具有蜡添加剂的聚合物改性沥青制造技术

一种形成并使用蜡来改性沥青的改进的方法。该方法包括：(a)选取固体聚合材料，(b)在挤出机中加热固体聚合材料以产生熔融的聚合材料，(c)过滤熔融的聚合材料，(d)将熔融的聚合材料放置在反应器中通过化学解聚工艺以产生解聚的聚合材料，和(e)将解聚的材料添加到预蜡混合物中以产生聚合物改性沥青。与控制制剂改性的沥青相比，蜡的添加减少了实现改善的聚合物分散所需的混合时间并降低了纯沥青的黏度。蜡的预聚合物添加对所得到的改性沥青的大多数性质是有害的。后聚合物添加改善了黏度减小量，更高的软化点和改善的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有蜡添加剂的聚合物改性沥青
本专利技术涉及一种由再生塑料材料制备合成蜡的方法，并且使用该蜡作为在沥青加工和改性中的添加剂。
技术介绍
沥青加工和改性中的添加剂是常见的。然而，使用蜡来改善屋顶沥青(也称为助溶剂)的物理性能和加工性能，并未在很大程度上使用。最近，已经进行了相当大的努力来将聚合固体废物转化为有用的产品。现有的转换过程效率不高，并且可能将温室气体释放到环境中。生产蜡的低成本方法可用于实现聚合物改性沥青的加工性能的改善和更理想的物理特性，同时确保沥青和聚合物添加剂的良好共混，这在商业上是有利的。这种方法理想地使用易于获得的廉价原料，优选可再循环使用的材料，并使用经济的工艺。
技术实现思路
通过形成蜡并使用蜡来改性沥青的方法克服了生产添加剂改性沥青的常规方法的缺点。该工艺包括：(a)选取固体聚合材料；(b)在挤出机中加热固体聚合材料以产生熔融的聚合材料；(c)过滤熔融的聚合材料；(d)将熔融的聚合材料在反应器中进行化学解聚工艺，以产生解聚的蜡材料；(e)将解聚的蜡材料添加到预蜡混合物中以制备聚合物改性沥青。本方法可以是连续的或半连续的。在本方法中，聚合材料可以是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丙烯中的一种或更多种。聚合材料可含有再生塑料。在优选方法中，聚合材料和预蜡沥青共混物含有再生塑料。本方法还可以包括：(f)过滤固体聚合材料。本方法还可以包括：(f)冷却解聚的聚合材料。本方法还可进一步包括：(g)纯化解聚的聚合材料。纯化步骤可使用闪蒸分离、吸收床、粘土抛光和薄膜蒸发器中的一种。在本方法中，优选经由管线泵将解聚的材料添加到预蜡沥青共混的混合物中。预蜡混合物可包括固体聚合材料和无规立构聚丙烯。本方法还可包括：(f)使用在解聚的聚合材料的纯化期间产生的气体和油作为用于该方法的至少一个步骤的燃料。过滤可使用网筛更换器和过滤床中的一种。在优选方法中，解聚工艺优选使用催化剂。优选的催化剂使用沸石或氧化铝载体。在优选方法中，解聚工艺使用第二反应器。该反应器可串联连接并且可以竖直堆叠。该反应器中的一个或更多个可包括静态混合器。附图说明图1是示出用于制备蜡并将其用作沥青改性中的添加剂的工艺的流程图。图2是用于由塑料原料生产蜡的系统的示意图。图3是具有可移除的静态混合器的催化反应器的横截面侧视图，该静态混合器被配置成经由热流体/熔盐加热。图4是图3所示类型的一组并联布置的催化反应器的横截面正视图。图5是图4的并联的催化反应器装置的横截面侧视图，该并联的催化反应器装置以水平构造示出。图6是竖直式螺旋内催化反应器装置的横截面侧视图，该竖直式螺旋内催化反应器装置具有两个串联连接的反应器。图7是具有内螺旋混合器的水平式反应器的立体图。图8是示出用于控制制剂、蜡共混制剂1和蜡共混制剂2在紫外(UV)光照射下的聚合物荧光的显微照片的表。图9是示出用于控制制剂、蜡共混制剂1和蜡共混制剂2在80℃储存24小时的25cm×25cm的样品的线性尺寸变化的一组照片。图10是用于控制制剂、蜡共混制剂1和蜡共混制剂2的风化板的一组照片。图11是示出控制制剂，蜡共混制剂3(预聚合物添加)和蜡共混制剂3(后聚合物添加)在紫外(UV)光照射下的聚合物荧光的显微照片的表。图12是示出用于控制制剂、蜡共混制剂3(预聚合物添加)和蜡共混制剂3(后聚合物添加)在80℃储存24小时的25cm×25cm的样品的线性尺寸变化的一组照片。图13是示出用于控制制剂蜡共混制剂3(预聚合物添加)和蜡共混制剂3(后聚合物添加)在80℃储存24小时的25cm×25cm的样品的线性尺寸变化的一对照片。图14是用于控制制剂，蜡共混制剂3(预聚合物添加)和蜡共混制剂3(后聚合物添加)的风化板的一组照片。图15是用于蜡共混制剂3(预聚合物添加)和蜡共混制剂3(后聚合物添加)的污染指数测试(ASTMD2746)的结果的一对照片。具体实施方式下面描述将聚合材料(例如废聚合材料)转化成蜡的工艺。然后可以使用蜡来对沥青改性。蜡与各种各样的沥青添加剂是相容的，并且可以与通常用于改善沥青质量的各种材料组合。在一些实施例中，蜡的添加改善了聚合物改性沥青的加工性能和物理性能，包括：·减少获得聚合物的最佳或接近最佳的分散的共混时间，从而提高吞吐量；·通过降低的混合刚度和增加的润滑性，实现更多的再生沥青(RAP)和再生沥青瓦(RAS)的装载；和·压实和材料处理。在其它或相同的实施例中，蜡的添加改善了最终沥青产品的物理特性。得到的最终产品可具有与其未改性的形式不同的各种性能。