改性沥青胶结颗粒及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种改性沥青胶结颗粒及其制备方法和应用,所述改性沥青胶结颗粒包含重量百分比为5-20%的废旧塑料、3-30%的废旧橡胶、60-90%的基质沥青和2-10%的填料，将上述材料经捏合混炼设备在100-150℃下捏合混炼，然后经螺旋输送排至螺杆挤出机，再经水中造粒设备，得到改性沥青胶结颗粒。该改性沥青胶结颗粒能够部分或全部取代普通沥青，投放到沥青混合料拌合锅中直接制备沥青混合料，制备的沥青混合料可用于新建高等级沥青道路或旧路面的养护升级。本发明相比传统沥青混合料的生产方式，解决了沥青运输困难、反复加热浪费能源、易老化和普通橡塑改性沥青难稳定化加工等问题。
【专利说明】改性沥青胶结颗粒及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及改性浙青制备【技术领域】，特别是涉及一种改性浙青胶结颗粒及其制备 方法和应用。
【背景技术】
[0002] 浙青路面作为一种连续式无缝路面，具有减震舒适和易维修的特点，是高等级路 面的首选路面形式。作为一种防水胶结料，浙青是路面中最重要的粘结材料，与石矿料有良 好的粘结作用，使浙青路面具有良好的承载能力。随着交通量和交通载荷的增加，人们对道 路铺筑浙青材料提出了更加苛刻的要求，但是普通浙青高温时易产生车辙，低温易开裂，已 经不能完全满足实际需要。将聚合物添加到浙青中，可有效改善浙青的高低温性能。
[0003] 在改性浙青所用的聚合物中，最常用的为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS)。 然而，SBS相对较贵，且由于分子主链结构不饱和容易发生老化，有必要选择性价比更高的 材料。随着我国国民经济的发展，每年产生大量的废旧塑料和废旧橡胶，并且产量逐年增 力口，造成固体废弃物的污染。如果将废旧塑料和废旧橡胶用于改性浙青，可以解决固体废弃 物的处理问题，具有显著经济效益和环保效益。但是目前废橡塑来源复杂，用其制备的改性 浙青的热储存稳定性不足，在储存运输过程中易产生离析分层现象，是制约该浙青广泛应 用的瓶颈。更为重要的是，浙青是一种半固态物质，在高于室温下容易粘连，致使其运输使 用困难。运输时需要特殊的浙青专用车，使用时必须加热成液体流动状态，一直保持加热状 态浪费能源。特别是在我国西部广袤地区，运输和加热使用问题非常突出。
[0004] CN201310733854、CN201310736778、CN200820028855 等提出了橡塑改性浙青工 艺，工艺较为繁琐，要使用好的回收料，且难以规模化稳定化生产，只能现场法加工使用，致 使加工使用成本较高。与对比文件201310733854来说，公开了聚乙烯、橡胶粉和交联剂改 性浙青，但该改性浙青原材料的选择范围窄，加工工艺不但繁琐，而且制备的改性浙青性能 难以稳定，致使成本升高。
[0005] CN201310736778提出了橡塑改性浙青工艺，要使用改性剂、增韧剂、温拌剂和稳定 剂等多种添加剂，且废旧橡胶粉使用较好的回收材料，成本较高，同时制作工艺较为繁琐， 拌合温度较高，容易使浙青发生老化现象。
[0006] CN200820028856. X、CN201310603066中废橡经胶高温加工研磨制备改性浙青，制 造设备复杂且施工过程中产生有害气体，造成环境污染，影响施工环境。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种改性浙青胶结颗粒及其制备方法和应 用。本发明中的改性胶结颗粒可部分或全部取代普通浙青，直接投放到浙青混合料拌合锅 中和热集料一起拌合，利用热集料在拌合过程中产生的剪切力，短时间内便可以制出改性 浙青混合料，该改性浙青混合料可以直接用于新建高等级浙青道路或旧路面的养护升级。 制得的浙青混合料具备高低温性能好、结构稳定、不易离析，制备方法简单、成本低，运输和 使用方便等优点。
[0008] 本发明采用的技术方案为：一种改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述浙青胶结 颗粒包含组分和重量百分数为5-20%的废旧塑料、3-30%的废旧橡胶、60-90%的基质浙青 和2-10%的填料。
