橡胶沥青改性剂、改性沥青、沥青混合料及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及道路工程领域，具体提供一种橡胶沥青改性剂、改性沥青、沥青混合料及其制备和应用。该橡胶沥青改性剂包括或由以下原料组成：废轮胎橡胶粉、脂肪醇、催化剂、吸附剂和增塑剂，其中，所述废轮胎橡胶粉占原料总量的65‑80wt％。利用本发明专利技术的改性剂生产橡胶沥青时，可减少硫化氢、二氧化硫等有害气体的释放量，降低臭气排放浓度；并且利用本发明专利技术所述改性沥青生产沥青混合料时同样可有效减少硫化氢、二氧化硫的释放量，降低臭气排放浓度，从而实现橡胶沥青混合料的环保生产。

Rubber asphalt modifier, modified asphalt, asphalt mixture and their preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
橡胶沥青改性剂、改性沥青、沥青混合料及其制备和应用
本专利技术涉及道路工程领域，具体涉及橡胶沥青改性剂、改性沥青、沥青混合料及其制备和应用。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。利用废橡胶轮胎粉与石油沥青加工的橡胶沥青所具有的高温抗车辙、低温抗开裂、抗疲劳、耐老化等良好路用性能，已被国内外大量的工程实例所证明，在世界许多国家得到推广应用。橡胶沥青不仅可为道路工程建设提供优质的建设材料，节省石油沥青资源，还可以解决废橡胶轮胎“变废为宝”的固废消化渠道，因此以轮胎胶粉生产橡胶沥青用于修筑公路具有良好经济效益和社会效益。但是，专利技术人发现，橡胶沥青是优质的“资源循环利用”筑路材料，但对环境却不“友好”，由于橡胶沥青生产时轮胎胶粉中橡胶烃高温降解脱硫，释放出大量具有特殊臭味的硫化物气体，如硫化氢、二氧化硫、小分子硫醇及硫醚等有害气体，传统的橡胶沥青生产工艺已经不符合工业废气排放环保要求，污染环境，甚至造成操作工硫化氢中毒事故，严重危害操作人员的身体健康和装置的正常生产。另外，专利技术人还发现，由于橡胶沥青粘度大，使用温度高，在高温下橡胶沥青混合料的拌和与摊铺同样会释放出大量硫化氢、二氧化硫及小分子硫醇硫醚等有害气体，气味特臭刺鼻，污染环境，危害操作人员的身体健康，响橡胶沥青的生产和应用。
技术实现思路
因此，本专利技术针对生产橡胶沥青时存在臭味大、硫化氢、二氧化硫等有害气体排放量高、环境污染严重等缺点，提供了一种橡胶沥青改性剂、及由此改性剂制备得到的改性沥青和沥青混合料及相应的制备方法和应用。利用本本专利技术所述的橡胶沥青改性剂生产橡胶沥青时，可减少硫化氢、二氧化硫等有害气体的释放量，降低臭气排放浓度；利用本专利技术的橡胶沥青(改性沥青)生产沥青混合料时同样可有效减少硫化氢、二氧化硫的释放量，降低臭气排放浓度，从而实现橡胶沥青混合料环保生产；同时沥青混合料具有更为优异的路用性能。具体地，本专利技术的技术方案如下所述：在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种橡胶沥青改性剂，其包括或由以下原料组成：废轮胎橡胶粉、脂肪醇、催化剂、吸附剂和增塑剂，其中，所述废轮胎橡胶粉占原料总量的65-80wt％。本专利技术对废轮胎橡胶粉中加入脂肪醇、催化剂、塑化剂、吸附剂等添加剂，进行高温塑化处理，使脂肪醇与橡胶烃中含硫基团发生化学反应，生成沸点更高、热稳定性更好的物质，将硫“锁在”塑化后的胶粉中，以上述原料得到的橡胶沥青改性剂(也称塑化胶粉)在生产橡胶沥青时，可减少硫化氢、二氧化硫等有害气体的释放量，降低臭气排放浓度，以及利用该改性剂或以改性剂为原料的橡胶沥青(或改性沥青)生产沥青混合料时同样可有效减少硫化氢、二氧化硫的释放量，降低臭气排放浓度，从而实现橡胶沥青混合料的环保生产，因此，本专利技术所述的橡胶沥青改性剂是一种环保的低臭度橡胶沥青改性剂。在本专利技术的一些实施方式中，所述橡胶沥青改性剂包括或由以下原料组成：65-80wt％废轮胎橡胶粉、10-15wt％脂肪醇、1.0-3.0wt％催化剂、6-12wt％吸附剂和1-7wt％增塑剂。在更优的实施方式中，本专利技术所述橡胶沥青改性剂由以下原料组成：65-75wt％废轮胎橡胶粉、10-15wt％脂肪醇、1.0-3.0wt％催化剂、10wt％吸附剂和5wt％增塑剂，其中，原料各组分用量之和为100％。在该比例配制的原料组成中，本专利技术的橡胶改性沥青在用于生产橡胶沥青或沥青混合料时，能够更好的降低生产工艺中有害气体的排放浓度，改善生产环境，并且制备得到的沥青混合料具有更好的高温稳定性和路用性能。在本专利技术的一些实施方式中，所述废轮胎橡胶粉为卡车废轮胎胎面胶磨成的30-40目胶粉；可以有效改善沥青的高温抗车辙、低温抗开裂、抗老化、抗疲劳性能，赋予沥青混合料优良的路用性能。其在改性剂中的用量控制在65-80wt％，尤其控制在67-74wt％时，最为优良。在本专利技术的一些实施方式中，所述脂肪醇为十六醇或十八醇，或者为十六醇和十八醇的任意比例混合物；在一定的温度下脂肪醇与胶粉(即橡胶粉)橡胶烃中的硫化物或巯基等含硫基团发生化学反应，生成沸点更高、热稳定性更好的有机硫化物，减少橡胶沥青生产时硫化氢、二氧化硫等有害气体的释放，降低臭气浓度。脂肪醇在改性剂中的用量控制在10-15wt％左右，以10wt％更优。专利技术人在研究中发现脂肪醇的加量越多除臭效果越好，但是剂量过多成本太高，改性剂性价比差，加量过少比如少于10wt％则除臭效果不明显。在本专利技术的一些实施方式中，所述催化剂为钨酸钾(K2WO4)，可以降低反应的活化能，降低反应温度，缩短反应时间，提高转化率。催化剂比较昂贵加量过多成本太高，加量太少影响化学反应进程，转化率低，除臭效果不明显，因此，本专利技术中钨酸钾在改性剂中的用量控制在1-3wt％，以1wt％更优。在本专利技术的一些实施方式中，所述吸附剂为古马隆树脂，其对小分子硫化物有一定的溶解和吸附作用，在改性剂中的用量控制在6-12wt％，尤其用量为10wt％时较优；另外古马隆树脂还可以防止塑化胶粉粘连。在本专利技术的一些实施方式中，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂，其作用是软化胶粉使其易于加工，增塑剂在改性剂原料中的控制量为1-7wt％，尤其为5wt％时效果最优。在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种制备上述第一方面中所述的橡胶沥青改性剂的方法，其包括：按比例将原料混合均匀后进行高温塑化处理，得到塑化胶粉即为橡胶沥青改性剂。原料组成如上述第一方面中所述。在本专利技术的实施方式中，所述高温塑化处理为在220-230℃的温度中塑化10-15min。在本专利技术的一些实施方式中，所述塑化在双螺杆机中进行，其制备过程包括：先按比例将各种材料通过固体粉料混合机混合均匀，然后将上述混合好的物料喂入双螺杆机，温度控制在220-230℃，并控制物料在螺杆中的塑化时间10-15分钟，以便脂肪醇反应完全，即可得到低臭度橡胶沥青改性剂。在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种改性沥青，其原料包括上述第一方面中所述的橡胶沥青改性剂。在一些实施方式中，所述改性沥青的原料包括或由橡胶沥青改性剂和石油沥青组成；其中，橡胶沥青改性剂的含量为20-30wt％。在本专利技术的一些实施方式中，所述橡胶沥青改性剂的用量为25w％，石油沥青的用量为75wt％。使用本专利技术所述橡胶沥青改性剂制备得到的改性沥青(橡胶沥青)在生产过程中对有害气体包括硫化氢、二氧化硫、臭气的排放量明显降低，并且生产得到的改性沥青具有较好的热储存稳定性。在本专利技术的第四方面，本专利技术提供了一种制备上述第三方面中所述的改性沥青的方法，其包括将沥青加热至180-190℃，搅拌下加入橡胶沥青改性剂，研磨即得。所述研磨方式可采用本领域常规的处理方式，比如通过胶体磨研磨。在本专利技术的第五方面，本专利技术提供了一种沥青混合料，其原料包含上述第一方面中所述的橡胶沥青改性剂或上述第三方面中所述的改性沥青。所述沥青混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种橡胶沥青改性剂，其包括或由以下原料组成：废轮胎橡胶粉、脂肪醇、催化剂、吸附剂和增塑剂，其中，所述废轮胎橡胶粉占原料总量的65-80wt％。/n

