一种改性沥青及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性沥青及其制备方法，改性沥青包括以下组份：基础沥青、废橡胶粉和复合乳化剂，它们的质量配比为：基础沥青100份，废橡胶粉10～30份，复合乳化剂1～8份；复合乳化剂包括煤焦油、苯乙烯焦油、>450℃催化裂化油浆及聚合物改性剂，复合乳化剂的各组份的质量配比为：煤焦油：10～80份，苯乙烯焦油：3～10份，>450℃催化裂化油浆：30～50份，聚合物改性剂：1～10份。本发明的改性沥青选择废旧胶粉作为原料，并且添加剂选用独特的复合乳化剂和催化裂化油浆，极大的改善了沥青的性质；在沥青的制备方法中，结合了超声和高速剪切两种方法，使得产品改性沥青能满足交通部对橡胶沥青的标准要求。
【专利说明】一种改性沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及浙青的制备领域，尤其是涉及一种改性浙青及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的发展，交通体系的逐步完善，公路浙青路面的建设规模逐渐扩大，特别是高等级公路建设里程的不断增加，对高质量的公路浙青的需求量呈上升趋势。由于普通浙青存在粘结力差、延伸度低、含蜡量高、温度敏感性大等性能缺点，难以在高等级公路上使用；同时由于国民经济的发展带来交通量迅速增加，车辆载重量大幅度增加以及我国南北、冬夏温差大等因素，对浙青路面的质量提出了更高的要求。另一方面，随着汽车工业的发展和汽车家庭化的增加，随之产生的废旧轮胎也相应增加。据统计在我国，橡胶的消耗近60%用于生产轮胎。据资料统计，中国2006年产生废旧轮胎I X 10条，每年以15%的速度增长，到2011年达到2X108条。废旧轮胎属于固体有害物质，这些橡胶在自然条件下难以分解，并且极大的污染了环境。因此，如何处理这些废旧轮胎已经成为当今的重要问题。如何把这些废旧橡胶加工成橡胶粉用于改性浙青修筑道路已成为当今的热点研究问题之一 O
[0003]干法(Piusride法)和湿法(Mcdonald法)是制备橡胶浙青的常规方法。干法是在热的浙青容器中边搅拌边加入废旧橡胶粉制成的改性浙青混合材料，但是由干法制成的改性浙青仅能够满足铺设一般公路的下层和底层，这是因为在浙青混合过程中反应时间较短所导致的，进而胶粉中的改性成分不能充分融入到浙青中发挥作用，以致不适于制作路面的表层；湿法是将脱硫胶粉和活化胶粉等缓慢加入到热的浙青中，边加边搅拌一定的时间使之成为悬浮液，再利用高速剪切机加工使橡胶改性浙青进一步溶胀然后加入到混合料中。在这两种方法中，橡胶粉在浙青中的溶胀反应都是改进浙青性能的关键步骤。但是，未处理的废旧胶粉其表面平整，这些尺寸不同的孔比较浅并且不向里延伸，孔周围大量细小物质附着在孔壁及孔内，使孔壁变得光滑呈比较平的板状。这种结构对浙青的改性作用是大大不利的，其不能使胶粉颗粒·更好地分散在浙青中，达到理想的效果。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的问题是提供一种如何有效的利用废旧橡胶制备改性浙青的方法，包括改性浙青的配方及其制备方法。
[0005]本发明的改性浙青包括以下组份:基础浙青、废橡胶粉和复合乳化剂，它们的质量配比为:基础浙青100份，废橡胶粉10~30份，复合乳化剂I~8份；
[0006]其中基础浙青优选辽河一带浙青,更优选辽河油田90#浙青或70#浙青；
[0007]其中废橡胶粉来自废旧轮胎或其他废旧塑料制品，目数优选40~100目，更优选80~100目；
[0008]其中复合乳化剂包括煤焦油、苯乙烯焦油、>450°C催化裂化油浆及聚合物改性剂，它们的质量配比为:[0009]煤焦油:10~80份
