搅拌混合，保温一段时间 后制备出废轮胎胶粉复合改性沥青。该工艺和申请号为201310417564.0的专利工艺一样， 略有不同的是将大功率的胶体磨换为大功率的高速乳化机，胶粉与基质沥青的混合温度降 为170°C~180°C，大功率的高速乳化机亦需长时间运转，且受乳化机流量的限制，废旧橡胶 份改性沥青的产量亦受到限制，该种生产工艺远远不能满足公路建设发展的需要，而且能 耗非常大，生产成本昂贵。废旧轮胎粉改性沥青生产另一种工艺为先用溶剂将废旧轮胎粉 溶解，再掺入基质沥青经高速搅拌剪切制成废旧轮胎粉改性沥青，此工艺因在制备改性沥 青的过程中使用大量的有机溶剂，且这些溶解多为致癌性有毒易挥发芳烃类物质，在生产、 使用中会大量逸出，损害工人身心健康污染生态环境，因此，该工艺现已基本不用。
[0004] 综上所述，充分利用并优化现有废旧轮胎粉改性沥青的相关配方和生产工艺，开 发出综合性能优异，路用品质高，且能够降低设备生产时有害气体的逸出、缩减原料成本的 支出，实现节能减排、减少资源浪费，是我国道路建设行业亟需解决的问题，具有非常重要 的现实意义。
【发明内容】
[0005] 本发明针对【背景技术】中所提出的问题及目前已有技术的不足，本发明的目的在于 提供一种废旧轮胎粉改性沥青及其制备方法。
[0006] 为了实现本发明的第一个目的，发明人经过了大量的试验研究，通过优化现有废 旧轮胎粉改性沥青的配方来提高改性沥青产品的综合使用性能。
[0007] 本发明的第一个目的是这样实现的：
[0008] -种废旧轮胎粉改性沥青，所述改性沥青由如下重量份的各组分在高温条件下经 搅拌混溶制成:77~81份基质沥青，18~22份改性废旧轮胎粉，0.1~0.3份稳定剂，其中：所 述改性废旧轮胎粉由86.5~98.5份废旧轮胎粉、0.3~1份有机胺、0.2~0.5份催化剂组成， 所述有机胺为二亚乙基三胺、苯肼、二苯胍、三乙醇胺或六亚甲基四胺中的任一种，所述催 化剂为氯化亚铜或氯化亚铁或氯化亚锰中的任一种。
[0009] 进一步地，上述技术方案中所述的改性废旧轮胎粉还包括活化剂，所述活化剂为 废橡胶再生制取的再生软化油或妥尔油。
[0010 ]进一步地，上述技术方案中所述的稳定剂为WJ-1稳定剂，所述WJ-1稳定剂由硫磺、 松香、滑石粉、二辛基酞酸酯分别按重量比为75:19:5:1的比例均匀混合制得。
[0011]进一步优选地，上述技术方案中所述的改性废旧轮胎粉由86.5份废旧轮胎粉、0.3 份有机胺、〇. 2份催化剂、13份活化剂组成。
[0012] 更进一步地，上述技术方案中所述的有机胺优选为二苯胍，所述的催化剂优选为 氯化亚铜，所述活化剂优选为废橡胶再生制取的再生软化油。
[0013] 进一步优选地，上述技术方案中所述石油沥青为79份，所述改性废旧轮胎粉为20 份，WJ-1稳定剂0.1份，所述废旧轮胎粉粒径大小为40目。
[00M]进一步地，上述技术方案中所述废旧轮胎粉为细废旧轮胎粉，粒径大小可以为40 ~80目，优选为40目，由废旧斜交胎破碎制得，所述基质沥青为石油沥青，是由多种高分子 碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。
[0015] 进一步地，上述技术方案中所述废旧轮胎粉主要成分为天然胶（NR)和丁苯胶 (SBR)，其橡胶烃含量在55%左右，所述废旧轮胎粉选自小卡车轮胎粉(XK)、大卡车轮胎粉 (DK)、农用车轮胎粉(NY)、胎冠胎粉(TG)中的任一种。
[0016] 进一步地，上述技术方案中所述基质沥青为中石化70#沥青或中海AH-70#沥青。
[0017] 本发明的第二个目的在于提供一种上述所述废旧轮胎粉改性沥青的制备方法，所 述方法包括如下步骤：
[0018] (1)按所述重量份取废旧轮胎粉，置于搅拌罐1中，然后依次加入所述重量份的有 机胺，催化剂，活化剂，启动搅拌器搅拌10~15min，得到改性废旧轮胎粉；
[0019] ⑵将所述重量份的基质沥青放入搅拌罐2中，加热至155~170°C后恒温，使沥青 融化，启动搅拌器，将步骤(1)所述得到的改性废旧轮胎粉在搅拌条件下逐渐加入到搅拌罐 2中，加料速度每秒不大于罐内基质沥青质量的5%。，连续搅拌30~60min;
[0020] (3)改性废旧轮胎粉加入完毕后，向搅拌罐2中加入所述重量份的稳定剂，搅拌30 分钟，恒温发育30~60min后即制备出所述废旧轮胎粉改性沥青，搅拌器每间隔120分钟开 启10分钟，改性沥青待用。
[0021] 进一步地，上述技术方案中所述搅拌器采用的是悬轴搅拌器。
[0022] 进一步地，上述技术方案中步骤(3)所述恒温温度优选为170°C，发育时间优选为 60min〇
[0023] 进一步地，上述技术方案中所述有机胺优选为二苯胍，所述催化剂优选为氯化亚 铜，所述活化剂优选为废橡胶再生制取的再生软化油。
[0024]本发明的有益效果为：
[0025] (1)本发明采用有机胺、催化剂、活化剂对废旧轮胎粉进行改性后，可以增加胶粉 分散均匀性与界面结合力，制得的废旧轮胎粉改性的复合沥青相对于基质沥青针入度明显 降低，软化点提高，低温(5°C)延展度明显提高，改性沥青比基质沥青具有更好的稳定性和 低温抗裂性，存储稳定性明显提高；
[0026] (2)本发明在采用废旧轮胎改性沥青的生产过程中采用的温度<170°C，在此温度 范围内，沥青完全不会老化，对沥青的粘性以及耐久性等性能不产生任何影响，另外，由于 生产温度低，在生产或施工过程中，都不会造成有毒气体的逸出，绿色环保；
[0027] (3)本发明将目前复杂的废旧