CN103073899B - 一种环保型道路废旧沥青再生剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保型道路废旧沥青再生剂，所述再生剂由如下组分及其重量份组成：再生组分45～75份，增塑剂1～5份，废丁苯橡胶粉25～55份，抗废旧剂0.5～3份。本发明还公开了一种环保型道路废旧沥青再生剂的制备方法，本发明所提供的再生剂是一种使沥青轻质组分和沥青质补偿均使用废旧资源合成的废旧沥青再生剂，这类再生剂不仅再生性能好，经济、对环境友好，且不占用现有或待开发资源，使废旧资源得以最大化的被循环使用。

Description

一种环保型道路废旧沥青再生剂及其制备方法

技术领域

本发明属于沥青材料的组合物领域，具体地，涉及一种环保型道路废旧沥青再生剂及其制备方法。

背景技术

随着我国道路建设事业的蓬勃发展，沥青混合料路面的施工和养护技术日趋成熟，沥青使用量也逐年增加。然而，在化石燃料日益枯竭、未来沥青产量逐日下降的严峻形势背景下，沥青路面在长期使用过程中，由于氧化、光照、雨水、荷载以及温度变化等因素的作用，会发生废旧变硬，进而产生裂缝、坑槽等路面破坏现象。因此，保持或提高现有沥青混合料路面的使用寿命以及再生废旧沥青的方法和技术是解决沥青用量增加与产量下降这两者之间矛盾的最直接途径。

我国在八十年代初期所使用的再生剂很多就是一些石油工业生产出的轻质油如润滑油、柴油、机油、减五油等或者它们的混合物，一些省份用此再生剂铺筑了许多再生路面。但是只用轻质油分来再改性旧料，实践证明效果并不是很好。

首先，轻质油分在自然界风、热、光等的作用下极易挥发。其中芳香分易于发生氧化、缩合、共聚等反应，分子量会很快变大。所以加入的油分并不能长期稳定的存在于沥青中，对混合料性能的改善也只是一个短期行为。

其次，对于反应式：油分（主要是芳香分）→胶质→沥青质来说，油分的过量加入，会加快这种不可逆反应的进程，也就是起了加速废旧的作用。再者，油分与沥青质的溶度参数相差较大，加入油分后虽能起到降粘的作用，并不能保证形成稳定的高分子浓溶液。所以，用轻油再生的旧沥青混合料其自身的抗废旧性能较差，用此混合料铺成的再生沥青路面，有效服务期较短，一般几年后就又趋于废旧。

为解决上述问题，目前国内主要采用轻质油分+树脂的组合物，再另加一些辅助剂的方法：

如申请号：200610063563.0，专利名称：一种提高废旧沥青混合料高稳定性的沥青再生剂。该发明专利所公开的再生剂按重量份组成为：富含芳香分和胶质的炼油厂废料70～95份；树脂5～25份；防老剂0.1～1份；抗紫外线助剂0.1～1份；高温稳定剂2～5份。

又如申请号：200410018445.9，专利名称：废沥青再生剂及其制备方法。该发明专利所公开的再生剂各组分的组成按重量百分比计分别为：轻质油分75～90%，树脂10～25%，防老剂0.1～1%，抗紫外线助剂0.1～1%。

在一定程度范围内，这些再生剂能够有效的再生废沥青，但是由于富含芳香分的轻质油类、植物油、溶剂油和树脂等组分价格昂贵，且有的组分不可再生，如轻质油类；有的不环保，如防老剂，总而言之，这些再生剂的性价比低，不经济。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种环保型道路废旧沥青再生剂，所述再生剂是一种使沥青轻质组分和沥青质补偿均使用废旧资源合成的废旧沥青再生剂，这类再生剂不仅再生性能好，经济、对环境友好，且不占用现有或待开发资源，使废旧资源得以最大化的被循环使用。同时，本发明还提供一种环保型道路废旧沥青再生剂的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提出了一种环保型道路废旧沥青再生剂，所述再生剂由如下组分及其重量份组成：再生组分45～75份，增塑剂1～5份，废丁苯橡胶粉25～55份，抗废旧剂0.5～3份。

进一步优选地，所述再生组分选自下列油类物质中的一种或多种：下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油。

本发明所选用的再生组分，是一种废旧资源经简单加工而成的再生物，这些废旧资源其实就是现今社会广为诟病的“地沟油”的几类主要来源，使用所述再生组分作为制备再生剂的原料之一，不仅性价比高，且环保，还能够有效地抑制其被非法的应用，尤其应用于食品领域，避免其危害人们的健康。

进一步优选地，所述增塑剂为对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸乙烯酯、领苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类中的一种或多种。

