一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂及其制备工艺，属于道路工程新型材料技术领域，改性沥青用废旧橡胶低温融合剂以重量份数计，包括以下成分：低温改性剂20

【技术实现步骤摘要】
一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及道路工程新型材料
，具体为一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂及其制备工艺。

技术介绍

[0002]橡胶沥青热拌混合料具有路面降噪功能，其抗反射裂缝及抗疲劳能力为一般沥青及改性沥青的2到5倍，大大延长了路面的使用寿命，可降低工程成本。同时可耐极端气候，高温稳定性、低温抗裂性远优于一般沥青路面，还为处理废旧轮胎提供了永续路径；一般掺加比例为10％
‑
30％，具有可观的经济、环保和社会效益。
[0003]橡胶沥青的性能主要来自于橡胶与沥青的相互作用即溶胀效应，通常情况下，橡胶沥青热拌混合料必须在高温180℃及以上方可拌和均质，过高的施工温度易使沥青老化，排放的臭味烟气还会影响作业人员的身体健康，且橡胶溶胀性差，橡胶沥青中橡胶颗粒间缺乏有效黏结，容易产生离析现象，存放时间往往在24h以后分层就越来越明显，因而导致橡胶沥青及其混合料的性能离散性较大，不利于施工。
[0004]橡胶沥青属于热力学不相容体系，改善其稳定性需要采取搅拌、掺加稳定剂或偶联剂等，一般情况下沥青罐均带有加热搅拌功能，本专利技术旨在通过掺加一种低温融合剂改变现有橡胶沥青加工工艺，该低温融合剂具备既能亲和橡胶，又能亲和沥青，能把溶胀了的废橡胶粉在较低的温度下(温度不超140℃)拌和到沥青里面去，同时能够形成单一相结构的路面建造材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种可以使橡胶在较低温度下与沥青拌合的改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，以及提供一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂的制备工艺。
[0006]为了解决上述技术问题，一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，以重量份数计，包括以下成分：低温改性剂20
‑
30份、增塑剂15
‑
20份、环烷油18
‑
22份、棉籽油25
‑
30份、稳定剂1
‑
3份、交联剂3
‑
7份、无机盐2
‑
4份，所述的低温改性剂为异丁酸辛酯。
[0007]优选的，以重量份数计，包括以下成分：低温改性剂25份、增塑剂18份、环烷油20份、棉籽油27份、稳定剂2份、交联剂5份、无机盐3份，所述的低温改性剂为异丁酸辛酯。
[0008]优选的，所述的异丁酸辛酯采用酯化系统制备，酯化系统包括反应釜、蒸汽加热装置、管式冷凝器、油水分离器和泵循环系统，反应釜内设置有搅拌器，管式冷凝器连接在反应釜上端，管式冷凝器与油水分离器连接，油水分离器与反应釜通过泵循环系统连接，蒸汽加热装置用于加热反应釜，异丁酸辛酯采用如下工艺制备：
[0009]A1:按摩尔比1:1称取异丁酸和辛醇并放入反应釜中，封闭反应釜；
[0010]A2:使用蒸汽加热装置加热反应釜，同时对反应釜内部进行搅拌；
[0011]A3:反应釜内温度达到95℃时开启管式冷凝器的冷却水，反应釜内温度达到160℃
时调整蒸汽加热装置对反应釜进行保温，反应过程中反应釜产生的气相进入管式冷凝器，气相冷凝后进入油水分离器中分离出异丁酸和水；
[0012]A4:在油水分离器中的异丁酸达到刻度的上限时，通过泵循环系统将油水分离器中的异丁酸回流至反应釜中，在油水分离器中的水达到刻度的上限时，将油水分离器中的水及时排出；
[0013]A5:反应釜内160℃保温至少2h后，观察管式冷凝器中是否有液相流出，待冷凝器中没有液相流出后，关闭蒸汽加热装置与管式冷凝器的冷却水；
[0014]A6:反应釜内温度降低至45℃以下时，即得异丁酸辛酯。
[0015]优选的，所述的增塑剂为C9石油树脂，C9石油树脂的平均分子量介于300
‑
3000之间。
[0016]优选的，所述的稳定剂为EVA树脂，EVA树脂的醋酸乙烯含量为5％～40％，EVA树脂的分子量为2
‑
5万。
[0017]优选的，所述的EVA树脂采用如下工艺制备：
[0018]B1:以重量份数计，分别称取30份乙烯、50份醋酸乙烯、1份过氧酮和20份丙烯酸甲酯；
[0019]B2:将B1称取好的物料通过压缩机加入管式反应器，管式反应器管内径为25～64mm且长径比为40000，在200
‑
220℃和150
‑
160MPa压力下反应5
‑
