橡塑復合瀝青改性劑、橡塑復合改性瀝青及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種橡塑復合瀝青改性劑，其由下述重量份的組分組成：脫硫輪胎橡膠粉55-95份，聚烯烴塑料粒子0-40份，石油樹脂或低標號瀝青0-10份，穩定劑0-6份。本發明還提供了由所述改性劑制成的橡塑復合改性瀝青及其制備方法。本發明解決了現有技術中硫化輪胎膠粉加工性差，在瀝青中易下沉，高溫條件還會發生持續脫硫和降解作用，直接用于改性瀝青在儲存和使用過程中的物理和化學穩定性很差的問題。同時，所得的橡塑改性瀝青，能夠以接近或更低的成本，靈活的性能定制優勢，用于主流的瀝青混合料類型，如連續和間斷級配。
【專利說明】橡塑復合瀝青改性劑、橡塑復合改性瀝青及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及橡塑復合瀝青改性領域，具體涉及一種橡塑復合瀝青改性劑、改性瀝 青及其制備方法、及瀝青混合料。

【背景技術】
[0002] 輪胎橡膠路用技術。廢棄輪胎的回收利用是世界性難題，堆積、裂解煉油和燃燒均 會帶來環境問題，原質利用（橡膠制品或瀝青改性）一直是最可持續和綠色的消化途徑。輪 胎橡膠在路面工程中的應用，最早始于20世紀40年代的美國。經過50年的探索和發展， 在美國的亞利桑那、加州、德州、佛州和南非等國家和地區，橡膠瀝青已經成為最常用的道 路罩面材料之一。在葡萄牙、西班牙、澳洲、法國、巴西等國，也已展開相關應用。
[0003] 2004年，廣州金邦將現場生產橡膠瀝青（濕法）從美國首次全套引入，產業化推廣 距今已經近10年，其資源再生利用的社會意義和突出的抗裂和低噪聲等技術意義，已經得 到了全行業的認可。但是，現場濕法橡膠瀝青并未走進規模發展的通道，產業化困局有三： 一、無法用于常規混合料，用油量過高（高達8-10%)，混合料成本高。二是，技術體系與生 產供應體系均另起爐灶，與現有工業體系不兼容。三是，成品存儲不穩定、性質不穩定，依賴 嚴格的過程控制，質量監管難度大。另一方面，為了回避橡膠粉和塑料改性瀝青的穩定性問 題，發展了干法直投的技術路線。在局部地區或項目，橡膠和塑料干法改性技術也確實得 到了一定規模的應用。但是，干法技術路線也存在改性效能和效力有限，中間環節多難以監 管，銷售成本高等缺點，同樣也未能進入規模化通道。
[0004] 美國的應用情況也類似，一方面輪胎橡膠干法應用已經基本消失，另一方面濕法 橡膠瀝青的應用仍然局限在中西部偏南地區，總應用量變化不大。從2012年在慕尼黑召開 的AR2012橡膠瀝青國際會議（每3年一屆）和2013年底在南京召開的橡膠瀝青國際研討 會情況看，輪胎橡膠路用的發展方向已經明顯轉為集中供應的橡膠改性瀝青路線。橡膠顆 粒的細化和勻化、成品改性瀝青的儲存穩定性是這一發展方向的首要目標。除此以外，復合 改性、橡膠改性瀝青實現在連續式密級配的應用、橡膠改性瀝青用油量控制在現有常規水 平、混合料性能不低于現有水平也是輪胎橡膠路用突破規模化瓶頸的關鍵。目前，雖有材料 和工藝的局部突破見諸報道，但多集中在實現濕法橡膠瀝青的工廠化供應的工藝方面，尚 未見整體性突破輪胎橡膠用于連續式密級配瀝青混合料改性的瓶頸的嘗試。


【發明內容】

[0005] 為解決現有技術中存在的上述問題，本發明的一個目的是提供一種橡塑復合瀝青 改性劑，其由下述重量份的組分組成：脫硫輪胎橡膠粉55-95份，聚烯烴塑料粒子0-40份， 石油樹脂或低標號瀝青0-10份，穩定劑0-6份。
[0006] 優選的，所述橡塑復合瀝青改性劑由下述重量份的組分組成：脫硫輪胎橡膠粉 55-95份，聚稀徑塑料粒子5-40份，石油樹脂或低標號瀝青2-10份，穩定劑1-6份。
