本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，尤其涉及一種廢舊塑料改性瀝青的制備方法。

背景技術(shù)：

瀝青是由碳?xì)浠衔锱c其非金屬衍生物組成的極其復(fù)雜的黑褐色混合物。一般認(rèn)為，瀝青包括飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)4個(gè)組分，其中液態(tài)的飽和分、芳香分是分散介質(zhì)，固態(tài)的瀝青質(zhì)微粒是分散相，半固態(tài)的膠質(zhì)起著膠溶劑的作用，從飽和分到芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，極性逐漸增大。

塑料憑借其優(yōu)越的使用性能如輕質(zhì)、化學(xué)穩(wěn)定性好、電絕緣性好、絕熱性好、耐用防水等得到了廣泛的應(yīng)用，如今已涉及人們生活生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，小到隨手使用的聚乙烯類塑料袋、商品包裝袋，大到聚丙烯類塑料器具、管材等。尤其是近年來國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，塑料的使用量逐年劇增。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，2014年中國規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)塑料制品的產(chǎn)量達(dá)到8千萬噸。塑料產(chǎn)品的大量使用導(dǎo)致了廢舊塑料垃圾的與日俱增，不僅造成了嚴(yán)重的視覺污染，而且非常難降解，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害，即所謂的“白色污染”。以往廢舊塑料垃圾的處理方式多為填埋或焚燒。然而，廢舊塑料在焚燒時(shí)會(huì)釋放出大量有毒物質(zhì)和煙塵污染空氣，不利于環(huán)保；而填埋處理會(huì)占用大量的土地資源，且會(huì)因?yàn)樗芰喜馁|(zhì)的特殊性，導(dǎo)致其長時(shí)間難以分解，同時(shí)大量塑料碎片入土壤，會(huì)阻隔土層的水氣通道，阻斷農(nóng)作物根系的擴(kuò)展和延伸，逐漸使良田變成死土，嚴(yán)重降低農(nóng)作物的產(chǎn)量。因此，如何做好廢舊塑料的妥善處理和再生利用是世界各國非常重視的環(huán)保課題。

隨著中國交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展．道路交通運(yùn)輸不斷向著車流量大、軸載重、渠化程度高的趨勢發(fā)展。而普通瀝青的高溫穩(wěn)定性差，低溫易脆斷，嚴(yán)重影響了瀝青路面的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供一種廢舊塑料改性瀝青的制備方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種廢舊塑料改性瀝青的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將基質(zhì)瀝青用加熱爐加熱，用玻璃棒不停攪拌，以防止局部過熱，待其融化后倒入剪切筒，用熱電偶控制溫度，加熱到170℃；

（2）將廢舊塑料顆粒加入到熱態(tài)的基質(zhì)瀝青中，保持溫度為170℃-180℃之間，用玻璃棒人工攪拌10 -15min；

（3）開啟高速剪切混合乳化機(jī)，保持溫度在170-180℃，連續(xù)剪切，使廢舊塑料顆粒完全粉碎并均勻分散于基質(zhì)瀝青中；

（4）保持瀝青溫度在170℃左右，將轉(zhuǎn)速降低到2000rpm，繼續(xù)剪切，即制成廢舊塑料改性瀝青。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（2）中的攪拌時(shí)間為13min。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，所述高速剪切混合乳化機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000rpm。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（3）中的連續(xù)剪切時(shí)間為15min。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（4）中的連續(xù)剪切時(shí)間為1h。

若干瀝青質(zhì)微粒聚集在一起吸附極性較強(qiáng)的膠質(zhì)，形成“膠團(tuán)”，分散在液態(tài)的飽和分和芳香分中，形成了穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)。其中石油瀝青四組分的分子量分布范圍從300到5 000左右，而廢舊塑料PE則是一種高分子聚合物，分子量可達(dá)30萬．其分子結(jié)構(gòu)屬于線型長鏈結(jié)構(gòu)，并且在長鏈上帶有很多的甲基支鏈和烷基側(cè)鏈，具有很好的柔順性、耐沖擊性能和伸長率。