[0009] -般废旧橡塑在改性浙青中含量为5-30%，如果废橡塑含量太少，则改性浙青难 以造粒，并且该粒子在使用过程中容易粘连结团。如果废橡塑含量太高，则改性浙青的粘度 太大，造成分散困难。同样道理，填料的含量为2-10%为宜，多时成本高难分散，少时则颗粒 易粘连。将废旧塑料和废旧橡胶进行粉碎后与浙青混合，吸收浙青的轻质组分发生溶胀混 合，一方面显著减少了浙青中易流动的轻质组分，使浙青容易造粒使用，另一方面强化了浙 青与废旧橡塑的结合。
[0010] 优选地，所述改性浙青胶结颗粒包含组分和重量百分数为5-18 %的废旧塑料、 17-21 %的废旧橡胶、66-82 %的基质浙青和2-9 %的填料。
[0011] 优选地，所述基质浙青为重交浙青，重交浙青的标号范围为70-110号。浙青的 标号体现的是浙青的针入度，重交浙青分为50号、70号、90号、100号、110号。浙青标号 的选取，一般综合考虑公路等级、气候条件、交通条件、路面类型等，50号浙青的软化点和 70-110号浙青的软化点相差不多，但是相同温度条件下其延度远小于70-110号浙青，因此 优选70-110号重交浙青。
[0012] 优选地，所述废旧塑料的熔融温度低于180°C，高于此温度，不但加工困难，而且浙 青易分解老化。
[0013] 优选地，所述废旧塑料包括聚乙烯、聚苯乙烯和聚丙烯。三种塑料均为热塑性通用 塑料，其软化点和熔融温度低于180°C，来源广泛、价格低廉、成型性能好，能够大幅降低生 产成本，实现资源回收循环利用，保护环境。
[0014] 优选地，所述废旧橡胶是一种利用废橡胶粉碎磨制的粉末，细度为商业化大量使 用的20-100目。胶粉细度太粗捏炼熔混困难，胶粉与浙青相互作用慢，胶粉太细则成本太 商。
[0015] 优选地，所述填料是一种矿粉，主要成分为浙青混合料工业中常用的碳酸钙和消 石灰，因其为碱性，能增加与浙青的结合。本发明中加入填料起到两个明显效果，第一，减少 了橡塑改性浙青颗粒的流变学特性，增加了挺性，防止颗粒再使用过程的粘连，使用方便； 第二，浙青混合料中本身就需要加入5%左右的矿粉，该矿粉预先分散到橡塑改性浙青母体 中，可以增强矿粉与浙青、橡塑改性剂的结合，有利于提高性能。
[0016] 优选地，所述碳酸钙和消石灰的粒径小于75微米，满足工业上复合浙青混合料对 填料的要求。
[0017] 本发明还提供了一种上述改性浙青胶结颗粒的制备方法，包括如下工艺步骤：步 骤A、将重量百分数为前述限定的废旧塑料、废旧橡胶、基质浙青和填料送入捏合混炼设备， 捏合混炼设备中的温度范围为100-150°C，充分混炼捏合后经螺旋输送排至螺杆挤出机，挤 出熔融混合物；
[0018] 步骤B、将步骤A中得到的熔融混合物送入水中造粒设备，冷却和造粒后得到改性 浙青胶结颗粒。
[0019] 本发明还提供了一种上述改性浙青胶结颗粒的应用，即用于制备改性浙青混合 料，所述改性浙青混合料的制备方法为将改性浙青胶结颗粒部分或全部取代普通浙青，投 放到浙青混合料拌合锅中直接制备改性浙青混合料。
[0020] 本发明中的改性浙青胶结颗粒不结团，方便运输，能够部分或全部代替浙青，可直 接投放到浙青混合料拌合锅中，快速熔融分散于浙青混合料，因含有大量易流动的浙青，橡 塑材料又被充分的溶胀和混合，在较短时间内就能制造出所需的改性浙青混合料。
[0021] 本发明制得的改性浙青胶结颗粒及其制备方法和应用，与现有技术相比，浙青混 合料的各项物理性能符合我国规定的路用浙青混合料性能指标，适合大规模的生产应用， 同时本发明还具有如下技术效果：
[0022] (1)、实现了浙青的废橡塑改性，因直接与浙青混合料进行拌合，不用考虑改性浙 青的反复热储存问题，减少了废橡塑改性浙青的离析问题，减少了与浙青配伍性选择问题。
[0023] (2)、本发明制备的改性浙青胶结颗粒，制备方法简单易实现，不需要额外的改性 浙青设备不需专门存放浙青罐及输送管道等装备，运输使用方便，不必担心施工过程中浙 青的存放问题。
[0024] (3)、本发明中改性浙青胶结颗粒和浙青混合料的制备，减少了浙青反复多次加 热、老化，也降低了能源消耗，减少了废橡塑材料改性浙青过程中的二次污染。