[0007] 所述的聚烯烴塑料粒子優選為聚乙烯粒子或聚丙烯粒子。聚乙烯流動溶值在 2-15g/10min，結晶度為40-70%。聚丙烯流動溶值在3-20g/10min，結晶度為30-50%。
[0008] 所述脫硫輪胎橡膠粉，是將廢舊輪胎橡膠粉碎后，在200-260°C進行脫硫制得的， 脫硫過程主動強制排除煙氣。
[0009] 所述穩定劑選自鄰苯二甲酸二甲酯、蓖麻油、石油磺酸鈉、苯乙烯、間-異丙烯 基_2、2_二甲基苯酰異氰酸酯、改性聚丙烯酸酯、環狀酸酐、惡唑啉、丙烯酸、環氧樹脂或具 有環氧基的化合物中的一種或多種的混合物；優選的，所述穩定劑包括下述重量份的組分： 鄰苯二甲酸二甲酯0-50份、蓖麻油0-10份、石油磺酸鈉0-15份、苯乙烯5-35份、間-異丙 烯基-20-35份、2-二甲基苯酰異氰酸酯0-40份、改性聚丙烯酸酯0-35份、環狀酸酐0-35 份、惡唑啉0-35份、丙烯酸0-35份、環氧樹脂或具有環氧基的化合物0-35份。進一步優選 為：鄰苯二甲酸二甲酯10-40份、石油磺酸鈉10-30份、苯乙烯5-25份、環狀酸酐5-20份。
[0010] 所述的石油樹脂，是石油裂解所副產的C5、C9餾份，經前處理、聚合、蒸餾等工藝 生產的一種熱塑性樹脂，軟化點為70-120°C。
[0011] 所述低標號瀝青，是指30#瀝青或固體瀝青，固體瀝青可以為石油煉制而成（如中 石化固體瀝青）或天然形成（湖瀝青或巖瀝青）。
[0012] 本發明所要解決的技術問題之二是提供了一種包含所述橡塑復合瀝青改性劑的 橡塑復合改性瀝青，其由下述重量份的組分組成：橡塑復合瀝青改性劑5-22份，SBS0-4 份，基質瀝青78-92份，硫磺0-0. 4份，輕質油分0-7份。
[0013] 優選的，所述橡塑復合改性瀝青，其由下述重量份的組分組成：橡塑復合瀝青改性 劑5-22份，SBS1-4份，基質瀝青78-92份，硫磺0. 1-0. 4份，輕質油分2-7份。
[0014] SBS為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物，其中苯乙烯與丁二烯的質量比為3 :7,分 子量為6萬?9萬。
[0015] 所述輕質油分，選自妥爾油、橡膠操作油、糠醛油、減壓渣油等。妥爾油又稱液體松 香，是從堿法（主要為硫酸鹽法）制木漿時所殘余的黑色溶液制得，主要用于肥皂、清漆、油 漆、油墨、潤滑劑、金屬加工用的油、消毒劑或膠粘劑等，主要成分是脂肪酸和松香酸。橡膠 操作油包括石蠟基油、環烷基油（環烷油）和芳香基油（芳烴油）等。糠醛油，即呋喃甲醛。 減壓渣油也稱減壓蒸餾渣油，從煉油廠減壓塔底抽出的殘渣油。
[0016] 所述基質瀝青為滿足JTG-F40要求的A類瀝青。
[0017] 本發明所要解決的技術問題之三是提供了一種包含所述橡塑復合瀝青改性劑的 橡塑復合改性瀝青的制備方法，其包括如下步驟：
[0018] (1)按配比稱取原料，混合后通過螺桿擠出機低溫擠出，通過剪切造粒得到橡塑復 合改性膠粒，制備橡塑復合瀝青改性劑；
[0019] (2)將步驟（1)得到的橡塑復合瀝青改性劑與SBS(如果有）混合均勻后，加入到 基質瀝青中，加入輕質油分（如果有），剪切；
[0020] (3)在高速分散機上攪拌發育，在攪拌開始后10分鐘內加入硫磺，制得橡塑復合 改性瀝青。
[0021] 優選的，
[0022] 步驟（1)中擠出機溫度為120_160°C;
[0023] 步驟⑵中剪切溫度為160-190 °C，剪切時間為20-40分鐘，剪切轉數為 3000-4000r/min；
[0024] 步驟（3)中攪拌發育時間為60-120min，轉數400?1000r/min。
