CN101948622A - 一种环保型沥青再生剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种环保型沥青再生剂及其制备方法涉及道路铺设材料，即一种低粘度、无污染、低掺量的道路废旧沥青用环保型沥青再生剂及其制备方法。该再生剂由如下比例的原材料组成：植物油50.0～90.0％、沥青10.0～50.0％、稳定剂0.05-5.0％、防老剂0.1-3.0％。加工工艺步骤包括：a、预热反应釜，将按比例称取的植物油投入反应釜内预热至100-160℃；b、然后投入按比例称取的石油沥青，加热至140-180℃之间，并快速搅拌30-60min；c、逐渐降温至60-100℃，依次加入按比例称取的稳定剂和防老剂，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到环保型沥青再生剂。本发明的环保型沥青再生剂可稳定储存性能稳定，粘度低渗透性好，有利于施工，且节能环保有利于可持续发展。

Description

一种环保型沥青再生剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路铺设材料，特别涉及的是一种低粘度、无污染、低掺量的道路废旧沥青用环保型沥青再生剂及其制备方法。

背景技术

沥青铺设的路面是一种无接缝的连续式路面，它以承受力强、无扬尘、防飘滑、噪音低等优良性能在全世界范围内得到了广泛应用。目前我国的公路建设飞速发展，每年投资规模已经超过2000亿元，2008年底我国公路总里程达到373.02万公里，2009年底，中国高速公路的通车总里程达6.5万公里，居世界第二。但是，由于汽车荷载、雨水、阳光等因素的影响，沥青及沥青路面逐渐老化和恶化，沥青的老化主要表现为硬化、脆化，沥青路面的恶化主要表现为车辙、开裂、掉渣等病害现象。在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，大量翻挖、铣刨的沥青混合料被废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于我国这种优质沥青极为匮乏国家来说是一种资源的浪费，而且大量的使用新石料，开采石矿会导致森林植被减少，水土流失等严重的生态环境破坏。按照沥青的设计寿命(15～20年)，从现在起，每年有12％的沥青路面需要翻修，旧沥青废弃量将达到每年220万吨之多。

交通部部长李盛霖提出，交通发展面临的资源和环境形势日趋严峻，继续沿用传统的增长方式推进交通发展难以为继，必须坚决走出一条资源节约和环境友好的交通发展之路。要大力发展交通循环经济，推进工业废料综合利用、再生资源回收利用，扩大废弃路面材料的回收利用，研发推广能源替代、材料再生等技术，可见加强研究推广路面再生应用技术，是我国今后公路建设事业中一项十分重要的任务。

沥青路面再生技术不仅减少了资源浪费和污染环境，同时也降低了对新资源的需求，特别是热再生技术还为保障了再生路面的较高的路用性能。热再生技术，按照施工地点和分为就地热再生和厂办热再生，两者除了在旧料利用率上的不同外，对再生剂的要求也不同。由于施工工艺的差别，就地热再生更适合低粘度高渗透的沥青再生剂，而厂办热再生可以使用高粘度的再生剂。

传统再生剂一般为原油蒸馏产物，如柴油、机油、润滑油、常减压蒸馏油，以其其它富含芳烃类的矿物油，但是都存在一些问题，首先，如柴油、机油等轻质油类，虽然对沥青的渗透和软化效果较好，但是闪点低，一般都不足100℃，因此施工安全性低；其次，其它富含芳香份的矿物油，毕竟含有芳烃类，因此在高温加热等使用过程中，释放有毒气体等，因此对人体有所伤害；最后，原油的储存总量毕竟有限且短期内不可再生。然而，植物油不仅粘度低、闪点高，而且由于其来源于植物，因此具有可再生的特点。

植物油作为沥青再生剂的组成，虽然在国内鲜有报道，但是在国外如US6824326，曾提及用植物油或废旧植物油再生或软化沥青，并且Hasanan bin Md.Nor于1994在其名为“The Use of Palm Oil Products to Modify and RejuvenateBitumens”的毕业论文中介绍了棕榈油和棕榈仁油再生沥青的研究情况。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种工艺简单、价格低廉、性能稳定、无毒，并易于施工的环保型沥青再生剂及其制备方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

环保型沥青再生剂由下列组分按重量计算为：

植物油    50.0～89.0％

沥  青    10.0～49.0％

稳定剂    0.05-5.0％

防老剂    0.1-3.0％。

所述植物油为大豆油、葵花籽油、玉米油、菜籽油、棕榈油、橄榄油、亚麻籽油中的一种，或一种以上任意比例的混合物。

所述沥青为70号、90号、110号、130号或160号道路沥青中的一种或一种以上的任意比例的混合物。

所述的稳定剂为硫磺、4，4’-二硫代二吗啉、过氧化锌、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化(2，4-二氯苯甲酰)中的一种或一种以上任意比例混合物。

所述的防老剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-苯基-1-萘胺、N-苯基-2-萘胺中的一种或一种以上任意比例的混合物。

环保型沥青再生剂的制备方法包括如下步骤：

a、预热反应釜，将按比例称取的植物油投入反应釜内预热至100-160℃；

b、然后投入按比例称取的沥青，加热至140-180℃之间，并快速搅拌30-60min；

c、逐渐降温至60-100℃，依次加入按比例称取的稳定剂和防老化剂，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到沥青再生剂。

有益效果：由于本发明采用了植物油作为老化沥青的再生成分，它具有粘度低、闪点高、无毒无污染的特点，因此改变了以往的以富含芳烃类物质的矿物油作为沥青再生组分的局面，不仅具有渗透性好、施工安全的特点，而且大大减少了芳烃类对环境及人类的污染和毒害，同时，本发明的再生剂还具有用量少的特点。本发明还具有原材料易得，制备工艺简单、储存稳定，复合绿色生态和可持续发展的特点。