[0010]苯乙烯焦油:3~10份
[0011]>450°C催化裂化油浆:30~50份
[0012]聚合物改性剂:I~10份；
[0013]上述煤焦油优选辽宁朝阳煤焦油或辽宁沈阳煤焦油；
[0014]上述苯乙烯焦油优选辽宁抚顺石化公司化工厂苯乙烯焦油，
[0015]上述>450°C催化裂化油浆中含有催化剂细粉，其主要组成为分子筛催化剂，粒径< 40 μ m。这部分催化剂在催化裂化分馏塔中沉降在油浆中，对油浆在炼油装置中的进一步应用带来很多影响。
[0016]该>450°C催化剂油浆的制备方法为:催化裂化油浆经过真空蒸馏、分馏后，静置沉降，得到>450°C催化裂化油浆(含催化裂化催化剂细粉)。本制备方法中催化剂细粉基本沉降在>450°C油浆中，< 450°C仍可在炼油装置中应用。
[0017]上述聚合物改性剂可选择SBS和SBR，它们的配比为:1:1。
[0018]上述复合乳化剂的制备方法如下:
[0019]按配方量将煤焦油、苯乙烯焦油(加热到200~300°C，脱除解聚剂后聚合)、>450°C催化裂化油浆(含催化裂化催化剂细粉)、聚合物改性剂，常温混合搅拌I~4小时。
[0020]该复合乳化剂能使橡胶粉在浙青中很好的溶胀，吸收浙青里的油份，使胶粉颗粒更好地分散在浙青中，达到更好的乳化状态，从而实现理想的浙青的改性作用。
[0021]本发明的改性浙青的制备方法如下:
[0022]在容器中加入配比量的复合乳化剂及橡胶粉，加热后放入超声波辐射仪，频率为14~100kHz，声强为0.1~1.2W/cm2，辐射一定时间后，加入配比量的基础浙青后在温度为120~280°C下高速剪切20~200min即可。
[0023]其中，高速剪切速度为6000~8000r/min ；
[0024]频率优选28kHz，声强优选0.408W/cm2，温度优选200°C，时间优选120min。
[0025]以上制备方法中将废旧胶粉通过超声波辐射处理后，其作用使胶粉的表面更加蓬松并呈絮状结构，使孔径变大，逐步变成狭缝，并不断向里延伸增大其接触面积。由于浙青与废胶粉的接触面积增大，这更好的使浙青中的轻组分与废胶粉内部结合，充分发挥了它对浙青的改性作用。
[0026]本发明具有的优点和积极效果是:
[0027]本发明的改性浙青选择废旧胶粉作为原料，并且添加剂选用独特的复合乳化剂和催化裂化油浆，极大的改善了浙青的性质；在浙青的制备方法中，结合了超声和高速剪切两种方法，使得产品改性浙青能满足交通部对橡胶浙青的标准要求。
【具体实施方式】
[0028]实施例1
[0029]改性浙青包括以下组份-M辽河浙青、废橡胶粉和复合乳化剂，它们的质量配比为:90#辽河浙青100份，废橡胶粉15份，复合乳化剂3份；
[0030]其中复合乳化剂包括煤焦油、苯乙烯焦油、>450°C催化裂化油浆及聚合物改性剂，它们的质量配比为:[0031]辽宁朝阳煤焦油:30份
[0032]辽宁抚顺石化公司化工厂苯乙烯焦油:5份
[0033]>450°C催化裂化油浆:35份
[0034]SBS:3 份
[0035]SBR:3 份
[0036]上述复合乳化剂的制备方法如下:
[0037]按配比加入辽宁朝阳煤焦、辽宁抚顺石化公司化工厂苯乙烯焦油(加热到200°C，脱除解聚剂后聚合)及>450°C催化裂化油浆(含催化裂化催化剂细粉)，SBS、SBR，常温混合搅拌2小时。
[0038]在90#辽河浙青加入配比量废橡胶粉，复合乳化剂后，加热后放入超声波辐射仪，频率为28kHz，声强为0.408W/cm2，辐射一定时间后，加入配比量的基础浙青后在温度为200°C下高速(6500r/min)剪切 120min 即可。
[0039]该改性浙青的性能为:
[0040]针入度(25°C，100g，5s)，86.5/10mm ;软化点:41.6°C ;延度> 150cm (25°C)，该指标符合寒区90号道路浙青的要求。
