【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路材料和环保固废，具体涉及一种高分散胶粉直投剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、日益增长的废旧轮胎给全球可持续发展带来了巨大挑战，将废旧橡胶磨制成胶粉用于铺设耐久橡胶沥青路面，实现其高效资源化，是世界道路工程领域急待解决的重要难题。
2、橡胶沥青因较为良好的综合性能成为耐久道路的主要选择，同时橡胶沥青加工工艺、质量检测等各方面技术均较成熟，应用最为广泛，普遍被行业接受。但是，因自身加工性能较差，橡胶沥青加工多数采用“湿法”工艺，即将轮胎胶粉和沥青预先共混处理，经过大型剪切机或胶体磨剪切，长时间发育后制成成品橡胶沥青进行使用。预共混过程不仅需经历数个过程，同时对剪切设备的要求高，场地占用面积广，能源消耗巨大，工程造价大幅增加。并且制备得到的橡胶沥青也由于溶胀-降解过程的进行，以及热力学不稳定问题难以长期储存。此外，公路行业发展过程中，常用于检测改性沥青的红外光谱和电化学手段原理早已得到解析，部分不法厂家针对检测指标进行改性沥青的虚假掺配对工程质量造成了严重影响。
3、针对“湿法”橡胶沥青生产中预共混造价高问题，不法商家假性掺配问题，橡胶沥青两相稳定差问题，开发新型的预分散轮胎橡胶乳液可直接投放到沥青混合料中，具备短时间速溶特性，可以实现短时间内经受集料摩擦，高温作用而快速熔融于基质沥青。从改性工艺可以看出，其规避了湿法改性工艺中胶粉改性剂的热分解、离析问题，避免了改性剂乱用或偷工减料问题。此外，还突破了以往改性剂在高流动性与高性能改性间难以兼得，无法实现较低温度的直投改性，因此，同时面向拌
4、然而，废旧轮胎磨制的胶粉属三维交联网状结构，又含有大量的炭黑补强，导致极难在沥青和沥青混合料中分散。虽然以往也有干法直投胶粉改性沥青的实施案例，但是由于胶粉在沥青或沥青混合料中的溶胀-降解难以控制，时常导致路面出现早期破坏，导致改性失败。本专利技术的目的就是将废胎胶粉预先制备轮胎橡胶乳液，直接泵送至拌合锅内进行改性，实现微细分散改性。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种高分散胶粉直投剂及其制备方法和应用，以解决目前胶粉改性沥青(橡胶沥青)路面施工面临的预剪切带来的湿法工艺成本过高、产品储存稳定性不足、针对改性沥青检测指标进行假性掺配以及高温拌合能源消耗的问题。
2、本专利技术具体是通过以下技术方案来实现的：
3、一种高分散胶粉直投剂，所述高分散胶粉直投剂为轮胎橡胶乳液，所述轮胎橡胶乳液的主要组分为膏状再生胶颗粒、水和乳化剂，其中，按轮胎橡胶乳液的总质量分数为100％计，膏状再生胶颗粒的质量分数为≥50％，所述膏状再生胶颗粒为废旧轮胎橡胶经深度脱硫变成膏状再生胶后经挤出造粒而得，所述膏状再生胶的熔体流动速率在0.1-100g/10min间(100℃)。
4、为获得好的分散性，专利技术人发现，将轮胎橡胶胶粉深度脱硫到形成膏状的再生胶、膏状再生胶的熔体流动速率在0.1-100g/10min间(100℃)时，可实现硫化橡胶胶粉的三维交联网络结构完全破坏，内摩阻力降低，实现其流动性能大幅增强，可以有效提升轮胎橡胶改性剂的流动分散性，并维持原有改性效果，从而实现沥青混合料拌合中改性剂的直接投放，后续制备乳液时也不会出现沉淀破乳等现象，能制备成稳定的乳液，最终使橡胶能在沥青中的分散性大大提高。这个熔体流动速率下，可以很好地兼顾橡胶的分散性和粘结强度，熔体流动速率更低时橡胶再生的程度较低，分散的颗粒较大，后续难以得到稳定的乳液，也在沥青混合料中分散效果差；流动速率更高时，专利技术人发现其不但难以凝结成颗粒不利于乳化操作，而且橡胶脱硫再生程度太深，反而失去了粘结强度。
5、然后将膏状的再生胶经过挤出造粒得到膏状再生胶颗粒，非常方便制作高分散胶粉直投剂的原料的存储和使用。
6、作为优选，深度脱硫制备膏状再生胶的废轮胎橡胶为废旧轮胎磨制的胶粉，尺寸为20-80目。
7、作为优选，所述轮胎橡胶乳液中膏状再生胶颗粒、水和乳化剂的质量比为40-70：30-60：1-5。之所以选择这个比例，是因为专利技术人发现，选择膏状再生胶颗粒时，若是含量太高，难以乳化，太低则造成经济性较差；乳化剂的用量优选3份左右，太低乳化液容易分层，太高则造成乳化剂浪费。
8、作为优选，所述乳化剂由阴离子、阳离子和中性乳化剂中的一种或多种共混组成。
9、作为优选，所述水为常规自来水。
10、本专利技术还公开了上述高分散胶粉直投剂的制备方法，包括以下步骤：
11、1)将按重量比例准备的膏状再生胶颗粒、水、乳化剂共混搅拌后加入反应釜中；
12、2)控制反应釜在恒温下以恒定转速，将反应釜内的混合物进行高速剪切乳化至均匀，得到高分散胶粉直投剂材料。
13、作为优选，所述反应釜为高剪切乳化机。
14、作为优选，所述步骤(1)中，先将水预热到80-90℃，然后与膏状再生胶颗粒和乳化剂共混搅拌。
15、作为优选，所述步骤(1)中，所述反应釜的温度为80-140℃。
16、作为优选，所述步骤(2)中，高速剪切乳化的速率为1000-3000r/min。之所以选择这个速率，是因为专利技术人发现这个速率可以既保证脱硫再生颗粒可以被完全微细乳化，又节能，而当剪切乳化速率再低时，难以将脱硫再生颗粒完全微细乳化，当剪切速率太高时，不但耗能，设备也难以长时间稳定运转。