廢舊塑料PE改性瀝青的物質(zhì)是采用機(jī)械外力，把PE在高溫條件下剪切成微小顆粒。并均勻分散于基質(zhì)瀝青中所形成的一種混合物。因?yàn)閺U塑料PE被剪切成微小顆粒以后，表面能急劇增大，所以會(huì)吸附瀝青中與其結(jié)構(gòu)相近的輕質(zhì)組分，以降低表面能，部分輕質(zhì)組分進(jìn)入PE聚合物的高分子網(wǎng)絡(luò)中后起到溶脹作用，從而約束了瀝青的移動(dòng)，降低了瀝青的溫度敏感性，改善了瀝青的力學(xué)性能。

此外，PE聚合物屬于高分子材料，加入瀝青中后增加了改性瀝青的大分子組分的比例，并且由于PE聚合物微粒的溶脹作用，使瀝青中的膠體和油分析出吸附在PE聚合物微粒表面，造成瀝青各組分之間的比例發(fā)生變化，形成了新的膠體結(jié)構(gòu)，使得改性瀝青的針入度大幅度降低，高溫黏度增加，提高了高溫穩(wěn)定性、感溫性和抗老化性能。而在低溫條件下．廢舊塑料PE改性瀝青變得硬脆，流動(dòng)性能降低，在呈連續(xù)相的瀝青中分散著塑料相，形成了“硬一硬”混合結(jié)構(gòu)，可以通過銀紋、裂紋絞結(jié)和剪切屈服等作用使結(jié)構(gòu)具有一定的低溫抗裂性能。同時(shí)因?yàn)閺U舊PE的分子結(jié)構(gòu)是一種多分支的樹枝狀結(jié)構(gòu)，很不規(guī)整，所以加入瀝青中可以改善瀝青與集料的黏附性。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，通過對(duì)傳統(tǒng)工藝的改進(jìn)，通過提升工藝改善瀝青的高低溫性能和抗老化性能，廢舊塑料改性瀝青應(yīng)用技術(shù)具有明顯的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，有著廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種廢舊塑料改性瀝青的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將基質(zhì)瀝青用加熱爐加熱，用玻璃棒不停攪拌，以防止局部過熱，待其融化后倒入剪切筒，用熱電偶控制溫度，加熱到170℃；

（2）將廢舊塑料顆粒加入到熱態(tài)的基質(zhì)瀝青中，保持溫度為170℃之間，用玻璃棒人工攪拌10min；

（3）開啟高速剪切混合乳化機(jī)，保持溫度在170℃，連續(xù)剪切，使廢舊塑料顆粒完全粉碎并均勻分散于基質(zhì)瀝青中；

（4）保持瀝青溫度在170℃左右，將轉(zhuǎn)速降低到2000rpm，繼續(xù)剪切，即制成廢舊塑料改性瀝青。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，所述高速剪切混合乳化機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000rpm。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（3）中的連續(xù)剪切時(shí)間為15min。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（4）中的連續(xù)剪切時(shí)間為1h。

若干瀝青質(zhì)微粒聚集在一起吸附極性較強(qiáng)的膠質(zhì)，形成“膠團(tuán)”，分散在液態(tài)的飽和分和芳香分中，形成了穩(wěn)定的膠體結(jié)構(gòu)。其中石油瀝青四組分的分子量分布范圍從300到5 000左右，而廢舊塑料PE則是一種高分子聚合物，分子量可達(dá)30萬．其分子結(jié)構(gòu)屬于線型長鏈結(jié)構(gòu)，并且在長鏈上帶有很多的甲基支鏈和烷基側(cè)鏈，具有很好的柔順性、耐沖擊性能和伸長率。

