废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种改性沥青及其制备工艺。更具体地说，本发明涉及一种废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]目前，随着交通量的不断加大和重载车辆的不断增多，一些沥青路面在正式开放交通后不久就出现了车辙、裂缝、坑槽等不同程度的早期损害，这不但造成了很大的经济损失，也给行车舒适性和行车安全性带来了较大隐患。因此，道路交通的发展对沥青路面的使用性能提出了更高要求，这使得普通沥青混合料很难满足沥青路面的使用要求。
[0003]改性沥青是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或者其他材料等改性剂，使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。长期以来，国内外众多学者一直致力于在沥青中掺加改性剂的研究。目前，常用的沥青改性剂有以下几类:热塑性弹性体(SBS、SEBS)、橡胶(SBR、CR)、热塑性树脂(APP、PE、EVA)等。大量的研究及工程实践表明，使用改性沥青可以显著地提髙沥青路面使用性能、减轻路面早期病害、降低运营成本，同时能够延长道路维修周期和路面使用寿命，并减少路面经常性的重建带来的经济损失。因此，目前国内外高等级沥青路面已经基本上采用改性沥青。使用改性沥青成为路面发展的必然趋势。
[0004]另一方面，随着汽车工业和石化工业的发展，我国每年都产生大量的废旧轮胎橡胶和废旧塑料颗粒，而回收利用率只有30%，大量的废旧橡胶和废旧塑料颗粒带来了严重的环境问题，如果能够变废为宝，将废旧橡胶制品和废旧塑料颗粒制品合理有效的再利用，既能减轻环境污染，又能促进橡胶工业和废旧塑料颗粒工业的健康发展，将是一个两全其美的方法。
[0005]橡胶沥青在改善路面抗疲劳、耐久性、低温抗裂、阻止裂缝扩展、降噪等方面作用显著，但对路面高温抗车辙性能改善较差，塑料改性沥青则相反，它对沥青低温性能无明显改善，但可显著提高沥青的高温性能，因此塑料为结晶体，低温时晶格取向有序，致使沥青低温变形能力较差，造成低温开裂。橡胶改性沥青和塑料改性沥青均存在着一定的问题，因此可将橡胶和塑料通过加工手段共混在一起后，再对沥青进行改性。近年来，橡塑高分子合金改性沥青的研究火热，但仍然存在着一些问题:
[0006]橡塑共混就是橡胶和废旧塑料颗粒通过特定的加工手段和方法使它们混合在一起，而兼具橡胶和废旧塑料颗粒的双重特性的共混材料。共混物中的两相仍然保持各自特性，共混之后也没有新的物质产生，只是两相界面处形成结合，体现出彼此性能互补，也被称为“高分子合金”。性能互补，保持橡塑各自的优点，从而弥补彼此的不足，利用两种材料的价差来降低成本，橡胶的加工性能明显不如废旧塑料颗粒，而当与某些废旧塑料颗粒共混后，则可大幅度提高其流动性，降低能耗，废旧塑料颗粒通过与橡胶共混后也可获益，增加其弹性和抗冲击性，减缓低温下的脆变和折裂，但由于橡胶的硫化温度和废旧塑料颗粒的加工温度存在差异，橡胶废旧塑料颗粒二者存在着相容性的问题；
[0007]用废旧橡塑高分子合金改性沥青时，废旧橡塑高分子颗粒吸收沥青内的轻质油分而溶胀，由原来的紧密结构变成相对疏松的絮状结构，制成后的溶胀胶粉能够比较均匀的悬浮分散在沥青中，形成一个黏度很大的半固态连续相体系，但是在改性沥青的存储过程中，橡塑改性剂和沥青可能会发生沉降现象，分子量较大的橡塑改性剂将团聚在一起，造成与沥青发生分层，影响铺路效果。
[0008]鉴于以上描述，本发明提供了一种能改善沥青性能的废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青及其制备工艺。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0010]本发明还有一个目的是提供一种废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青。
[0011]本发明还有一个目的是提供一种废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青的制备工艺。
