实验室制备橡胶沥青装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种实验室制备橡胶沥青装置及方法，所述装置包括电加热反应罐、搅拌剪切装置、进料管和出料口，所述搅拌剪切装置由调速电机、搅拌杆和搅拌叶轮构成，调速电机安装在电加热反应罐的顶部，调速电机的输出轴与搅拌杆的顶端连接，搅拌杆的底端与搅拌叶轮垂直连接，进料管设置在电加热反应罐的上部，出料口设置在电加热反应罐的底部。本发明设备结构简单，操作方便，针对性强，成本低；可以制备出与室外性能相当的沥青，方便了室内研究。
【专利说明】
实验室制备橡胶沥青装置及方法
技术领域
[0001 ]本发明属于材料技术领域，涉及一种制备橡胶沥青的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 橡胶沥青是重交沥青与废旧轮胎胶粉和外加剂合成的混合物，橡胶颗粒在外加 剂、温度、机械力的合作用下，吸收沥青中的树脂、烃类等多种元素和废胶粉中的防老、补强 成分，使胶粒湿润、膨化，黏度增大，软化点提高。在实际的橡胶沥青制作过程中，适时的温 度、时间、机械力的调节，更使橡胶沥青发生物理和化学变化，形成高质量的改性沥青材料。
[0003] 橡胶粉改性沥青技术在国外经过30余年的发展，已经是一项在道路铺装和维修养 护中被广泛应用的成熟技术，而对于国人来说还是一项新技术。交通部2002年开始项目立 项，10多年的发展至今，虽然对橡胶沥青的作用机理、材料选用、生产工艺、施工技术以及质 量控制方面都有了进一步认识，实际工作中积累了相应的工作经验，但是缺少室内制备橡 胶沥青设备。由于室内制备沥青的工艺与室外的不同，为了方便室内研究，急需研制一种室 内制备橡胶沥青设备。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是本着符合实际、反应现实的原则，在温度、时间、机械力三方面进 行调节，实现橡胶沥青实验室的有效评估，进而提供一种实验室制备橡胶沥青装置及方法， 以便更好的进行橡胶沥青的室内研究。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] -种实验室制备橡胶沥青装置，包括电加热反应罐、搅拌剪切装置、进料管和出料 口，所述搅拌剪切装置由调速电机、搅拌杆和搅拌叶轮构成，调速电机安装在电加热反应罐 的顶部，调速电机的输出轴与搅拌杆的顶端连接，搅拌杆的底端与搅拌叶轮垂直连接，进料 管设置在电加热反应罐的上部，出料口设置在电加热反应罐的底部。
[0007] -种利用上述装置实验室制备橡胶沥青的方法，包括如下步骤：
[0008] -、加热沥青并由进料管注入电加热反应罐，电加热反应罐温度设置为195~200 °C，控制搅拌剪切装置的转速为500~1000r/min;
[0009] 二、加入外加剂，温度设置为185~190 °C，控制搅拌剪切装置的转速为2000~ 3000r/min；
[0010] 三、加入废胶粉，温度设置为190~195°C，控制搅拌剪切装置的转速为4000~ 5000r/min；
[0011] 四、吸收反应，时间设置为1~2h，温度设置为160~180°C，控制搅拌剪切装置的转 速为 1000 ~1500r/min。
[0012] 本发明具有如下优点：
[0013] 1、本发明选择搅拌剪切装置进行搅拌，不仅可以使原料充分进行搅拌，而且可以 防止原料老化；
[0014] 2、本发明设备结构简单，操作方便，针对性强，成本低；
[0015] 3、本发明通过位于搅拌轴上的温度传感器可实时监测罐内温度，温度测量更准 确，可大幅提尚试验结果的准确性；
[0016] 4、本发明可以制备出与室外性能相当的沥青，方便了室内研究。
【附图说明】
[0017] 图1为实验室制备橡胶沥青装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本 发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖 在本发明的保护范围中。
【具体实施方式】 [0019] 一:本实施方式提供了一种实验室制备橡胶沥青的装置及方法，具 体包括以下内容：
[0020] 一、主要研究内容:橡胶沥青是重交沥青与废旧轮胎胶粉和外加剂合成的混合物， 橡胶颗粒在外加剂、温度、机械力的合作用下，吸收沥青中的树脂、烃类等多种元素和废胶 粉中的防老、补强成分，使胶粒湿润、膨化，黏度增大，软化点提高。在实际的橡胶沥青制作 过程中，适时的温度、时间、机械力的调节，更使橡胶沥青发生物理和化学变化，形成高质量 的改性沥青材料。室内制备橡胶沥青，本着符合实际、反应现实的原则，在温度、时间、机械 力三方面进行调节，实现橡胶沥青实验室的有效评估。
