CN101255245B - 道路沥青再生剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种道路沥青再生剂。所说的道路沥青再生剂，以所用原料总重量计，其主要以50wt％～100wt％的脱硫橡胶粉、0wt％～50wt％的重质矿物油和0wt％～10wt％的橡胶硫化组分为原料，在30℃～200℃混合搅拌0.5～3.0小时制得。本发明提供了一种质优价廉的道路沥青再生剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路沥青再生剂。
背景技术
沥青路面在车轮荷载作用下，承受着压应力、剪应力和拉应力等动静荷载，并且沥青路面长期暴露于自然，因此受到各种自然因素如氧、阳光、温度、水和风等自然力的作用，致使混合料中的沥青、骨料的性能发生物理及化学变化，并最终表现为沥青混合料内沥青粘度增大、老化和集料的细化作用。沥青在路面中受到自然因素作用后，就会导致沥青组分“移行”，即沥青质相应增加，从而导致沥青老化、粘度增加，而随着粘度的增长，沥青的针入度、延度及软化点也会发生有规律的变化，同时导致沥青性能下降。
道路沥青的再生利用，是将旧沥青路面经过加热、翻挖、回收、破碎和筛分后，与再生剂、新沥青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料，满足一定的路用性能并重新铺筑于路面的一整套工艺。
迄今，关于沥青再生机理的研究，主要存在两种理论。其一是：“相容性理论”。该理论从化学热力学出发，认为沥青产生老化的原因是沥青胶质物系中各组分相容性降低，导致组分间溶度参数差增大.如能掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小，则旧沥青即能恢复到(甚至超过)原始(新)沥青的性能；其二是：“组分调节理论”。该理论是从化学组分移行出发，认为沥青的老化过程实质为沥青组分的移行过程，即沥青中某些组分偏多、而某些组分偏少，导致沥青中各组分间比例失调，造成沥青性能下降。因此，如能通过掺加再生剂，使沥青中各组分比例再度和谐，则可达沥青再生之目的。
现有沥青再生剂多为石油工业生产低粘度油和增粘树脂的混合物(精细石油化工进展，20034(8)：18；J.Wuhan University of Technology-Mater.Sci.Ed，2002，17(3)：64)，其虽能再生沥青，但其成本较高(所用增粘树脂的价格约为2.5万元/吨)，限制了其规模化商业应用。
因此，提供质优价廉的道路沥青再生剂就成为本发明需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种质优价廉的道路沥青再生剂。
本发明所说的道路沥青再生剂，以所用原料总重量计，其主要以50wt％～100wt％的脱硫橡胶胶粉、0wt％～50wt％的重质矿物油和0wt％～10wt％的橡胶硫化组分为原料，在30℃～200℃混合搅拌0.5～3.0小时制得；
其中：所说的脱硫橡胶粉是由废旧橡胶经粉碎并经现有脱硫工艺脱硫后获得。本发明所用的脱硫橡胶胶粉为市售品，其粒径为20目～200目(优选为20目～80目，最佳为40目～60目)；
所说的重质矿物油选自催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、煤焦油、润滑油溶剂精制抽出油、石油渣油、脱沥青油、重质馏分油、裂解制乙烯的焦油、废润滑油、白油或润滑油基础油中的一种、二种或二种以上的混合物。本发明所用的重质矿物油为市售品。本发明优选的重质矿物油为催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、煤焦油或润滑油溶剂精制抽出油。
所说橡胶硫化组分为橡胶硫化剂或/和橡胶硫化促进剂，如硫磺或/和其它类型橡胶硫化促进剂[如(但不限于)选自：二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、噻唑盐类、硫脲类、胍类、次磺酰胺类、秋兰姆类或醛胺类中一种、二种或二种以上混合物]。本发明所用的橡胶硫化组分同样也为市售品。
在本发明一个优选的技术方案中，所说的道路沥青再生剂，以所用原料总重量计，其主要以50wt％～90wt％的脱硫橡胶粉、5wt％～40wt％的重质矿物油和1wt％～10wt％的橡胶硫化组分为原料，在30℃～200℃混合搅拌0.5～3.0小时制得。
本发明所述的道路沥青再生剂，其使用方法如下：
将70wt％～90wt％的废旧道路沥青与10wt％～30wt％的本发明所述的道路沥青再生剂在150℃～250℃条件下搅拌混合0.5～3.0小时即可使废旧道路沥青再生。
来源于废旧轮胎的橡胶胶粉经脱硫后，能与老化沥青中的沥青质和胶质发生化学作用，使橡胶粉在沥青中的分散稳定性得到解决；同时也解决了老化沥青中高含量的沥青质分散离析而使其道路性能下降的问题。此外，本发明的另一优点在于，本发明所述的再生剂的主要组分为脱硫橡胶粉(其来源于废旧橡胶胶粉)。目前脱硫橡胶粉的价格约为2300-3000元/吨，因此本发明所说的道路沥青再生剂较现有道路沥青再生剂而言，更具商业价值。
具体实施方式
本发明中所说的脱硫橡胶胶粉中的“脱硫”指：采用现有脱硫工艺使硫化橡胶中硫原子之间化学键(-S-S-)发生断裂。
所述的脱硫工艺选自快速脱硫工艺、低温塑化脱硫工艺、高温连续脱硫工艺、螺杆挤出脱硫工艺、鲁奇-菲克尔脱硫工艺、微波脱硫工艺、远红外线脱硫工艺、高能辐射脱硫工艺、超声波脱硫工艺、无油脱硫工艺或生物脱硫工艺中的一种脱；优选低温塑化脱硫工艺、微波脱硫工艺或无油脱硫工艺；
所用的橡胶粉的粒径为20目～200目(更优选为40目～80目)；
所用的脱硫橡胶粉的物化性质满足如下要求：丙酮抽出物：≤25％；橡胶烃含量：40-55％；灰分含量≤15％；炭黑含量：20-40％；拉伸强度/MPa：≥4.00；扯断伸长率/％：≥230；门尼黏度ML1+4 100℃：≤70。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，其目的是为了更好理解本发明的内容，所举之例并不限制本发明的保护范围：
实施例1
将60目微波脱硫胶粉作为废旧沥青再生剂。将10.0wt％的该再生剂同90.0wt％的AH-90#老化沥青在180℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例2