添加增塑剂可提高再生沥青的塑性，而且选用的增塑剂均属于环境友好化合物材料，无毒环保。

进一步优选地，所述抗废旧剂是丁基羟基茴香醚、特丁基对苯二酚中的一种或两种。

添加抗废旧剂可延缓再生沥青的废旧速度，提高再生沥青的使用寿命。

进一步优选地，所述废丁苯橡胶粉的粒径为60～100目。

使用废丁苯橡胶粉，也是一种废旧资源的再利用，经济环保。

进一步优选地，所述柠檬酸酯类为柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯中的一种或多种。

同时，本发明还提供一种环保型道路废旧沥青再生剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

A、预热反应釜并升温至110～170℃，向反应釜内加入45～75重量份的再生组分，搅拌20～50min；

B、搅拌完成后，再加入25～55重量份的废丁苯橡胶粉，控制温度在160～200℃，搅拌70～100min；

C、搅拌完成后，逐渐降温至80～120℃，依次加入1～5重量份的增塑剂和0.5～3重量份的抗废旧剂，搅拌25～45min，而后逐渐冷却至室温，最终得到所述环保型道路废旧沥青再生剂。

本发明的有益效果在于：

在现有技术中，废旧沥青再生剂主要由两种组分组成：一种组分用于补偿废旧沥青中的轻质组分，诸如富含芳香分的轻质油类、植物油以及溶剂油等；另一种组分用于补偿废旧沥青中的沥青质，诸如树脂、塑料弹性体等。在一定程度范围内，这些再生剂能够有效的再生废沥青，但是由于富含芳香分的轻质油类、植物油、溶剂油和树脂等组分价格昂贵，作为再生剂的组分会使得资源利用不合理，且有的组分不可再生，有的不环保（如塑料弹性体、重质矿物油类等），总而言之，这些再生剂的性价比低，不经济。

本专利中，发明人创造性的使用废旧资源制备废旧沥青再生剂，这类再生剂不仅再生性能好，经济、对环境友好，且不占用现有或待开发资源，使废旧资源得以最大化的被循环使用，构思巧妙具备突出的创造性。具体而言，发明人通过循环回收利用对下水道中的油腻漂浮物、餐饮业的泔水、劣质的家禽脂肪以及用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣进行简单加工后获得的油类物质作为再生组分，以补偿废旧沥青中的轻质组分。实际上，下水道中的油腻漂浮物、泔水、劣质的家禽脂肪以及废油渣中的油，均是“地沟油”的主要来源，本发明所制备的再生剂，亦是对“地沟油”的回收再利用，不仅性价比高，且环保，还能够有效地抑制其被非法的应用，尤其应用于食品领域，避免其危害人们的健康。使用的废丁苯橡胶粉亦是对废旧丁苯橡胶的回收利用，可在一定程度上改善沥青的高低温性能，加之增塑剂和抗废旧剂均选用无毒、对环境友好的材料，简单环保，且本发明再生剂的制备方法、工艺和设备简单，容易操作；本发明再生剂对道路废旧沥青的再生效果好，兼具改善沥青高低温性能的优点，有效地补偿了沥青中的轻质组分和沥青质，实现了废旧沥青的再生。

具体实施方式

本发明所提供的一种环保型道路废旧沥青再生剂，由如下组分及其重量份组成：再生组分45～75份，增塑剂1～5份，废丁苯橡胶粉25～55份，抗废旧剂0.5～3份。

所述再生组分选自下列油类物质中的一种或多种：下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油。

具体而言，本发明所用再生组分是通过对如下物质进行加工所得到的：

将下水道中的油腻漂浮物；将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜（通称泔水）；劣质猪肉、猪内脏、猪皮（即劣质家禽脂肪）；用于油炸食品的油使用次数超过一定次数后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用（即废油渣）。

所提及的加工，即对前述物质进行过滤、加热、沉淀、分离，从而得到油类物质。

所述增塑剂为对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸乙烯酯、领苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类中的一种或多种。所述柠檬酸酯类为柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯中的一种或多种。

所述抗废旧剂是丁基羟基茴香醚、特丁基对苯二酚中的一种或两种。

所述废丁苯橡胶粉的粒径为60～100目。

同时，本发明还提供一种环保型道路废旧沥青再生剂的制备方法，所述方法包括如下步骤：

A、预热反应釜并升温至110～170℃，向反应釜内加入45～75重量份的再生组分，搅拌20～50min；

B、搅拌完成后，再加入25～55重量份的废丁苯橡胶粉，控制温度在160～200℃，搅拌70～100min；

C、搅拌完成后，逐渐降温至80～120℃，依次加入1～5重量份的增塑剂和0.5～3重量份的抗废旧剂，搅拌25～45min，而后逐渐冷却至室温，最终得到所述环保型道路废旧沥青再生剂。