[0025] 本發明制得的橡塑復合改性瀝青需滿足如下技術標準。瀝青混合料設計和性能， 要達到交通部標準《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG-F40)關于改性瀝青混合料技術要 求。
[0026] 表1關于改性瀝青混合料技術要求
[0027]

【權利要求】
1. 一種橡塑復合瀝青改性劑，其特征在于，由下述重量份的組分組成：脫硫輪胎橡膠 粉55-95份，聚稀徑塑料粒子0-40份，石油樹脂或低標號瀝青0-10份，穩定劑0-6份。
2. 如權利要求1所述的橡塑復合瀝青改性劑，其特征在于，由下述重量份的組分組成： 脫硫輪胎橡膠粉55-95份，聚烯烴塑料粒子5-40份，石油樹脂或低標號瀝青2-10份，穩定 劑1-6份。
3. 如權利要求1或2所述的橡塑復合瀝青改性劑，其特征在于，所述穩定劑選自鄰苯二 甲酸二甲醋、蓖麻油、石油磺酸鈉、苯乙烯、間-異丙烯基_2、2_二甲基苯酰異氰酸醋、改性 聚丙烯酸酯、環狀酸酐、惡唑啉、丙烯酸、環氧樹脂或具有環氧基的化合物中的一種或多種 的混合物。
4. 如權利要求3所述的橡塑復合瀝青改性劑，其特征在于，所述穩定劑包括下述重量 份的組分：鄰苯二甲酸二甲酯0-50份、蓖麻油0-10份、石油磺酸鈉 0-15份、苯乙烯5-35 份、間-異丙烯基-20-35份、2-二甲基苯酰異氰酸酯0-40份、改性聚丙烯酸酯0-35份、環 狀酸酐0-35份、惡唑啉0-35份、丙烯酸0-35份、環氧樹脂或具有環氧基的化合物0-35份； 優選為：鄰苯二甲酸二甲酯10-40份、石油磺酸鈉 10-30份、苯乙烯5-25份、環狀酸酐5-20 份。
5. -種橡塑復合改性瀝青，其特征在于，由下述重量份的組分組成：權利要求1-4中任 一項所述橡塑復合瀝青改性劑5-22份，SBS 0-4份，基質瀝青78-92份，硫磺0-0. 4份，輕 質油分0-7份。
6. 如權利要求5所述的橡塑復合改性瀝青，其特征在于，由下述重量份的組分組成：權 利要求1-4中任一項所述橡塑復合瀝青改性劑5-22份，SBS 1-4份，基質瀝青78-92份，硫 磺0. 1-0. 4份，輕質油分2-7份。
7. -種權利要求6所述的橡塑復合改性瀝青的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 按配比稱取脫硫輪胎橡膠粉、聚烯烴塑料粒子、石油樹脂或低標號瀝青、穩定劑，混 合后通過螺桿擠出機低溫擠出，通過剪切造粒，制備橡塑復合瀝青改性劑； (2) 將步驟（1)得到的橡塑復合瀝青改性劑與SBS混合均勻后，加入到基質瀝青中，再 加入輕質油分，剪切； (3) 在分散機上攪拌發育，加入硫磺，制得所述橡塑復合改性瀝青。
8. 如權利要求7所述的制備方法，其特征在于：步驟（1)中螺桿擠出機低溫擠出的溫 度為 120-160°C ; 步驟（2)中剪切溫度為160-190°C，剪切時間為20-40分鐘，剪切轉數為3000-4000r/ min ； 步驟（3)中攪拌發育時間為60-120min，攪拌轉數400?1000r/min。
9. 一種連續級配瀝青混合料，其特征在于由下述重量份的組分組成：礦質集料100份， 權利要求5或6所述橡塑復合改性瀝青4. 5-5. 5份。
10. -種間斷級配瀝青混合料，其特征在于由下述重量份的組分組成：礦質集料100 份，權利要求5或6所述橡塑復合改性瀝青5. 5-6. 5份。
【文檔編號】C08L53/02GK104448457SQ201410768132
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月12日 優先權日:2014年12月12日
【發明者】黃文元, 黃健 申請人:上海仁聚新材料科技有限公司