将98.0wt％的40目微波脱硫胶粉和2.0wt％的硫磺在150℃下搅拌混合0.5小时，即制备得废旧沥青再生剂。将15.0wt％的该再生剂同85.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例3
将85.0wt％的200目微波脱硫胶粉及15.0wt％的减压渣油在70℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将30.0wt％的该再生剂同70.0wt％的AH-90#老化沥青在180℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例4
将80.0wt％的20目微波脱硫胶粉、15.0wt％的催化裂化澄清油、5.0wt％的硫磺在200℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例5
将100.0wt％的60目微波脱硫胶粉作为废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例6
将96.0wt％的60目低温塑化脱硫胶粉、2.0wt％的硫磺、1.0wt％的四甲基硫脲及1.0wt％的异丙基黄原酸锌在30℃下搅拌混合0.5小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例7
将87.0wt％的80目微波脱硫胶粉、10.0wt％的催化裂化澄清油、3.0wt％的硫磺在100℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将15.0wt％的该再生剂同85.0wt％的AH-90#老化沥青在150℃下搅拌混合2.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例8
将50.0wt％的60目微波脱硫胶粉、45.0wt％的润滑油溶剂精制抽出油、5.0wt％的硫磺在80℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将25.0wt％的该再生剂同75.0wt％的AH-90#老化沥青在170℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例9
将80.0wt％的200目无油脱硫胶粉、15.0％wt的煤焦油、5.0％wt的硫磺在100℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在165℃下搅拌混合2.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例10
将80.0wt％的40目微波脱硫胶粉、15.0wt％的催化裂化澄清油、5.0wt％的硫磺在100℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在175℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例11
将90.0wt％的60目微波脱硫胶粉8.0wt％的硫磺和2.0wt％的二硫化四甲基秋兰姆在70℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同30.0wt％的AH-90#老化沥青及50wt％AH-90#“新鲜”沥青在190℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例12
将70.0wt％的60目高温连续脱硫胶粉、25.0wt％的催化裂化澄清油、5.0wt％的二甲基二硫代氨基甲酸锌在100℃下搅拌混合1.0小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例13
将80.0wt％的40目微波脱硫胶粉、15.0wt％的减压渣油、2.0wt％的硫磺、2.0％wt的二硫化四甲基秋兰姆及1.0％wt的二苯胍在150℃下搅拌混合0.5小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同80.0wt％的AH-90#老化沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
实施例14
将96.0wt％的60目微波脱硫胶粉、3.0wt％的硫磺和1.0wt％的N-环基基-2-苯并噻唑次磺酰胺在80℃下搅拌混合0.5小时，即制备得废旧沥青再生剂。将20.0wt％的该再生剂同65.0wt％的AH-90#老化沥青及15wt％AH-90#“新鲜”沥青在200℃下搅拌混合1.0小时得再生沥青，其性能见表1。
上述实施例的结果(具体见表1)表明，以脱硫胶粉制备的废旧沥青再生剂对废旧沥青具有很好的改性再生作用，通过调节重质矿物油和添加剂的比例制备的再生剂改性废旧沥青后的性能能够达到美国胶粉改性沥青的标准。在实际应用中会根据需要掺入一定比例的新鲜沥青，改性再生沥青同新鲜沥青调和会使废旧沥青的性能得到更大的提高，完全能满足重交沥青的性能。
表1
注：ARB-1，ARB-2，ARB-3为美国胶粉改性沥青标准。
Claims (4)
1.一种道路沥青再生剂，其特征在于，所说的道路沥青再生剂，以所用原料总重量计，其主要以50wt％～90wt％的脱硫橡胶粉、5wt％～40wt％的重质矿物油和1wt％～10wt％的橡胶硫化组分为原料，在30℃～200℃混合搅拌0.5～3.0小时制得；
其中：所说的重质矿物油选自催化裂化重循环油、催化裂化澄清油、煤焦油、润滑油溶剂精制抽出油、石油渣油、脱沥青油、重质馏分油、裂解制乙烯的焦油、废润滑油、白油或润滑油基础油中的一种、二种或二种以上的混合物；
所说橡胶硫化组分为橡胶硫化剂或/和橡胶硫化促进剂。
2.如权利要求1所述的道路沥青再生剂，其特征在于，其中所说的脱硫橡胶粉是由废旧橡胶经粉碎并经脱硫后获得。
3.如权利要求2所述的道路沥青再生剂，其特征在于，其中所说的脱硫橡胶粉的粒径为20目～200目。
4.如权利要求1所述的道路沥青再生剂，其特征在于，其中所说的橡胶硫化组分为硫磺、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、噻唑盐类、硫脲类、胍类、次磺酰胺类、秋兰姆类或醛胺类中一种、二种或二种以上混合物。
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