17、作为优选，所述步骤(2)中，高速剪切乳化的时间为5-15分钟。
18、作为优选，所述步骤(2)中，剪切乳化后的结果应满足颗粒大小≤20μm。专利技术人发现，当剪切颗粒≤20μm时，可以让乳液更稳定，否则容易发生沉淀，造成乳液难以使用；此外，颗粒太大，也不利于在沥青混合料中充分发挥粘结效果。
19、本专利技术还公开了上述高分散胶粉直投剂的应用，用于将该高分散胶粉直投剂直接泵送至拌合锅中与矿料和普通石油沥青经过短时间搅拌来制备橡胶改性沥青混合料，实现环保化拌合，实现橡胶均匀微细的分散于沥青混合料中，进而显著提高路面的性能；或将该高分散胶粉直投剂与普通石油沥青经过短时间搅拌来制备橡胶改性沥青，实现橡胶均匀微细地分散于沥青中，进而显著提高沥青的性能。
20、本专利技术通过胶粉深度脱硫和微纳乳化方法，解决了胶粉在沥青混合料中微纳分散和便于使用的难题。传统橡胶沥青中胶粉或脱硫得到的常规再生胶，其颗粒尺寸一般为毫米到几十微米，该粒径下橡胶的交联作用较强，导致其较难分散，故在沥青混合料中其主要是作为填料存在，不能充分发挥其改性效果，甚至还干涉了混合料的结构造成难以压实的问题。胶粉的预先深度脱硫可实现其在沥青混合料中的微纳分散，但是深度脱硫后的颗粒容易粘连，难以造成容易投放的颗粒，故基于难以利用的原因，人们对于胶粉在沥青混合料中的回收利用仍然选择了直接采用胶粉或脱硫得到的常规再生胶的方式。本专利技术将深度脱硫后的颗粒及时通过剪切乳化的方式，制备微纳分散的稳定乳液，通过表面活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述高分散胶粉直投剂为轮胎橡胶乳液，所述轮胎橡胶乳液的主要组分为膏状再生胶颗粒、水和乳化剂，其中，膏状再生胶颗粒的质量分数为≥50％，所述膏状再生胶颗粒为废旧轮胎橡胶经深度脱硫变成膏状再生胶后经挤出造粒而得，所述膏状再生胶的熔体流动速率在0.1-100g/10min间(100℃)。
2.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，深度脱硫制备膏状再生胶的废轮胎橡胶为废旧轮胎磨制的胶粉，尺寸为20-80目。
3.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述轮胎橡胶乳液中膏状再生胶颗粒、水和乳化剂的质量比为40-70：30-60：1-5。
4.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述乳化剂由阴离子、阳离子和中性乳化剂中的一种或多种共混组成。
5.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述水为常规自来水。
6.权利要求1-5任意一项所述的高分散胶粉直投剂的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：
7.根据权利要求6所述的高分散胶粉直投剂的制
8.根据权利要求6所述的高分散胶粉直投剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述反应釜的温度为80-140℃。
9.根据权利要求5所述的高分散胶粉直投剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，高速剪切乳化的速率为1000-3000r/min。
10.权利要求1-5任意一项所述的高分散胶粉直投剂的应用，其特征在于，用于将该高分散胶粉直投剂直接泵送至拌合锅中与矿料和普通石油沥青经过短时间搅拌来制备橡胶改性沥青混合料；或将该高分散胶粉直投剂与普通石油沥青经过短时间搅拌来制备橡胶改性沥青。
...【技术特征摘要】
1.一种高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述高分散胶粉直投剂为轮胎橡胶乳液，所述轮胎橡胶乳液的主要组分为膏状再生胶颗粒、水和乳化剂，其中，膏状再生胶颗粒的质量分数为≥50％，所述膏状再生胶颗粒为废旧轮胎橡胶经深度脱硫变成膏状再生胶后经挤出造粒而得，所述膏状再生胶的熔体流动速率在0.1-100g/10min间(100℃)。
2.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，深度脱硫制备膏状再生胶的废轮胎橡胶为废旧轮胎磨制的胶粉，尺寸为20-80目。
3.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述轮胎橡胶乳液中膏状再生胶颗粒、水和乳化剂的质量比为40-70：30-60：1-5。
4.根据权利要求1所述的高分散胶粉直投剂，其特征在于，所述乳化剂由阴离子、阳离子和中性乳化剂中的一种或多种共混组成。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈澄，邓文华，张龙生，武精科，陶剑，白浩文，
申请(专利权)人：江苏宝利路面材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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