[0025] (4)、本发明中将废旧塑料、橡胶粉与浙青等共炼，制备橡塑改性浙青胶结颗粒，直 接在浙青混合料拌合锅中拌合，使用方便，不但克服了浙青难运输的难题，而且解决了废旧 橡塑材料改性浙青不稳定的瓶颈问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0026] 图1是本发明中改性浙青胶结颗粒及浙青混合料的制备方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0028] 本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的 替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子 而已。
[0029] 如图1所示为本明中改性浙青胶结颗粒的制备方法及其用于制备改性浙青混合 料的制备工艺流程图，包括如下工艺步骤：
[0030] 步骤A、将重量百分数为5-20%的废旧塑料、3-30%的废旧橡胶、60-90%的基质 浙青和2-10%的填料送入捏合混炼设备，混炼捏合后挤出熔融混合物，将得到的熔融混合 物送入水中造粒设备，冷却和造粒后得到改性浙青胶结颗粒；
[0031] 步骤B、将步骤A中得到是改性浙青胶结颗粒部分或全部取代普通浙青，投放到浙 青混合料拌合锅中直接制备改性浙青混合料。
[0032] 本发明在改性浙青胶结颗粒的制备过程中，采用捏合机共混和水中造粒的方法， 其中，捏合混炼设备可以是由混炼室和一对转子组成的设备，具有加热控温装置，其下部具 有螺杆挤出机和水冷却装置。水中造粒设备由经单螺杆稳定输送物料，机头为埋在水中的 切粒装置构成。
[0033] 本发明将通过实施例并结合表格来说明该改性浙青胶结颗粒用于制备改性浙青 混合料的特点和优势。
[0034] 实施例1至5 :
[0035] 表1.实施例1-5中不同改性浙青胶结颗粒的配方
【权利要求】
1. 一种改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述改性浙青胶结颗粒包含组分和重量百分 数为5-20%的废旧塑料、3-30%的废旧橡胶、60-90%的基质浙青和2-10%的填料。
2. 根据权利要求1所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述改性浙青胶结颗粒 包含组分和重量百分数为5-18 %的废旧塑料、17-21 %的废旧橡胶、66-82 %的基质浙青和 2-9 %的填料。
3. 根据权利要求1所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述基质浙青为重交浙青， 重交浙青的标号范围为70-110号。
4. 根据权利要求1所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述废旧塑料由一种或多 种熔融温度低于180°C的废旧塑料组成。
5. 根据权利要求4所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述熔融温度低于180°C的 废旧塑料为聚乙烯、聚苯乙烯或聚丙烯。
6. 根据权利要求1所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述废旧橡胶是一种将废 旧橡胶粉碎磨制的粉末，细度为20-100目。
7. 根据权利要求1所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述填料是一种矿粉，主要 成分为碳酸钙和消石灰。
8. 根据权利要求7所述的改性浙青胶结颗粒，其特征在于：所述碳酸钙和消石灰的粒 径小于75微米。
9. 一种根据权利要求1-8中任一所述的改性浙青胶结颗粒的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括如下工艺步骤： 步骤A、将重量百分数为前述限定的废旧塑料、废旧橡胶、基质浙青和填料送入捏合混 炼设备，捏合混炼设备中的温度范围为100-150°C，充分混炼捏合后经螺旋输送排至螺杆挤 出机，挤出熔融混合物； 步骤B、将步骤A中得到的熔融混合物送入水中造粒设备，冷却和造粒后得到改性浙青 胶结颗粒。
10. -种根据权利要求1-8中任一所述的改性浙青胶结颗粒的应用，其特征在于：用于 制备浙青混合料，所述浙青混合料的制备方法为将改性浙青胶结颗粒部分或全部取代普通 浙青，投放到浙青混合料拌合锅中直接制备浙青混合料。
【文档编号】C08L95/00GK104403333SQ201410629874
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】汪红兵, 王仕峰 申请人:汪红兵