在一些实施例中，该性能尤其包括改善的测力延度、提高的软化点、热稳定性、改善的聚合物分散性和黏度。在一些实施例中还观察到弹性体性能和变形能的改善。本方法涉及两个主要概念：(1)通过塑料的解聚制备合成蜡，然后(2)将该蜡添加到聚合物改性沥青中。在一些实施例中，用于生产合成蜡的塑料原料与用于生产聚合物改性沥青的原料相同。图1示出了用于制备合成蜡然后使用这些蜡来生产聚合物改性沥青的工艺600。该工艺600可分批进行，但更优选为连续工艺。可以改变工艺600的参数，包括但不限于温度、塑料的流速和预热区段、反应区段或冷却区段的总数量，以产生不同分子量和结构性能的最终产品。例如，通过蜡制备阶段2000升高温度和/或降低流速将产生较小分子量的蜡。蜡制备阶段2000允许特定的蜡特性的精确目标选定，例如将共混的预期效果最大化的蜡特性。在材料选取阶段1中，选取和/或准备处理聚合物原料。在一些实施例中，分类/选取的聚合物进料包括聚乙烯材料。聚合物可以是HDPE、LDPE、LLDPE或其它的聚乙烯变体。在其它实施例中，分类/选取的聚合物进料包括聚丙烯材料。在其它实施例中，分类/选取的聚合物进料包括聚乙烯和聚丙烯材料。在一些实施例中，进料可含有高达20％的聚丙烯、低含量的聚苯乙烯、PET、EVA、PVC、EVOH和不想要的添加剂和/或污染物，例如填料、染料、金属、各种有机添加剂和无机添加剂、水分、食物垃圾、污垢或其它污染颗粒。在一些实施例中，在材料选取阶段1中选取的材料包括再生塑料。在其它或相同的实施例中，在材料选取阶段1中选取的材料包括再生塑料和/或未使用过的塑料。用于材料选取阶段1的聚合物进料可来自塑料进料A1或塑料进料A2。当进料来自塑料进料A2时，当该聚合物原料从塑料进料A2添加更多塑料以生产成品沥青E时，所得的蜡将具有类似的成分。这导致更均匀的产品，该产品具有改善的高温热和结构性能。在一些实施例中，在材料选取阶段1中选取的材料在挤出机中被加热并进行预过滤工艺3。在一些实施例中，挤出机用于增加进入的塑料的温度和/或压力并且被用于控制塑料的流速。在一些实施例中，挤出机由泵/热交换器组合来补充或整个替换。预过滤工艺3可利用网筛更换器和过滤床两者以及其它过滤技术/装置来从被加热的材料中去除污染物并纯化被加热的材料。然后将得到的被过滤的材料移入可选的预热阶段4，该预热阶段4在被过滤的材料进入解聚阶段5之前将其处于更高的温度。在其它装置和技术中，预热阶段4可使用静态和/或动态的混合器和热交换器，例如内部翅片和热管。解聚阶段5中的材料进行解聚。该解聚可以是纯热反应，或者该解聚可使用催化剂。取决于起始材料和所需的最终产品，解聚可用于起始材本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成蜡并使用所述蜡来改性沥青的方法，该方法包括：(a)选择固体聚合材料；(b)在挤出机中加热所述固体聚合材料以产生熔融的聚合材料；(c)过滤所述熔融的聚合材料；(d)将所述熔融的聚合材料放置在反应器中通过化学解聚工艺以产生解聚的蜡材料；(e)将所述解聚的蜡材料添加到预蜡混合物中以制备聚合物改性沥青。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.13 US 62/295,0351.一种用于形成蜡并使用所述蜡来改性沥青的方法，该方法包括：(a)选择固体聚合材料；(b)在挤出机中加热所述固体聚合材料以产生熔融的聚合材料；(c)过滤所述熔融的聚合材料；(d)将所述熔融的聚合材料放置在反应器中通过化学解聚工艺以产生解聚的蜡材料；(e)将所述解聚的蜡材料添加到预蜡混合物中以制备聚合物改性沥青。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法是连续的或半连续的。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合材料是高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丙烯中的一种或更多种。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合材料含有再生塑料。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合材料和所述预蜡混合物含有再生塑料。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：(f)过滤所述固体聚合材料。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：(f)冷却所述解聚的聚合材料。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：(g)纯化所述解聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：多梅尼克·迪莫纳德，克里斯·贵伦，
申请(专利权)人：绿色颂歌再生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA