一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法技术

本发明专利技术属于资源再生利用领域，具体涉及一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法。所述废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法，包括以下步骤：S1、惰性气体氛围下，将废旧轮胎橡胶磨成粉末，在粉末中依次加入有机溶剂、碱、金属单质，在140

【技术实现步骤摘要】
一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法


[0001]本专利技术属于资源再生利用领域，具体涉及一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法。

技术介绍

[0002]我国沥青主要为石油沥青，近两年产量均超3000万吨，主要应用于路面、屋面、地下结构、木材、钢材的防水及防腐等领域。石油沥青按化学结构及物理力学性质相近的方式划分为四组分：1)饱和分(小分子量烷烃，其软化点低、粘度小，约14％)；2)芳香分(流动性较好的烷基、环烷基等取代基构成的多环芳烃化合物，粘度介于饱和分与胶质之间，约50％)；3)胶质(含极性基团的芳香环、杂环芳烃组成的化合物，约23％)；4)沥青质(含有大量的多环结构及杂环结构，决定温度敏感性的必需组分，良好的粘滞性和塑性，约12％)(缑晶，石油沥青多环芳烃含量检测方法研究，长安大学硕士学位论文，2020)，其平均分子量在800
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2500g/mol。(Oliver Mullins and Eric Sheu(Editors)Structure&Dynamics of Asphaltenes,1st Edition.Springer.ISBN 0
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306
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45930
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2.1999(See Chapter 1,page 17))
[0003]轮胎主要由生胶材料、纺织物、防老剂、碳黑、金属，以及增塑剂、氧化锌、硫磺等多种有机与无机物质组成。生胶材料由天然橡胶及合成橡胶构成，约占55％～60％。天然橡胶含90％以上的顺r/>‑
1，4
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聚异戊二烯天然高分子化合物(分子量100万左右；Bradley S.Bushmana Andrew A.et al.,Identification and comparison of natural rubber from two Lactuca species,2006,67(23):2590
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2596)，及少量的蛋白质、脂肪酸、糖分及灰分；车用合成橡胶分丁苯橡胶、低顺式聚丁二烯橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶。(方强，合成橡胶在轮胎行业中的应用探讨，中国石油和化工标准与质量，2012，(3)：42)
[0004]国家统计局数据显示，轮胎作为汽车行驶的重要安全构建，常因磨损3年左右即须报废。我国废旧轮胎以8％
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10％的速度连创新高，2021年报废轮胎已达2000万吨，其存储、难降解等问题，被称为“黑色污染”。因此，废旧轮胎中生胶材料的分离、转化、再生及利用具有重要意义。
[0005]废旧轮胎回收利用方面，山东舜合胶业有限公司申请的专利(公开号CN102950672A，公开日期2013
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03
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06)“一种利用废旧轮胎生产高强力橡胶粉的生产方法”，其生产流程为：废旧轮胎
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胎冠分离
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切块
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常温精碎
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振动筛选
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强力磁选
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等温研磨
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除尘
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成品。
[0006]轮胎橡胶粉再生胶粉方面，山东润通橡胶有限公司申请的专利(公开号CN 108003379A，公开日期2018
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05
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08)“一种以废旧轮胎胶粉制备再生胶粉的方法”，该方法为：废旧轮胎胶粉
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酸浸、碱浸和洗涤除杂
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烘干
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无机热融盐混合电解
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水混合过滤
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微生物菌液发酵
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水浸泡
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冷冻粉碎，得再生胶粉。该技术存在流程多、微生物发酵控制复杂、耗时长等缺陷。
[0007]废旧轮胎热裂解方面，涉及化学键断裂、自由基形成、分子重排和热聚合等反应，
各反应平行、连串、交叉进行。Xu等通过TGA/DTG证明热解分为两个阶段：285～531℃内橡胶分解；663～847℃内热解产物二次反应。(XU F F,WANG B,YANG D,et al.TG
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FTIR and Py
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GC/MS study onpyrolysis mechanism and products distribution of waste bicycle tire.Energy Conversion and Management,2018,175:288
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297.)。Taleb等利用固定床热解研究表明：300～500℃时，轮胎热解炭处于非均质黏性状态；当热解温度高于500℃时，废轮胎已完全热解为不可凝气体，或生成热解炭。(TALEB Dzuhairy Ab,HAMID Hamidah Abd,DERIS Raja Razuan Raja,et al.Insights into pyrolysis of waste tire in fixed bed reactor:thermal behavior.Materials Today:Proceedings,2020,31:178
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186)。上述研究表明，热降解存在能耗高，温度控制难的缺陷。
[0008]废旧轮胎橡胶粉定向降解方面，南开大学刘双喜等申请的专利(公开号：CN102161775A，公开日期：2012
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12
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12)，“一种废轮胎胶粉中多环芳烃的降解方法”，该方法经：废轮胎胶粉
→
TiO2/双氧水
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紫外光下多环芳烃降解
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筛网收集橡胶粉
→
蒸馏水洗涤、晾干得多环芳烃降解产物。中国科学院山西煤炭化学研究所申请的专利(公开号：CN110054805 A，公开日期：2019
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07
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26)“一种废旧轮胎定向降解的方法”，该方法针对轮胎橡胶的S
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S键的断裂，经：废旧轮胎胶粉
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金属离子催化剂
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羰基反应溶剂
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降解反应
→
冷却
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有机溶剂溶解
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过滤
→
干燥得到线性橡胶高分子。上述两种方法均未围绕沥青组分进行综合考虑，废旧轮胎橡胶粉降解得到的仅为线性或稠环结构；此外，降解反应时相应分子量的调控没有明确说明，对应用于道路铺设的沥青混用存在限制。

技术实现思路

[0009]对比废旧轮胎生胶材料及沥青组分，均含柔性饱和碳链及芳香环结构，基于此，本专利技术提供了一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法，该类沥青与沥青分子量接近，可作为高速公路铺设中部分沥青的替代品。
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法，包括以下步骤：
[0012]S1、惰性气体氛围下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废旧轮胎橡胶降解为类沥青的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、惰性气体氛围下，将废旧轮胎橡胶磨成粉末，在粉末中依次加入有机溶剂、碱、金属单质，在140
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300℃下降解8
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24小时，得到降解产物混合液；S2、在降解产物混合液中加水分层，过滤，减压回收有机层，得到类沥青；所述粉末、有机溶剂、碱、金属单质的质量份数比为1:（30
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100）：（0.1
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0.5）:（0.1
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0.5） 。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粉末、有机溶剂、碱、金属单质的质量份数比为1:60:0.2:0.2。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，粉末的密度为1.18g/cm3，数均分子量为（19
‑
20）
×
104，重均分子量为（47
‑
48）
×
104。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述废旧轮胎橡胶为天然橡胶与合成橡胶的混合物。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，有机溶剂为碳十一烷烃、碳十二烷烃、碳十三烷烃、碳十四烷烃、碳十五烷烃、碳十一六烷烃、碳十七烷烃、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李九苏，周琢强，刘朝晖，杨晓云，候芸，董元帅，秦岳，戴聆春，
申请(专利权)人：华南农业大学中国公路工程咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：