專利名稱：一種溫拌瀝青混合料用橡塑合金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于橡塑合金技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溫拌浙青混合料用橡塑合金及其 制備方法。
背景技術(shù)：
塑料(如聚乙烯)改性浙青可顯著提高浙青路面的抗車轍耐高溫性能，膠粉改 性浙青可顯著提高浙青路面的抗開(kāi)裂性能。如果將塑料改性浙青和膠粉改性浙青結(jié)合起 來(lái)制備合金則能綜合提高路面的抗車轍和抗開(kāi)裂能力。目前塑料和膠粉應(yīng)用于浙青路面 的技術(shù)主要分為濕法和干法兩大類，濕法是將塑料和膠粉與熱浙青高溫拌和，制備成橡 塑改性浙青后再與集料混合，干法是將塑料或膠粉作為一種改性劑與其他石料一起投入 拌合鍋中攪拌制備成混合料。在濕法生產(chǎn)過(guò)程中，橡塑材料能夠在高溫條件下與浙青充分作用而成為浙青膠 結(jié)料的一部分，提高基質(zhì)浙青的粘度，在混合料中可起到粘結(jié)作用。但濕法工藝過(guò)程復(fù) 雜，耗時(shí)長(zhǎng)、耗能高、煙氣污染大、資金設(shè)備要求高，并且生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制剪切攪拌 時(shí)間，以防止過(guò)度降解。濕法所得改性浙青較基質(zhì)浙青粘度會(huì)大幅提高、混合料中油石 比也會(huì)相應(yīng)提高。同時(shí)濕法工藝中要獲得性能穩(wěn)定的橡塑浙青，對(duì)膠粉類型也有一定的 選擇性，例如多選用含天然膠含量較高(占輪胎所用橡膠的60%以上)的大車胎膠粉。 這些都為濕法工藝的發(fā)展帶來(lái)的障礙，影響其進(jìn)一步的利用；現(xiàn)有的干法工藝雖然具有 低污染、易施工的特點(diǎn)，但制備的混合料不能提高基質(zhì)浙青的粘度，進(jìn)而對(duì)路面的抗車 轍耐高溫性能以及抗開(kāi)裂性能效果不明顯。溫拌浙青(140°C左右)具有比傳統(tǒng)熱拌浙青(170°C左右)混合料加工和攤鋪 溫度低的優(yōu)點(diǎn)，可大大節(jié)約能源和減少污染排放引起人們的廣泛關(guān)注。而橡塑改性浙青 的高的加工溫度急需一種溫拌技術(shù)來(lái)解決，使之既能改善現(xiàn)有技術(shù)中濕法工藝存在的工 藝復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)、耗能高、煙氣污染大的缺陷，降低熱拌浙青的溫度，又能在使用中獲 得濕法工藝達(dá)到的改性效果，還具備干法工藝的低污染、易施工的特點(diǎn)，因此非常需要 一種具有高流動(dòng)性的橡塑合金。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于混拌浙青混合料的橡塑合金及其制備方法，該橡 塑合金能夠利用普通的回收塑料和回收的小車胎膠粉，在道路鋪設(shè)中對(duì)浙青路面的抗車 轍耐高溫性能以及抗開(kāi)裂性能有明顯提高。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單易行、生產(chǎn)過(guò)程污染 小、原材料來(lái)源廣、可連續(xù)生產(chǎn)。所得溫拌橡塑合金中膠粉分散均勻、粒徑明顯減小、 低溫分散快、在混合料生產(chǎn)時(shí)可直接投放使用。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是一種溫拌橡塑合金，它由聚乙烯塑料、膠粉和包括 裂解蠟和橡膠油的添加劑組成，其中按重量百分比，塑料用量為5%-30%，膠粉用量為 70%-95% ；裂解蠟和橡膠油用量為塑料和膠粉總量的10%-50%，其中，裂解蠟和橡膠油