[0012]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青，包括以下重量份数的组分:
[0013]基质沥青80?100份、橡塑高分子合金改性剂10?20份、相容剂5?10份、矿物纤维5?15份、和稳定剂O?I份；
[0014]其中，所述橡塑高分子合金改性剂是由以下重量份数的原料共混而成:废旧轮胎橡胶粉50?80份、废旧塑料颗粒20?50份、乳化剂I?5份、交联剂2?5份、石蜡3?5份、橡胶除味剂0.2?1.5份、和塑料除味剂0.05?0.15份。
[0015]优选的是，其中，包括以下重量份数的组分:
[0016]基质沥青100份、橡塑高分子合金改性剂12份、相容剂7份、矿物纤维10份、和稳定剂0.4份；
[0017]其中，所述橡塑高分子合金改性剂是由以下重量份数的原料共混而成:废旧轮胎橡胶粉65份、废旧塑料颗粒40份、乳化剂2份、交联剂3份、石蜡3份、橡胶除味剂0.8份、和塑料除味剂0.08份。
[0018]优选的是，其中，所述废旧轮胎橡胶粉是废旧轮胎通过粉碎得到的粒径为40?60目的橡胶粉末；
[0019]所述废旧塑料颗粒是废旧塑料经过粉碎得到的粒径为70?100目的塑料颗粒。
[0020]优选的是，其中，所述稳定剂为硫磺粉。
[0021]优选的是，其中，所述乳化剂为硬脂酸聚氧乙烯酯、烷基苯磺酸钠或脂肪酸聚氧乙烯酯中的一种或多种。
[0022]优选的是，其中，所述交联剂为过氧化二异丙苯。
[0023]优选的是，其中，所述基质沥青为50?90号沥青。
[0024]8、一种废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤:
[0025]步骤一、以废旧轮胎和废旧塑料为原料，通过粉碎分别制备粒径为40?60目的废旧轮胎橡胶粉和粒径为70?100目的废旧塑料颗粒，并对粉碎后的废旧轮胎橡胶粉进行预处理；
[0026]步骤二、按重量份数计，将50?80份预处理后的废旧轮胎橡胶粉、3?5份石蜡和0.2?1.5份橡胶除味剂在单螺杆挤压机上加热到230?250°C，待所述废旧轮胎橡胶粉完全软化后，再顺序加入I?5份乳化剂、2?5份交联剂、20?50份废旧塑料颗粒和0.05?0.15份塑料除味剂，挤出造粒，制备橡塑高分子合金改性剂；
[0027]步骤三、将80?100份基质沥青在转速为3500?4000r/min高速剪切机上加热至170?180°C，剪切0.5h后加入5?10份相容剂，然后将10?20份橡塑高分子合金改性剂和5?15份矿物纤维依次逐渐加入到基质沥青中，剪切1.5h，再加入O?I份稳定剂，剪切0.5h后，得到混合物；
[0028]步骤四、采用空气冷却降温方法将所述混合物进行冷却，得到废旧橡塑高分子合金稳定型橡胶改性沥青；
[0029]其中，所述冷却具体包括:第一阶段:降温至100?120°C，冷却速度为2°C /min，保持温度30?60min ;第二阶段:降温至70?80°C，冷却速度为3°C /min，保持温度20?40min ;第三阶段:降温至45?50°C，冷却速度为4°C /min，保持温度15?30min ;第四阶段:空气中冷却至室温，冷却速度为4°C /h。
[0030]优选的是，其中，所述步骤一中，对所述废旧轮胎橡胶粉进行预处理具体为:
[0031]将粉碎后的废旧轮胎橡胶粉在75°C下干燥1.5h，依次用浓度为0.2mol/L的硝酸和浓度为0.5mol/L的硫酸对干燥后的废旧轮胎橡胶粉进行浸泡，其浸泡时间均为20?30min，获得预处理后的废旧轮胎橡胶粉。
[0032]本发明至少包括以下有益效果:
[0033]1、本发明以废旧橡胶和废旧塑料为原料，通过共混工艺，制备出橡塑高分子合金改性剂，从而对基质沥青进行改性，极大的提高了沥青的各方面的性能，且减小了环境污染，实现了资源的回收利用。
[0034]2、本发明提供的改性沥青组分中的相容剂能够促使橡塑合金改性剂在沥青中分散均匀，但相容剂和橡塑合金改性剂之间仅仅是一种物理作用，相互间的作用力较弱，在长期的储存过程中，橡塑改性沥青有可能发生离析，加入稳定剂和矿质纤维后可稳定橡塑合金改性剂在沥青中的分散，适当阻止橡塑合金和沥青相分离，同时，组分中的矿质纤维可提高改性沥青的高温稳定性、抗剥落性