CN109053033B - 废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及其制备方法，由再生胶粉改性沥青、集料、废旧衣物再生纤维、矿粉混合制得；所述再生胶粉改性沥青是基质沥青中添加废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂混合制得。本发明配方能有效改善沥青混合料的高温稳定性，提高沥青混合料的高温稳定性，改善沥青混合料的路用性能，具有一定的经济效益和社会效益。

Description

废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及 其制备方法

技术领域

本发明属于道路工程材料技术领域，具体涉及一种废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及其制备方法。

背景技术

随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，衣物鞋子的使用寿命越来越短，产生了大量的废旧衣物和鞋子。据调查，我国对废旧衣物及鞋子的回收再利用技术比较滞后，它们大多被当作垃圾掩埋或者焚烧，不仅对环境造成了较大的污染，而且浪费了这些可再生的资源。

研究表明，废旧衣物及鞋子可以通过加工改造，作为改性剂用于基质沥青及沥青混合料中提高沥青混合料的路用性能，同时也可以实现废旧衣物及鞋子等资源的循环利用。公开号为CN103627185A的专利文献公开了一种废旧衣物对铺路沥青进行改性的新工艺，是直接将废旧衣物碎料加入沥青中进行混合，混合完成后的沥青直接用于铺路。废旧衣物与沥青混合在一起并没有发生化学反应，不能够改善沥青的基本性能，并且由于沥青吸附在破碎的衣物碎片上会增大沥青的用量，增加工程造价。公开号为CN205011653U的专利文献公开了一种利用废旧衣物纤维制备高性能改性沥青颗粒的设备，该设备是通过混合腔底部向上吹送短纤维，混合腔上部的高压射流装置向下喷射沥青，使得短纤维粘附在沥青表面，并用切断机将线条状的沥青切成沥青短颗粒。同样，在沥青中加入纤维，也不能够改善沥青自身的性能，不能充分发挥出纤维的稳定作用和加筋作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，同时提供其制备方法是本发明的又一发明目的。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，由再生胶粉改性沥青、集料、废旧衣物再生纤维、矿粉混合制得；所述再生胶粉改性沥青是基质沥青中添加废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂混合制得。

废旧鞋底再生胶粉采用以下方法制得：将废旧鞋子的鞋面与鞋底分离，对鞋底进行切胶，切成4-5cm²大小的胶块，清洗干净，经酸性氧化电位水消毒后烘干、粉碎，得到30-60目的废旧鞋底再生胶粉。

废旧衣物再生纤维采用以下方法制得：将收集的废旧衣物分类、清洗，用酸性氧化电位水消毒，烘干，经剪切、开松分梳，得到长度4-10mm、直径0.010mm-0.1mm的废旧衣物再生纤维；所述废旧衣物为含80％及以上聚酯纤维的废旧衣物。

所述集料的级配为碎石(10-20mm)：碎石(5-10mm)：碎石(3-5mm)：石屑＝(18～25):(20～30):(3～8):(40～50)；矿粉用量是集料重量4％～8％；再生胶粉改性沥青、废旧衣物再生纤维用量分别占集料和矿粉总重量的3％～7％和0.1％～0.4％；再生胶粉改性沥青中，废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂占基质沥青的重量百分比分别为5％～25％、0.01％～1％、0.01％～1％、0.01％～2％、0.01％～1％、1％～10％。

所述含硫稳定剂为SBS沥青改性稳定剂。

所述相容剂为HD700相容剂。

所述基质沥青为道路石油沥青，优选为70号道路石油基质沥青。

所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料的制备工艺，包括以下步骤：

1)制备再生胶粉改性沥青

将基质沥青置于烘箱中融化，将特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂和相容剂依次加入基质沥青中并搅拌后放入180℃的烘箱中，分2-3次加入加热至180℃的废旧鞋底再生胶粉拌合10min后继续放入180℃的烘箱中高温溶胀1h，再将上述沥青在180℃、5000转/min乳化30min下高温发育3h得到再生胶粉改性沥青；

2)制备废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料

将集料、矿粉、再生纤维同时放入195℃的烘箱中加热；将加热过的集料与再生纤维同时放入搅拌机中，搅拌120s，然后加入180℃高温发育的再生胶粉改性沥青，搅拌180s，再加入矿粉后再次搅拌180s，即得。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：首先，本发明利用废旧衣物和鞋底制备出路用再生纤维和再生胶粉，为废旧衣物及废旧鞋子的处理提供新的更加环保的途径，减少环境污染；同时，本申请在沥青混合料中加入纤维，可以发挥纤维的吸附作用、稳定作用和加筋作用；且本发明配方能有效改善沥青混合料的高温稳定性，提高沥青混合料的高温稳定性，改善沥青混合料的路用性能，具有一定的经济效益和社会效益。其次，本发明的制备工艺简单，便于操作，且生产成本低。

