[发明专利]非沉淀橡胶改性沥青

说明书

技术领域

本发明是利用废旧橡胶粉粒与基质沥青在一定条件下加工后形成新型非沉淀橡胶改性沥青，不仅有效利用了废旧资源，达到环保要求，也大大提高了橡胶沥青的质量。其可用作旧路面(旧水泥路面和旧沥青路面)与上部加铺沥青面层之间设置的应力吸收隔离层；用作半刚性基层与上层沥青面层之间设置的应力吸收水隔离层，防止反射裂缝的发生，同时还可以起到粘结和防水的作用。也可代替SBS改性沥青应用在高速公路、国道、省道、城市道路、机场跑道等道路工程中，其路用性能远远高于常规SBS改性沥青，且具有降噪功能。

背景技术

目前，公知的传统的废橡胶改性沥青是将废轮胎胶粉直接加入到高温的基质沥青中，在高温下进行搅拌溶解等物理过程，使废胶粉分散在基质沥青中形成的改性沥青产品。由于废橡胶粉与基质沥青是一个物理混合过程，废橡胶粉与基质沥青没有达到化学胶溶状态，在停止搅拌的情况下，组成废橡胶改性沥青的废橡胶粉和基质沥青会发生分层相分离(废橡胶粉离析沉淀下来)，致使改性沥青无法使用。所以必须对废橡胶粉改性沥青产品不断搅拌，以防止废橡胶粉改性沥青发生分层离析现象而影响使用。这种做法虽然有效果，却不能从根本上解决问题，如果出现设备故障或停电事故，施工现场沥青罐上的搅拌器无法工作时，沥青罐内的废橡胶粉改性沥青产品就会发生分层离析沉淀而无法使用，离析沉淀在罐底的废橡胶粉还会堵塞管线，从而致使整个沥青混合料生产拌合系统的故障停工。如果当天生产的废橡胶改性沥青使用过剩，则需消耗大量电能进行不断搅拌。

发明内容

为了解决现有传统废橡胶改性沥青容易产生沉淀的技术缺陷，我们经过几年的研究，克服了传统性废橡胶改性沥青的不足之处，开发出了新型废橡胶改性沥青生产技术。

非沉淀橡胶改性沥青的生产原理和反应机理是将废胶粉按一定比例混合，加入2-3％的回收聚苯乙烯料(PS)颗粒和微量的有机酸酐、活化剂等物质，在一个自制的混合器中使其充分混合。混合后由供料装置均匀地进入一个特制改型的长径比很大的双螺杆挤出机中。从中挤出熔融状的物料经过水冷却，再造粒，制成“原料胶粉颗粒”。然后将制成的“原料胶粉颗粒”按配比投入到70号沥青中，在搅拌的情况下，进行190℃强力胶磨剪切，使原料胶粉颗粒均匀溶解分散在70号基质沥青中，再加上少量的特种稳定剂，就生成不离析、不沉淀的橡胶改性沥青。

本工艺技术的有益效果是废橡胶粉的用量较大，又使用了一些回收的聚苯乙烯塑料。这样可以多消化掉一些废旧轮胎和塑料，变废为宝，符合国家环保政策和发展循环经济的要求。而且新型废橡胶改性沥青成品中没有游离的固体不溶废橡胶、废塑料颗粒。废橡胶、废塑料分子与基质沥青通过化学键形成稳定的化学胶体结构，成品中微量的细小颗粒是废轮胎橡胶粉原料本身含有的无机填料，它在成品中呈胶溶状，几乎不沉淀，因此该废橡塑改性沥青在不搅拌、静止储存和槽车运输过程中具有不发生相分离不沉淀、不离析、不分层的优点，即具有高温储存稳定性。在使用前后可不进行搅拌，或进行短时适量搅拌，节约了大量电能。

具体实施方式

1、将载重大车轮胎废胶粉和小车轮胎废胶粉按一定比例混合，混合胶粉中加入2-3％的回收聚苯乙烯料(PS)颗粒和微量的有机酸酐、活化剂等物质，在一个自制的混合器中使其充分混合。

2、充分混合的物料由供料装置均匀地进入一个特制改型的长径比很大的双螺杆挤出机中，在双螺杆的高温剪切强力挤压下，胶粉和聚苯乙烯等高聚物发生分子间位移，产生一些不饱和键，这些不饱和键会与有机酸酐发生化学接枝反应，从而使胶粉大分子与聚苯乙烯分子通过有机酸酐的化学接枝反应紧密地结合。同时橡胶粉大分子中的一些硫键在双螺杆作用下也发生部分断键，而混合物料中加入的少量活化剂在高温下产生的自由基能与橡胶分子的自由基相结合，阻止橡胶分子断键后的重新聚合，保持了橡胶粉的塑性。

3、从双螺杆挤出机中挤出的熔融状的物料经过水冷却，再造粒，制成“原料胶粉颗粒”。

4、将制成的“原料胶粉颗粒”按配比投入到70号沥青中，在搅拌的情况下，进行190℃强力胶磨剪切，使原料胶粉颗粒均匀溶解分散在70号基质沥青中，再加上少量的特种稳定剂，就生成不离析、不沉淀的橡胶改性沥青。

5、由于胶粉的密度比沥青大，易在沥青中沉淀下来，而聚苯乙烯的密度比沥青小，易在沥青中上浮，胶粉和聚乙烯通过有机酸酐结合而成的大分子物质的密度与沥青的密度极小，几乎是一样，因而制成的“原料胶粉”在沥青中溶解后几乎不离析。同时在体系中加入了TOR稳定剂，使“原料胶粉”中断裂的硫键与沥青在TOR的作用下进一步紧密结合，因此整个橡胶改性沥青体系更加稳定。

6、经过双螺杆高温强力剪切后的原料胶粉，发生了一系列化学接枝反应和少量断键塑化反应，与基质沥青一起进行剪切胶磨后，在沥青中几乎没有固体橡胶颗粒存在。