[发明专利]一种表面活化胶粉制备及应用其改性沥青材料的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及橡胶再利用技术领域，具体是一种表面活化胶粉制备及应用其改性沥青材料的工艺。

背景技术

鉴于我国大量的废旧轮胎的产生越来越多，其大量堆积易引起火灾并滋生蚊虫，给人类周围的生活环境带来了严重的破坏，我国处理废旧轮胎主要以生产再生橡胶为主，由于再生橡胶的环保性问题严重限制了其发展，取而代之的生产胶粉已成为各国利用废橡胶的主要手段。沥青作为石油加工的副产物，现阶段已成为公路、机场、建筑等领域中主要铺筑材料和防水材料。目前，胶粉主要应用领域是改性沥青的生产。将废轮胎加工成橡胶粉并掺入沥青中用于修建公路以及生产防水材料，既可以提高沥青的使用性能，又能使废轮胎变废为宝，解决环保问题，一举多得。

然而由于传统机械或化学方法生产的胶粉其存在与钢丝和纤维分离不均匀且其三维空间网络结构被破坏，同时其本身与沥青相容性较差，从而导致与基质沥青直接形成胶粉改性沥青后导致其性能严重下降。与此同时人们采取物理、化学方法对胶粉进行改性后与基质沥青进行改性，这在一定程度上提高了胶粉与基质沥青的相容性和稳定性，但未从根源上解决胶粉中含有纤维和钢丝杂质对胶粉改性沥青的影响，同时改性过程中所导致胶粉本身主链结构的破坏，其力学性能的降低，从而橡胶粉与沥青之间没有形成均匀的体系，结构较为松散，容易发生开裂，影响材料的耐久性。

因此需开发出一整条能够突破实现胶粉与钢丝、纤维的彻底分离且活化改性过程绿色环保且不会破坏橡胶本身力学性能的新方法，用于制备高端表面活化胶粉改性沥青防水卷材。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面活化胶粉制备及应用其改性沥青材料的工艺，以解决现有技术基于废橡胶轮胎制备的改性沥青用胶粉存在的相容性差、改性后的沥青力学性能差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、采用废橡胶轮胎作为原材料，利用橡胶切割设备将废橡胶轮胎切割成两片胎侧胶、一片胎面胶共三个平整的部分；

(2)、采用低温超高压水流喷射步骤(1)切割得到的两片胎侧胶和一片胎面胶表面，在保证两片胎侧胶和一片胎面胶中的金属丝不被破坏的前提下，通过调整水流的压力及喷射角度，将两片胎侧胶和一片胎面胶中的橡胶切割成胶粉，然后取出金属丝并分离出胶粉；

(3)、采用硫细菌，并将硫细菌和步骤(2)得到的胶粉共同输送至一级反应釜中进行搅拌实现初步混合，然后将初步混合后的硫细菌和胶粉输送至二级生物反应器中进行反应一段时间，通过调节二级生物反应器的温度、pH值和连续混合速度，促使二级生物反应器内达到硫细菌最佳生长条件，利用硫细菌消耗破坏胶粉表面的含硫键并形成活性基团，以实现胶粉的表面断硫，最后依次经过排水、干燥后得到所需的表面活化胶粉产品。

所述的一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，低温超高压水流喷射的压力为500-800Mpa，水流速为500-1000m/s，喷射角度须垂直于胎侧胶和胎面胶表面，最后得到的胶粉粒径为50μm～1mm。

所述的一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：步骤(3)采用的硫细菌为光合细菌中的绿色硫细菌与无色硫细菌中的排硫硫杆菌的组合，二者质量比为8.6-10.4：4.5-6.3。

所述的一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：步骤(3)中一级反应釜搅拌时，搅拌速度为200-350r/min，搅拌时间为10-15min。

所述的一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，二级生物反应器的温度控制在40-60℃，pH值控制在6.0-8.0，连续混合速度为50-100r/min，反应时间为5-10h。

所述的一种表面活化胶粉制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，步骤(3)中干燥的温度在75-85℃。

一种应用表面活化胶粉改性沥青材料的工艺，所述沥青材料用于防水卷材，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、将基质沥青置于微波加热罐中加热使得其熔融，然后将熔融的基质沥青脱水后以15-20℃/min的速度至140-160℃，升温的同时向微波加热罐内通入超临界CO2，并将基质沥青缓慢搅拌均匀，促使基质沥青充分溶胀；

(2)、将表面活化胶粉与步骤(1)得到的溶胀的基质沥青共同加入高速搅拌乳化机中，在170-210℃条件下，以4500-6500r/min高速剪切50-60min，冷却后即得表面活化胶粉改性后的防水卷材用沥青材料。