具体实施方式

以下采用具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，由再生胶粉改性沥青、集料、废旧衣物再生纤维、矿粉混合制得；所述再生胶粉改性沥青是基质沥青中添加废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂混合制得。所述基质沥青为70号基质沥青，选用江苏产阿尔法70#基质沥青，其软化点为47.5℃，25℃针入度为74.43，15℃延度＞100。

所述废旧鞋底再生胶粉采用以下方法制得：收集废旧鞋子，优选组成材料为橡胶鞋底的废旧鞋子，将废旧鞋子的鞋面与鞋底分离，对鞋底进行切胶，切成4-5cm²大小的胶块，除去附着在废旧鞋底上的杂质，清洗干净，并用酸性氧化电位水进行消毒，再充分烘干后利用废旧轮胎胶粉设备粉碎，得到40目的废旧鞋底再生胶粉，所得废旧鞋底再生胶粉放入180℃烘箱中待用。

所述废旧衣物再生纤维采用以下方法制得：收集废旧衣物，优选成分中含80％及以上聚酯纤维的废旧衣物，将收集的废旧衣物进行分类，清洗废旧衣物，并用酸性氧化电位水进行消毒，对衣物进行烘干晾晒，待衣物干燥之后，用棉花剪切机剪切废旧衣物，将剪切好的衣物置入开松机中开松分梳，重复5-6次开松分梳，得到长度6mm、直径0.015mm的再生纤维；

再生胶粉改性沥青中，废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂占基质沥青的重量百分比分别为5％、0.2％、0.2％、0.5％、0.25％、6％；所述含硫稳定剂为SBS沥青改性稳定剂。所述相容剂为HD700相容剂。

所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料的制备工艺，包括以下步骤：

1)制备再生胶粉改性沥青

将70#基质沥青置于135℃烘箱中融化待用，将特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂和相容剂依次加入70#基质沥青中并人工搅拌10min后放入180℃的烘箱中，分3次加入加热至180℃的废旧鞋底再生胶粉继续人工拌合10min后继续放入180℃的烘箱中高温溶胀1h，再将上述沥青在180℃下利用5000转/min的高速剪切乳化机剪切乳化30min后放入180℃烘箱中高温发育3h制备出再生胶粉改性沥青；

2)制备废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料

将集料、矿粉、再生纤维同时放入195℃的烘箱中加热备用；将加热过的集料与再生纤维同时放入搅拌机中，搅拌120s，然后加入180℃高温发育的再生胶粉改性沥青，搅拌180s，搅拌后加入矿粉再次搅拌180s，即得；所述集料的级配为碎石(10-20mm)：碎石(5-10mm)：碎石(3-5mm)：石屑＝20:25:5:45；矿粉用量为集料重量的5％，再生胶粉改性沥青、废旧衣物再生纤维用量分别占集料和矿粉总重的5.2％和0.3％。石子、矿粉及石屑产于河南省平顶山市郏县，所用再生纤维的直径为0.01-0.05mm，长度为4-6mm。

实施例2

废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及其制备工艺，与实施例1不同之处在于：

废旧鞋子底再生胶粉为30目；废旧衣物再生纤维的长度6-10mm、直径0.05-0.1mm；所述集料的级配为碎石(10-20mm)：碎石(5-10mm)：碎石(3-5mm)：石屑＝25:30:8:50；矿粉用量为集料重量的8％，再生胶粉改性沥青、废旧衣物再生纤维用量分别占集料和矿粉总重的3％和0.1％；再生胶粉改性沥青中，废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚(TBHQ)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂占基质沥青的重量百分比分别为5％、0.01％、0.01％、0.01％、0.01％、1％。所述含硫稳定剂为SBS沥青改性稳定剂。所述相容剂为HD700相容剂。其余同实施例1。

实施例3

废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料及其制备工艺，与实施例1不同之处在于：

废旧鞋子底再生胶粉为60目；废旧衣物再生纤维的长度2-5mm、直径0.01-0.05mm；所述集料的级配为碎石(10-20mm)：碎石(5-10mm)：碎石(3-5mm)：石屑＝18:20:3:40；矿粉用量为集料重量的4％，再生胶粉改性沥青、废旧衣物再生纤维用量分别占集料和矿粉总重的7％和0.4％；再生胶粉改性沥青中，废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂占基质沥青的重量百分比分别为25％、1％、1％、2％、1％、10％。所述含硫稳定剂为SBS沥青改性稳定剂。所述相容剂为HD700相容剂。其余同实施例1。