3的比例為3:1。其制備方法是將塑料和膠粉和裂解蠟和橡膠油按比例依次加入單螺桿擠出 機(jī)中，經(jīng)擠出機(jī)的高溫混煉熔融后擠出、再經(jīng)水冷模面切粒設(shè)備造粒制得。其用途是將 橡塑合金粒子投入到浙青混合料拌和設(shè)備中與熱礦料干法混拌5-30秒，熱礦料為含有粗 集料、細(xì)集料、礦粉等用于道路鋪設(shè)料的混合物。其中，上述的聚乙烯塑料為回收的聚乙烯塑料，包括LDPE(低密度聚乙烯)塑 料和HDPE (高密度聚乙烯)塑料。上述膠粉為廢舊輪胎制得的橡膠粉，廢輪胎為合成膠含量較高的小車胎。所選 膠粉粒徑為10-60目，膠粉技術(shù)指標(biāo)符合《硫化橡膠粉GB/T19208-2008》。作為添加劑的裂解蠟為交聯(lián)聚乙烯電纜料在400 480°C下裂解的蠟，熔點(diǎn)為 100-110°C。所述橡膠油為橡膠工業(yè)常用芳烴油?；厥账芰?、膠粉、裂解蠟和橡膠油按 比例依次加入單螺桿擠出機(jī)，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)充分混煉熔融后擠出、然后經(jīng)水冷模面設(shè) 備造粒制得，粒子尺寸小于4mm，熔融指數(shù)大于3.0g/10min (190°C, 2.16kg)。加工 擠出溫度為熔融段溫度為150-260°C，模頭溫度為70-120°C，后經(jīng)水冷模面切粒設(shè)備造 粒；使用時(shí)將制得的橡塑合金粒子投入到浙青混合料拌攪設(shè)備中與熱礦料(140-160°C) 拌合5-30秒，再由浙青泵泵送液態(tài)基質(zhì)浙青至拌合鍋，拌合20-90秒，得到復(fù)合改性浙 青混合料。本發(fā)明理論依據(jù)主要是膠粉在高溫剪切作用下部分交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)被破壞，塑料對(duì) 其進(jìn)行隔離，膠粉因此得到進(jìn)一步細(xì)化，裂解蠟和橡膠油進(jìn)一步融合，促進(jìn)膠粉參與混 煉，提高溫拌橡塑合金使用時(shí)的分散性，使得低溫條件下能夠較快分散。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1)本發(fā)明制得的溫拌橡塑合金，是一種含有膠粉、塑料和裂解蠟及橡膠油的混合 物。通過(guò)混煉和擠出過(guò)程中的強(qiáng)剪切作用，原有的膠粉粒子粒徑減小，結(jié)構(gòu)疏松，膠粉 已經(jīng)在裂解蠟和橡膠油的作用下產(chǎn)生預(yù)溶脹，在混合料拌合時(shí)，達(dá)到理想改性效果的時(shí) 間明顯降低，可采用干法工藝生產(chǎn)使用。2)本發(fā)明中的廢舊塑料、裂解蠟和橡膠油參與溫拌橡塑合金制備，所得溫拌橡 塑合金密度可與基質(zhì)浙青相近，使用時(shí)減少離析，提高穩(wěn)定性。3)本發(fā)明所用原材料，除橡膠油外均為廢舊高分子材料，變廢為寶且添加量 大，混合料性能良好。4)本發(fā)明制備的溫拌橡塑合金，改性效果與濕法橡膠浙青相當(dāng)，相比之下，工 藝簡(jiǎn)單，設(shè)備資金投入低、可連續(xù)生產(chǎn)、運(yùn)輸方便、儲(chǔ)存穩(wěn)定，易推廣使用。在道路鋪 設(shè)施工中，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益社會(huì)效益。以下結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
將回收的低密度聚乙烯2kg、60目小車胎回收膠粉7kg、裂解蠟3kg和橡膠油lkg， 依次加入單螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)熔融混煉后擠出，熔融段溫度180°C，再經(jīng)模 頭溫度70°C的水冷模面切粒設(shè)備造粒，得到溫拌橡塑合金1號(hào)。然后將所得溫拌橡塑合 金粒子投入到有140°C 150°C熱礦料的拌合機(jī)中干法拌合15秒，再加入基質(zhì)浙青拌合20秒，得到溫拌橡塑合金改性浙青混合料。實(shí)施例2
將回收的高密度聚乙烯2kg、10目小車胎回收膠粉8kg，裂解蠟3kg和橡膠油lkg， 依次加入單螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)熔融混煉后擠出，熔融段溫度260°C，再經(jīng)模 頭溫度120°C的水冷模面切粒設(shè)備造粒，得到溫拌橡塑合金2號(hào)。然后將所得溫拌橡塑合 金粒子投入到有150°C 160°C熱礦料的拌合機(jī)中干法拌合30秒，再加入基質(zhì)浙青拌合80 秒，得到溫拌橡塑合金改性浙青混合料。實(shí)施例3
