一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种废胶粉的苯乙烯‑马来酸酐共聚接枝改性工艺，具体步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的引发剂和表面改性剂，恒温搅拌1‑12小时，温度为50‑90℃，引发剂用量占胶粉质量的1.7％‑10％，表面改性剂用量为胶粉质量的1％‑300％。将接枝胶粉作为沥青改性剂通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，以调控改性沥青性能。该方法操作简单，成本低廉，并且能够有效调控胶粉改性沥青的针入度、延度、软化点等主要性能。

Graft copolymerization of styrene maleic anhydride onto waste rubber powder

【技术实现步骤摘要】
一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺
本专利技术涉及一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺。具体地说是采用聚合接枝的方法将苯乙烯-马来酸酐共聚物接枝到废轮胎胶粉表面，以调控胶粉改性沥青性能的工艺技术。
技术介绍
伴随我国公路系统蓬勃发展，私家车数量持续增加，废轮胎产量也迅猛攀升。据统计，在全球范围内每年产生近15亿条废弃轮胎。我国2015年废轮胎产量约3.3亿条，折合重量1200万吨，成为全球废旧轮胎产量最高的国家。废旧轮胎对自然生态环境造成的“黑色污染”，使环境负担加重。而我国橡胶消耗量大，橡胶资源匮乏，因此，提高对废旧轮胎资源的综合利用率成为一个亟待解决的课题。将石油沥青用作道路铺装材料有着悠久的历史，但是随着交通运输量的增大，人们对于路面性能提出了更高的要求。研究表明，沥青中掺入废轮胎胶粉进行改性，可以大批量消耗废旧轮胎，减轻废轮胎堆积对环境造成的压力；能够提高沥青的高温稳定性、低温抗裂性、抗老化和耐久性，并且能够有效降低路面噪音，减少路面反光，提高路面防滑效果，引起了人们的普遍关注。同时用废轮胎胶粉替换高成本的SBS沥青改性剂，减少铺路成本，因此道路修筑采用胶粉改性沥青极具发展潜力。但由于胶粉与沥青相容性差等因素，限制了胶粉改性沥青的应用。通过将苯乙烯-马来酸酐共聚物接枝到废轮胎胶粉表面，能够在胶粉与沥青之间形成类似于SBS改性沥青的表面网状结构，从而提高胶粉改性沥青的性能。
技术实现思路
本专利技术提供一种简便、易于工业应用的废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺。本专利技术采用的技术方案为：废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的引发剂和表面改性剂，恒温搅拌1-12小时，温度为50-90℃，引发剂用量占胶粉质量的1.7％-10％，表面改性剂用量为胶粉质量的1％-300％。反应结束后，将废轮胎胶粉抽滤、洗涤、烘干、称重，测得质量接枝率，制得接枝胶粉。将接枝胶粉通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，并检测其主要性能指标。所述引发剂为过氧苯甲酰，用量为苯乙烯用量的1.7％-10％。所述表面改性剂为苯乙烯-马来酸酐共聚物，用量为胶粉质量的1％-300％。所述反应温度为50-90℃。所述质量接枝率＝(接枝后胶粉质量-接枝前胶粉质量)/接枝前胶粉质量。所述废轮胎胶粉的粒径为40目，胶粉来源为废轮胎粉碎。所述反应时间为1-12小时。所述基质沥青为道路沥青。所述废轮胎胶粉改性沥青湿法改性工艺的技术流程图见图。所述沥青主要性能指标包括25℃针入度、5℃延度、软化点。25℃针入度是表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力，反映在一定条件下沥青的相对黏度的指标。5℃延度表示沥青抗张拉强度，延度越大，低温性能越好；软化点表示高温稳定性能，软化点越大，高温稳定性能越好。本专利技术具有如下优点：1.通过聚合接枝的方法实现对废轮胎胶粉的表面改性。采用苯乙烯-马来酸酐共聚物为接枝单体，过氧化苯甲酰为引发剂，在一定温度下将苯乙烯-马来酸酐共聚物接枝到废轮胎胶粉表面。将接枝后的胶粉应用于改性沥青，可使胶粉与沥青之间形成类似于SBS改性沥青的表面网状结构，使胶粉与沥青稳定相容，从而提高改性沥青的性能和稳定性。2.调控胶粉改性沥青的性能指标。通过在胶粉表面接枝不同极性的苯乙烯-马来酸酐聚合物链段，调控胶粉与沥青的相容性，从而实现改性沥青25℃针入度、5℃延度和软化点的调控。3.易于操作和工业化应用。本专利技术所采用的处理工艺简单，成本低廉，易于操作，可实现工业化应用。附图说明图1是湿法改性工艺图。具体实施方式下面通过实施例进一步描述本专利技术的特征，但本专利技术并不局限于下述实例。实施例1将100g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰、25g过硫酸铵和50％比例的苯乙烯-马来酸酐共聚物分散于1250mL水中，在90℃恒温搅拌下反应2.5小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80℃烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为3.55％。将改性胶粉与70号基质沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，测定改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。测得25℃针入度为39(0.1mm)，5℃延度为6.0(cm)，软化点为61.8(℃)。实施例2将100g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰、25g过硫酸铵和100％比例的苯乙烯-马来酸酐共聚物分散于1250mL水中，在90℃恒温搅拌下反应2.5小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80℃烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为5.60％。将改性胶粉与70号基质沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，定改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。测得25℃针入度为45(0.1mm)，5℃延度为8.4(cm)，软化点为63.5(℃)。实施例3将100g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰、25g过硫酸铵和70％比例的苯乙烯-马来酸酐共聚物分散于1250mL水中，在90℃恒温搅拌下反应2.5小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80℃烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为1.90％。将改性胶粉与70号基质沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，测定改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。测得25℃针入度为36(0.1mm)，5℃延度为6.5(cm)，软化点为61.9(℃)。实施例4将100g废轮胎胶粉、5g过氧化苯甲酰、25g过硫酸铵和90％比例的苯乙烯-马来酸酐共聚物分散于1250水中，在90℃恒温搅拌下反应2.5小时。对反应后的废轮胎胶粉进行过滤、洗涤，80℃烘干至质量恒定，制得改性胶粉。测得胶粉质量接枝率为5.20％。将改性胶粉与70号基质沥青通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，测定改性沥青的25℃针入度、5℃延度和软化点。测得25℃针入度为39(0.1mm)，5℃延度为6.4(cm)，软化点为63.5(℃)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺，具体步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的引发剂和表面改性剂，恒温搅拌1-12小时，温度为50-90℃，引发剂用量占胶粉质量的1.7％-10％，表面改性剂用量为胶粉质量的1％-300％。反应结束后，测定质量接枝率，制备改性沥青，测定主要性能指标。/n

【技术特征摘要】
1.一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共聚接枝改性工艺，具体步骤包括：将废轮胎胶粉分散在水中，加入一定量的引发剂和表面改性剂，恒温搅拌1-12小时，温度为50-90℃，引发剂用量占胶粉质量的1.7％-10％，表面改性剂用量为胶粉质量的1％-300％。反应结束后，测定质量接枝率，制备改性沥青，测定主要性能指标。


2.一种如权利要求1所述工艺制备的接枝胶粉。


3.一种改性沥青的制备工艺，将权利要求2所述的接枝胶粉通过湿法改性工艺制备胶粉改性沥青，并检测其主要性能指标。


4.一种如权利要求3所述工艺制备的改性沥青。


5.根据权利要求1所述一种废胶粉的苯乙烯-马来酸酐共...

【专利技术属性】
技术研发人员：于凯，宋佳琪，刘双喜，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12