【技术特征摘要】
1.一种橡胶沥青改性剂，其包括或由以下原料组成：废轮胎橡胶粉、脂肪醇、催化剂、吸附剂和增塑剂，其中，所述废轮胎橡胶粉占原料总量的65-80wt％。


2.根据权利要求1所述的橡胶沥青改性剂，其特征在于，其包括或由以下原料组成：65-80wt％废轮胎橡胶粉、10-15wt％脂肪醇、1.0-3.0wt％催化剂、6-12wt％吸附剂和1-7wt％增塑剂；
优选地，所述橡胶沥青改性剂由以下原料组成：65-75wt％废轮胎橡胶粉、10-15wt％脂肪醇、1.0-3.0wt％催化剂、10wt％吸附剂和5wt％增塑剂，其中，原料各组分用量之和为100％。


3.根据权利要求1或2所述的橡胶沥青改性剂，其特征在于，所述废轮胎橡胶粉为卡车废轮胎胎面胶磨成的30-40目胶粉；
优选地，所述脂肪醇为十六醇或十八醇，或者为十六醇和十八醇的任意比例混合物；
优选地，所述催化剂为钨酸钾；
优选地，所述吸附剂为古马隆树脂；
优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂。


4.一种制备权利要求1至3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树文，王立志，曲恒辉，朱辉，张圣涛，赵品晖，徐强，任瑞波，王鹏，耿立涛，
申请(专利权)人：齐鲁交通材料技术开发有限公司，山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东;37