廢舊塑料PE改性瀝青的物質(zhì)是采用機(jī)械外力，把PE在高溫條件下剪切成微小顆粒。并均勻分散于基質(zhì)瀝青中所形成的一種混合物。因?yàn)閺U塑料PE被剪切成微小顆粒以后，表面能急劇增大，所以會(huì)吸附瀝青中與其結(jié)構(gòu)相近的輕質(zhì)組分，以降低表面能，部分輕質(zhì)組分進(jìn)入PE聚合物的高分子網(wǎng)絡(luò)中后起到溶脹作用，從而約束了瀝青的移動(dòng)，降低了瀝青的溫度敏感性，改善了瀝青的力學(xué)性能。

此外，PE聚合物屬于高分子材料，加入瀝青中后增加了改性瀝青的大分子組分的比例，并且由于PE聚合物微粒的溶脹作用，使瀝青中的膠體和油分析出吸附在PE聚合物微粒表面，造成瀝青各組分之間的比例發(fā)生變化，形成了新的膠體結(jié)構(gòu)，使得改性瀝青的針入度大幅度降低，高溫黏度增加，提高了高溫穩(wěn)定性、感溫性和抗老化性能。而在低溫條件下．廢舊塑料PE改性瀝青變得硬脆，流動(dòng)性能降低，在呈連續(xù)相的瀝青中分散著塑料相，形成了“硬一硬”混合結(jié)構(gòu)，可以通過銀紋、裂紋絞結(jié)和剪切屈服等作用使結(jié)構(gòu)具有一定的低溫抗裂性能。同時(shí)因?yàn)閺U舊PE的分子結(jié)構(gòu)是一種多分支的樹枝狀結(jié)構(gòu)，很不規(guī)整，所以加入瀝青中可以改善瀝青與集料的黏附性。

實(shí)施例2

一種廢舊塑料改性瀝青的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）將基質(zhì)瀝青用加熱爐加熱，用玻璃棒不停攪拌，以防止局部過熱，待其融化后倒入剪切筒，用熱電偶控制溫度，加熱到170℃；

（2）將廢舊塑料顆粒加入到熱態(tài)的基質(zhì)瀝青中，保持溫度為180℃之間，用玻璃棒人工攪拌13min；

（3）開啟高速剪切混合乳化機(jī)，保持溫度在180℃，連續(xù)剪切，使廢舊塑料顆粒完全粉碎并均勻分散于基質(zhì)瀝青中；

（4）保持瀝青溫度在170℃左右，將轉(zhuǎn)速降低到2000rpm，繼續(xù)剪切，即制成廢舊塑料改性瀝青。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，所述高速剪切混合乳化機(jī)的轉(zhuǎn)速為5000rpm。

本發(fā)明所述的廢舊塑料改性瀝青的制備方法，步驟（3）中的連續(xù)剪切時(shí)間為15min。步驟（4）中的連續(xù)剪切時(shí)間為1h。石蠟成分的存在會(huì)導(dǎo)致瀝青高溫性能降低、低溫易變脆．并且會(huì)降低瀝青路面的抗滑性能。由于聚乙烯PE與蠟的溶解度參數(shù)比較接近，因此兩者之間具有良好的相容性。當(dāng)廢舊塑料PE微粒加人熔融的瀝青中受熱熔化后，由晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，廢舊PE粒子在機(jī)械攪拌的作用下，在瀝青中均勻地分布。瀝青中的蠟分子會(huì)滲入到廢舊PE粒子內(nèi)部，使得廢舊PE粒子體積發(fā)生膨脹，原本規(guī)整的PE分子鏈伸展開來。在冷卻以后又會(huì)重新結(jié)晶。在蠟溶液中，廢舊PE結(jié)晶后，晶片與晶片之間形成了微絲狀聯(lián)結(jié)，從而提高了瀝青高溫時(shí)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和黏度。同時(shí)由于廢舊PE聚合物加入瀝青后會(huì)使蠟結(jié)構(gòu)微晶化，體積縮小，破壞了蠟原有的晶體結(jié)構(gòu)，降低了晶片之間的滑動(dòng)性，從而改善了瀝青的低溫柔性及高溫穩(wěn)定性。