效果实验测试

将实施例1的步骤1)中废旧鞋底再生胶粉加入质量百分比由5％改变0％、2％、3％、10％、15％、25％、30％制备得到出再生胶粉改性沥青。对制备出的再生胶粉改性沥青进行三大指标试验和布氏旋转黏度试验，分别检测其软化点、针入度、延度和布氏旋转黏度。试验结果见表1。

表1基质沥青和再生胶粉改性沥青的三大指标对比

由表1可以看出，与基质沥青相比，随着再生胶粉掺量的增加，该改性沥青的软化点及布氏旋转黏度不断提高，针入度不断下降，延度逐渐降低。这说明该改性沥青的高温性及与集料的黏附性得到了提高。

在实施例1中添加0.3％的再生纤维含量，分别制备出含有不同再生胶粉掺量的再生胶粉复合再生纤维增强沥青混合料并制备马歇尔试件，进行马歇尔试验和冻融劈裂试验，同时与不添加再生胶粉及再生纤维的普通沥青混合料对比。试验结果见表2。

表2普通沥青混合料和再生胶粉复合再生纤维增强沥青混合料试验结果

由表2可知，再生胶粉复合再生纤维增强沥青混合料的马歇尔稳定度随着再生胶粉及再生纤维掺量的增大而逐渐增大，流值逐渐变小，说明再生胶粉复合再生纤维增强沥青混合料的高温稳定性得到了明显提高。再生胶粉复合再生纤维增强沥青混合料的冻融劈裂强度随着再生胶粉及再生纤维的掺加有所提高，但随着再生胶粉的增加有所降低，但仍高于不添加再生纤维及再生胶粉的基质沥青混合料的冻融劈裂强度。

需说明的是，以上所述的实施方式是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域的普通技术人员的等同替换或根据现有技术而做的其它修改只要没有超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利和范围之内。

Claims (6)

1.废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，其特征在于，由再生胶粉改性沥青、集料、废旧衣物再生纤维、矿粉混合制得；所述再生胶粉改性沥青是基质沥青中添加废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂混合制得；

废旧衣物再生纤维采用以下方法制得：将收集的废旧衣物分类、清洗，用酸性氧化电位水消毒，烘干，经剪切、开松分梳，得到长度4-10mm、直径0.010mm-0.1mm的废旧衣物再生纤维；所述废旧衣物为含80%及以上聚酯纤维的废旧衣物；

所述集料的级配粒径分布为碎石10-20mm∶碎石5-10mm∶碎石3-5mm∶石屑=18～25∶20～30∶3～8∶40～50；矿粉用量是集料重量4%～8%；再生胶粉改性沥青、废旧衣物再生纤维用量分别占集料和矿粉总重量的3%～7%和0.1%～0.4%；再生胶粉改性沥青中，废旧鞋底再生胶粉、特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂、相容剂占基质沥青的重量百分比分别为5%～25%、0.01%～1%、0.01%～1%、0.01%～2%、0.01%～1%、1%～10%。

2.如权利要求1所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，其特征在于，废旧鞋底再生胶粉采用以下方法制得：将废旧鞋子的鞋面与鞋底分离，对鞋底进行切胶，切成4-5cm²大小的胶块，清洗干净，经酸性氧化电位水消毒后烘干、粉碎，得到30-60目的废旧鞋底再生胶粉。

3.如权利要求1所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，其特征在于，所述含硫稳定剂为SBS沥青改性稳定剂。

4.如权利要求1所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，其特征在于，所述相容剂为HD700相容剂。

5.如权利要求1所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料，其特征在于，所述基质沥青为道路石油沥青。

6.如权利要求1-5任一所述的废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备再生胶粉改性沥青

将基质沥青置于烘箱中融化，将特丁基对苯二酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、柠檬酸、含硫稳定剂和相容剂依次加入基质沥青中并搅拌后放入180℃的烘箱中，分2-3次加入加热至180℃的废旧鞋底再生胶粉拌合10min后继续放入180℃的烘箱中高温溶胀1h，再将上述沥青在180℃、5000转/min乳化30min下高温发育3h得到再生胶粉改性沥青；

2）制备废旧鞋底再生胶粉复合废旧衣物再生纤维增强沥青混合料

将集料、矿粉、再生纤维同时放入195℃的烘箱中加热；将加热过的集料与再生纤维同时放入搅拌机中，搅拌120s，然后加入180℃高温发育的再生胶粉改性沥青，搅拌180s，再加入矿粉后再次搅拌180s，即得。