[0041]实施例2
[0042]改性浙青包括以下组份-M辽河浙青、废橡胶粉和复合乳化剂，它们的质量配比为:90#辽河浙青100份，废橡胶粉20份，复合乳化剂5份；
[0043]其中复合乳化剂包括煤焦油、苯乙烯焦油、>450°C催化裂化油浆及聚合物改性剂，它们的质量配比为:
[0044]辽宁朝阳煤焦油:60份
[0045]辽宁抚顺石化公司化工厂苯乙烯焦油:8份
[0046]>450°C催化裂化油浆:50份
[0047]SBS:8 份
[0048]SBR:8 份
[0049]上述复合乳化剂的制备方法如下:
[0050]按配比加入辽宁朝阳煤焦、辽宁抚顺石化公司化工厂苯乙烯焦油(加热到280°C，脱除解聚剂后聚合)及>450°C催化裂化油浆(含催化裂化催化剂细粉)，SBS、SBR，常温混合搅拌3.5小时。
[0051 ] 在90#辽河浙青加入配比量废橡胶粉，复合乳化剂后，加热后放入超声波辐射仪，频率为50kHz，声强为1.0W/cm2，辐射一定时间后，加入配比量的基础浙青后在温度为250°C下高速(8000r/min)剪切120min即可。
[0052]该改性浙青的性能为:
[0053]针入度(25°C，100g，5s)，65.5/10mm ;软化点:50.5°C ;延度> IOOcm (25°C)，该指标符合寒区90号道路浙青的要求。
[0054]以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种改性浙青，其特征在于:包括以下组份:基础浙青、废橡胶粉和复合乳化剂，其中复合乳化剂包括煤焦油、苯乙烯焦油、>450 V催化裂化油浆及聚合物改性剂。
2.根据权利要求1所述的一种改性浙青，其特征在于:所述改性浙青的各组份的质量配比为:基础浙青100份，废橡胶粉10~30份，复合乳化剂I~8份。
3.根据权利要求1所述的一种改性浙青，其特征在于:所述复合乳化剂的各组份的质量配比为:煤焦油:10~80份，苯乙烯焦油:3~10份，>450°C催化裂化油浆:30~50份，聚合物改性剂:1~10份。
4.根据权利要求1或2所述的一种改性浙青，其特征在于:所述基础浙青为辽河一带浙青。
5.根据权利要求4所述的一种改性浙青，其特征在于:所述基础浙青为辽河油田90#浙青或70#浙青。
6.根据权利要求1或3所述的一种改性浙青，其特征在于:所述>450°C催化裂化油浆中含有催化剂细粉，其主要组成为分子筛催化剂，粒径< 40 μ m。
7.根据权利要求1或3所述的一种改性浙青，其特征在于:所述聚合物改性剂为SBS和SBR，它们的配比为:1:1。
8.根据权利要求1或3所述的一种改性浙青，其特征在于:所述复合乳化剂的制备方法为:按配方量将煤焦油、苯乙烯焦油、>450°C催化裂化油浆、聚合物改性剂，常温混合搅拌I~4小时，其中苯乙烯焦油加热到200~300°C，脱除解聚剂后聚合。
9.权利要求1所述的改性浙青的制备方法，其特征在于:在容器中加入配比量的复合乳化剂及橡胶粉，加热后放入超声波辐射仪，频率为14~100kHz，声强为0.1~1.2ff/cm2,辐射后，加入配比量的基础浙青后在温度为120~280°C下高速剪切20~200min即可。
10.根据权利要求9所述的改性浙青的制备方法，其特征在于:高速剪切速度为.6000 ~8000r/min ；，频率为 28kHz，声强为 0.408W/cm2，温度为 200°C，时间为 120min。
【文档编号】C08L95/00GK103627192SQ201310613383
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】王雷 申请人:天津东大道科技有限公司