6h，制得聚合物b；
[0020]B3:将聚合物b冷却至常温，即制得EVA树脂。
[0021]优选的，所述的交联剂以重量份数计，包括以下成分：40
‑
50份硅烷偶联剂，50
‑
60份钛酸酯偶联剂。
[0022]优选的，所述的无机盐为纯度大于99％的水溶性硅酸钠，水溶性硅酸钠的分子式为Na2SiO3·
9H2O。
[0023]本专利技术提供的改性沥青用废旧橡胶低温融合剂的制备工艺，包括以下步骤：
[0024]S1:按配方分别称取相应重量的低温改性剂、增塑剂、环烷油、棉籽油、稳定剂、交联剂和无机盐待用；
[0025]S2:将环烷油、棉籽油和低温改性剂混合，在60℃条件下搅拌均匀，制得混合溶液s2；
[0026]S3:将增塑剂加入混合溶液s2中，在110
‑
145℃条件下搅拌60
‑
100分钟，制得混合溶液s3；
[0027]S4:在不低于110℃的条件下，向混合溶液s3中加入稳定剂和交联剂，搅拌至少30min，制得混合溶液s4；
[0028]S5:将混合溶液s4与无机盐混合后自然降温并持续搅拌，直至降温至50
‑
65℃且搅拌至少30min，即制得改性沥青用废旧橡胶低温融合剂。
[0029]作用机理：
[0030]1、在本专利技术中低温改性剂采用异丁酸辛酯，异丁酸辛酯能使溶胀了的废橡胶粉在较低的温度下(不超过140℃)拌和到沥青里面去，同时还可以改善高分子废旧橡胶颗粒材料和基质沥青的黏度，增加它们的流动性，作为黏度调节剂起到降低橡胶沥青生产温度和使用温度的效果。经改性后的废旧橡胶在低温下具有一定的流动性，施工时，将适量的改性后的废旧橡胶颗粒与沥青按混合搅拌均匀，使其整体黏度下降，达到低温施工的目的。
[0031]2、本专利技术中采用的增塑剂为C9石油树脂，其与橡胶的相容性好，废旧橡胶(如丁苯橡胶)本身缺乏粘性而且坚硬，加入C9石油树脂可以使废旧橡胶的分子链得以分割，从而使产品具有很好的粘性与软化度。
[0032]3、环烷油具有性质稳定、闪点较高、安全无毒、无腐蚀性的特点，对人体、环境、设备无不良影响；在与橡胶融合的过程中，其主要作用表现在：
①
溶解度高；
②
出色的低温性能；
③
与某些树脂和聚合物的良好相容性；
④
与橡胶良好的塑化和混溶性；在本专利技术中，环烷油的作用主要体现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，其特征在于：以重量份数计，包括以下成分：低温改性剂20
‑
30份、增塑剂15
‑
20份、环烷油18
‑
22份、棉籽油25
‑
30份、稳定剂1
‑
3份、交联剂3
‑
7份、无机盐2
‑
4份，所述的低温改性剂为异丁酸辛酯。2.根据权利要求1所述的改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，其特征在于：以重量份数计，包括以下成分：低温改性剂25份、增塑剂18份、环烷油20份、棉籽油27份、稳定剂2份、交联剂5份、无机盐3份，所述的低温改性剂为异丁酸辛酯。3.根据权利要求1所述的改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，其特征在于：所述的异丁酸辛酯采用酯化系统制备，酯化系统包括反应釜、蒸汽加热装置、管式冷凝器、油水分离器和泵循环系统，反应釜内设置有搅拌器，管式冷凝器连接在反应釜上端，管式冷凝器与油水分离器连接，油水分离器与反应釜通过泵循环系统连接，蒸汽加热装置用于加热反应釜，异丁酸辛酯采用如下工艺制备：A1:按摩尔比1:1称取异丁酸和辛醇并放入反应釜中，封闭反应釜；A2:使用蒸汽加热装置加热反应釜，同时对反应釜内部进行搅拌；A3:反应釜内温度达到95℃时开启管式冷凝器的冷却水，反应釜内温度达到160℃时调整蒸汽加热装置对反应釜进行保温，反应过程中反应釜产生的气相进入管式冷凝器，气相冷凝后进入油水分离器中分离出异丁酸和水；A4:在油水分离器中的异丁酸达到刻度的上限时，通过泵循环系统将油水分离器中的异丁酸回流至反应釜中，在油水分离器中的水达到刻度的上限时，将油水分离器中的水及时排出；A5:反应釜内160℃保温至少2h后，观察管式冷凝器中是否有液相流出，待冷凝器中没有液相流出后，关闭蒸汽加热装置与管式冷凝器的冷却水；A6:反应釜内温度降低至45℃以下时，即得异丁酸辛酯。4.根据权利要求1所述的改性沥青用废旧橡胶低温融合剂，其特征在于：所述的增塑剂为C9石油树脂，C9石油树脂的平均分子量介于300
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【专利技术属性】
技术研发人员：白光军，李春才，徐龙亭，赵连地，满洪峰，杜玉珍，史征，李学奎，杨彦亮，张乃民，吕曾波，李庆皓，高洪凯，庄传仪，
申请(专利权)人：聊城市交通发展有限公司，
类型：发明
国别省市：