[0021] 二、关键技术：
[0022] a、通过温度、机械力、时间的协同作用，完成符合实际的沥青、胶粉、外加剂的预混 合。
[0023] b、外加剂在温度、机械力等条件的作用下将胶粉表面膨化，使胶粉颗粒体积变大， 表面变得粗糙并出现微孔隙，为胶粉与沥青的融合提供有利条件。
[0024] c、机械和温度作用的加强，橡胶颗粒吸收沥青并在胶粉颗粒的一定半径内形成沥 青橡胶态，最终完成橡胶沥青的制备。
[0025] 三、工艺过程：
[0026] 首先:加热沥青并注入反应釜，反应釜温度设置为200°C，实践探索搅拌剪切装置 的线速度，变频设置为:频率6，转速设置为:666r/min;
[0027] 第二:加入外加剂，温度设置为185~190°C，实践探索搅拌剪切装置，变频设置为： 频率17，转速设置为:2333r/min;
[0028] 第三:加入废胶粉，温度设置为190~195°C，确定线速度，变频设置为:频率36，转 速设置为:5000r/min;
[0029] 第四：吸收反应，时间设置为：lh，温度设置为：160~180°C，确定线速度，变频设置 为:频率10，转速设置为：1050~1350r/min。
[0030] 五、室内外试验数据比对：
[0033] (〇·1πιπι，25Γ58)
[0034] 数据比对结果接近
[0035] 六、设备装置：
[0036] 如图1所示，实验室制备橡胶沥青装置由电加热反应罐1、搅拌剪切装置、进料管5 和出料口 6构成，所述搅拌剪切装置由电机2、搅拌杆3和搅拌叶轮4构成，电机2安装在电加 热反应罐1的顶部，电机2的输出轴与搅拌杆3连接，搅拌杆3与搅拌叶轮4连接，进料管5设置 在电加热反应罐1的上部，出料口 6设置在电加热反应罐1的底部。
【具体实施方式】 [0037] 二:本实施方式与一不同的是:在电加热反应罐1的内 壁上安装有提示液面高度的液位警示器，可以控制电加热反应罐1中原料的高度在合适范 围内，防止叶轮旋转所产生的离心力而使原料溢出反应罐，提高了生产安全性。
【具体实施方式】 [0038] 三:本实施方式与一、二不同的是:所述搅拌杆为中空 结构，中空结构中设置有用于测量罐内温度的温度传感器，通过该温度传感器可实时监测 罐内温度，温度测量更准确，可大幅提高试验结果的准确性。
[0039] 【具体实施方式】四：本实施方式与【具体实施方式】一、二、三不同的是:所述进料管5的 个数为三个，分别为:沥青进料管、外加剂进料管和废胶粉进料管。
【主权项】
1. 一种实验室制备橡胶沥青装置，其特征在于所述装置包括电加热反应罐、搅拌剪切 装置、进料管和出料口，所述搅拌剪切装置由调速电机、搅拌杆和搅拌叶轮构成，调速电机 安装在电加热反应罐的顶部，调速电机的输出轴与搅拌杆的顶端连接，搅拌杆的底端与搅 拌叶轮垂直连接，进料管设置在电加热反应罐的上部，出料口设置在电加热反应罐的底部。2. 根据权利要求1所述的实验室制备橡胶沥青装置，其特征在于所述电加热反应罐的 内壁上安装有提示液面高度的液位警示器。3. 根据权利要求1所述的实验室制备橡胶沥青装置，其特征在于所述搅拌杆为中空结 构，中空结构中设置有用于测量罐内温度的温度传感器。4. 根据权利要求1所述的实验室制备橡胶沥青装置，其特征在于所述进料管的个数为 三个，分别为:沥青进料管、外加剂进料管和废胶粉进料管。5. -种利用权利要求1-4任一权利要求所述的实验室制备橡胶沥青装置制备橡胶沥青 的方法，其特征在于所述方法步骤如下： 一、 加热沥青并由进料管注入电加热反应罐，电加热反应罐温度设置为195~200°C，控 制搅拌剪切装置的转速为500~1000r/min; 二、 加入外加剂，温度设置为185~190 °C，控制搅拌剪切装置的转速为2000~3000r/ min； 三、 加入废胶粉，温度设置为190~195°C，控制搅拌剪切装置的转速为4000~5000r/ min； 四、 吸收反应，时间设置为1~2h，温度设置为160~180°C，控制搅拌剪切装置的转速为 1000~1500r/min〇
【文档编号】C08L21/00GK105949559SQ201610560481
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】徐萌, 祝序博, 牟惠跃, 李文辉
【申请人】黑龙江省中信路桥材料有限公司