具体实施方式

本发明由下列组分按重量份配制而成：植物油50.0～90.0％、沥青10.0～50.0％、稳定剂0.05-5.0％、防老剂0.1-3.0％。

上述的植物油为大豆油、葵花籽油、玉米油、菜籽油、棕榈油、橄榄油和亚麻籽油等中的一种或一种以上任意比例的混合物。

上述的沥青为70号、90号、110号、130号和160号等道路石油沥青中的一种或一种以上的任意比例的混合物。

上述的稳定剂为硫磺、4，4’-二硫代二吗啉、过氧化锌、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化(2，4-二氯苯甲酰)等中的一种或一种以上任意比例混合物。

上述的防老剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺(4020)、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉(RD)、N-苯基-1-萘胺(甲)、N-苯基-2-萘胺(丁)等中的一种或一种以上任意比例的混合物。

以下实施例中如无特殊说明反应釜的搅拌速度为100转/分钟，快速搅拌速度为200转/分钟。

实施例1

预热反应釜，将按比例称取的435g棕榈油投入反应釜内预热至140℃；然后投入按比例称取的50g90号石油沥青，加热至160℃之间，并快速搅拌30min；逐渐降温至60℃，依次加入按比例称取的10g硫磺、1.5g2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和3.5g2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到环保型沥青再生剂A。

实施例2

预热反应釜，将按比例称取的175g玉米油和200g菜籽油投入反应釜内预热至120℃；然后投入按比例称取的50g90号石油沥青和55g110号石油沥青，加热至150℃之间，并快速搅拌45min；逐渐降温至70℃，依次加入按比例称取的6g4，4’-二硫代二吗啉和6.5g过氧化锌，以及3g2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚和4.5gN-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到环保型沥青再生剂B。

实施例3

预热反应釜，将按比例称取的100g棕榈油和225g大豆油投入反应釜内预热至100℃；然后投入按比例称取的55g70号和100g 130号石油沥青，加热至150℃之间，并快速搅拌55min；逐渐降温至80℃，依次加入按比例称取的5g过氧化二异丙苯和5g过氧化苯甲酰，以及2.5g2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉和7.5gN-苯基-1-萘胺，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到环保型沥青再生剂C。

实施例4

预热反应釜，将按比例称取的50g棕榈油、100g葵花籽油和100g橄榄油投入反应釜内预热至160℃；然后投入按比例称取的100g 90号和140g 160号石油沥青，加热至170℃之间，并快速搅拌60min；逐渐降温至90℃，依次加入按比例称取的2.5g过氧化(2，4-二氯苯甲酰)和2.5g硫磺，以及1.5gN-苯基-1-萘胺和3.5gN-苯基-2-萘胺，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到环保型沥青再生剂D。

对比例1

与实施例1相比，对比例1中采用了石油渣油作为再生成分代替棕榈油。

预热反应釜，将按比例称取的435g石油渣油投入反应釜内预热至140℃；然后投入按比例称取的50g90号石油沥青，加热至160℃之间，并快速搅拌30min；逐渐降温至60℃，依次加入按比例称取的10g硫磺、1.5g2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和3.5g2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到对比样1。

对比例2

与实施例1相比，对比例2中采用了90号石油沥青取代再生成分代替棕榈油。

预热反应釜，将按比例称取的485g90号石油沥青投入反应釜内加热至160℃之间，并快速搅拌30min；逐渐降温至60℃，依次加入按比例称取的10g硫磺、1.5g2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和3.5g2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到对比样2。

表1为实施例和对比例制得的沥青再生剂的几项基本性能指标。

表1

用实施例1、对比例1和对比例2制备出来的三种沥青再生剂，再生老化沥青，再生剂的掺量及其再生沥青的性能见表2所示。

表2

Claims (6)

1.一种环保型沥青再生剂，其特征在于由下列组分按重量计算为：

植物油    50.0～89.0％

沥  青    10.0～49.0％

稳定剂    0.05-5.0％

防老剂    0.1-3.0％。

2.根据权利要求1所述的环保型沥青再生剂，其特征在于所述植物油为大豆油、葵花籽油、玉米油、菜籽油、棕榈油、橄榄油、亚麻籽油中的一种，或一种以上任意比例的混合物。

3.根据权利要求1所述的环保型沥青再生剂，其特征在于所述沥青为70号、90号、110号、130号或160号道路沥青中的一种或一种以上的任意比例的混合物。

4.根据权利要求1所述的环保型沥青再生剂，其特征在于所述的稳定剂为硫磺、4，4’-二硫代二吗啉、过氧化锌、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化(2，4-二氯苯甲酰)中的一种或一种以上任意比例混合物。

5.根据权利要求1所述的环保型沥青再生剂，其特征在于所述的防老剂为2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2，2′-甲撑双4-甲基-6-叔丁基苯酚、N-(1，3-二甲基丁基)-N-苯基对苯二胺、2，2，4-三甲基-1，2-二氢化喹啉、N-苯基-1-萘胺、N-苯基-2-萘胺中的一种或一种以上任意比例的混合物。

6.一种如权利要求1、2、3、4或5所述的环保型沥青再生剂的制备方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

a、预热反应釜，将按比例称取的植物油投入反应釜内预热至100-160℃；

b、然后投入按比例称取的沥青，加热至140-180℃之间，并快速搅拌30-60min；

c、逐渐降温至60-100℃，依次加入按比例称取的稳定剂和防老化剂，继续快速搅拌至均匀，后逐渐冷却至室温即可得到沥青再生剂。