取回收的按任意比例混合的高密度聚乙烯和低密度聚乙烯共lkg、60目小車胎回收 膠粉9kg、裂解蠟3kg和橡膠油lkg，依次加入單螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)單螺桿擠出機(jī)熔融混 煉后擠出，熔融段溫度230°C，再經(jīng)模頭溫度100°C的水冷模面切粒設(shè)備造粒，得到溫拌 橡塑合金3號(hào)。然后將所得溫拌橡塑合金粒子投入到有140°C 150°C熱礦料的拌合機(jī)中 干法拌合20秒，再加入基質(zhì)浙青拌合50秒，得到溫拌橡塑合金改性浙青混合料。1)所制備溫拌橡塑合金性能比較
溫拌橡塑合金經(jīng)注射成標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能樣條進(jìn)行測(cè)試，具體比較指標(biāo)見(jiàn)下表1。熔融指 數(shù)是按照《熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法ASTM D1238》進(jìn)行測(cè)試。表1溫拌橡塑合金的流動(dòng)性能
權(quán)利要求
1. 一種溫拌浙青混合料用橡塑合金，其特征在于它由聚乙烯塑料、膠粉、裂解蠟 和橡膠油組成，按重量百分比計(jì)，聚乙烯塑料用量為5-30%，膠粉用量為70-95%，裂解 蠟和橡膠油用量之和為聚乙烯塑料和膠粉總重量的10-50%，其中，裂解蠟和橡膠油的比 例為3:1;該橡塑合金可直接投放到混合料中溫拌得到改性浙青混合料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫拌浙青混合料用橡塑合金，其特征在于所述聚乙 烯塑料為回收的低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，及任意比例混合的高、低密度聚乙烯的 混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫拌浙青混合料用橡塑合金，其特征在于所述膠粉 為合成膠含量高的回收小車胎，經(jīng)常規(guī)磨粉制備的膠粉，膠粉粒徑為10-60目，膠粉技 術(shù)指標(biāo)符合《硫化橡膠粉GB/T19208-2008》。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫拌浙青混合料用橡塑合金，其特征在于所述裂解 蠟為交聯(lián)聚乙烯電纜料在400 480°C下裂解的蠟，熔點(diǎn)為100-110°C，所述橡膠油為橡膠 工業(yè)常用的芳烴油。
5.一種權(quán)利要求1所述的溫拌浙青混合料用橡塑合金的制備方法，其特征在于將 回收塑料、膠粉、裂解蠟和橡膠油按比例依次加入單螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)擠出機(jī)的高溫混 煉熔融后擠出、再經(jīng)水冷模面切粒設(shè)備造粒制得，粒子尺寸小于4_，熔融指數(shù)大于 3.0g/10min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫拌橡塑合金制備方法，其特征在于加工擠出溫度為熔 融段溫度150-260°C，模頭溫度70-120°C。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種溫拌瀝青混合料用橡塑合金及其制備方法。該溫拌橡塑合金由塑料用量為5%-30%，膠粉用量為70%-95%。裂解蠟和橡膠油用量為塑料和膠粉總量的10%-50%的原料組成。其制備方法是將塑料、膠粉、裂解蠟和橡膠油按比例經(jīng)單螺桿擠出機(jī)擠出、水冷模面切粒設(shè)備造粒制得。其用途是將橡塑合金投入到瀝青混合料拌和設(shè)備中與熱礦料拌和，再由瀝青泵泵送液態(tài)基質(zhì)瀝青至拌合鍋得到性能優(yōu)良的溫拌橡塑合金改性瀝青混合料。該溫拌橡塑合金應(yīng)用于瀝青混合料改性，達(dá)到濕法橡塑瀝青對(duì)混合料的改性效果，溫拌橡塑合金生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低、可連續(xù)生產(chǎn)，使用時(shí)直接投放、克服了橡膠瀝青濕法工藝中耗能高和煙氣污染等問(wèn)題。
文檔編號(hào)C08L23/06GK102010532SQ20101056241
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者傅軼, 譚頌斌, 鄭懷宇 申請(qǐng)人:廣東銀禧科技股份有限公司