下面将结合具体实施实例对本发明进行一步说明。

实施例1

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至165℃后，按重量份数称取由劣质家禽脂肪加工提炼的油60份，投入反应釜并快速搅拌40min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉36份，所述废丁苯橡胶粉粒径为60～80目，投入反应釜，加热至180℃，并快速搅拌85min；之后逐渐降温至110℃，依次加入3份领苯二甲酸二辛酯和1份特丁基对苯二酚，继续快速搅拌30min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例2

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至110℃后，按重量份数称取由下水道的油腻漂浮物加工提炼的油50份，投入反应釜并快速搅拌30min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉45份，所述废丁苯橡胶粉粒径为70～90目，投入反应釜，加热至190℃，并快速搅拌90min；之后逐渐降温至120℃，依次加入4.5份对苯二甲酸乙二醇酯和0.5份特丁基对苯二酚，继续快速搅拌35min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例3

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至155℃后，按重量份数称取由餐饮业的泔水加工提炼的油45份，投入反应釜并快速搅拌20min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉50份，所述废丁苯橡胶粉粒径为80～100目，投入反应釜，加热至200℃，并快速搅拌100min；之后逐渐降温至120℃，依次加入4份乙酰柠檬酸三乙酯和1份丁基羟基茴香醚，继续快速搅拌45min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例4

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至160℃后，按重量份数称取用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣（即废油渣），经过简单加工、提炼出的油类物质75份，投入反应釜并快速搅拌50min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉23份，粒径为70～100目，投入反应釜，加热至185℃，并快速搅拌70min；之后逐渐降温至100℃，依次加入对苯二甲酸乙二醇酯和醋酸乙烯酯各0.8份，特丁基对苯二酚1.2份，继续快速搅拌35min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例5

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至170℃后，按重量份数称取用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣（即废油渣），经过简单加工、提炼出的油类物质70份，投入反应釜并快速搅拌40min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉28份，粒径为60～80目，投入反应釜，加热至180℃，并快速搅拌80min；之后逐渐降温至90℃，依次加入乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯和醋酸乙烯酯各2份，特丁基对苯二酚1份，继续快速搅拌26min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例6

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至120℃后，按重量份数称取用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣（即废油渣），经过简单加工、提炼出的油类物质以及下水道中油腻漂浮物加工提炼出的油类物质共50份，投入反应釜并快速搅拌20min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉25份，粒径为70～90目，投入反应釜，加热至160℃，并快速搅拌100min；之后逐渐降温至80℃，依次加入领苯二甲酸二辛酯、柠檬酸三丁酯和醋酸乙烯酯各1份，特丁基对苯二酚1份和丁基羟基茴香醚0.5份，继续快速搅拌25min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例7

首先预热反应釜，待反应釜温度预热至110℃后，按重量份数称取泔水经过简单加工、提炼出的油类物质、劣质家禽脂肪经加工提炼出的油类物质以及用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣（即废油渣），经过简单加工提炼出的油类物质共75份，投入反应釜并快速搅拌50min；然后按比例称取废丁苯橡胶粉50份，粒径为90～100目，投入反应釜，加热至190℃，并快速搅拌100min；之后逐渐降温至100℃，依次加入对苯二甲酸乙二醇酯、柠檬酸三乙酯和乙酰柠檬酸三乙酯各1.5份，特丁基对苯二酚1.5份和丁基羟基茴香醚1.5份，继续快速搅拌45min，而后逐渐冷却至室温即得到一种环保型道路废沥青再生剂。

实施例8

本实施例将结合回收的废旧沥青、本发明的环保型道路废旧沥青再生剂，实现对废旧沥青的再生，并通过测试和比较分析道路废旧沥青再生前后的软化点、针入度以及延度三大常规性能。

一、再生剂的选用

选用实施例1～4中所制备的再生剂。

二、再生剂的应用

本发明再生剂再生的道路废旧沥青是一种由道路修补回收的废SBS改性沥青，所述SBS改性沥青是应用最为广泛的改性沥青，该沥青的再生步骤如下：

（1）预热反应釜，加热至190℃，然后加入废SBS改性沥青，快速搅拌30min；

（2）之后逐步降温至150℃，按与废SBS改性沥青的质量为1:50的比例量加入本发明中实施例1～4中所制备的再生剂，迅速搅拌20min，即使本发明的再生剂应用于道路废沥青的再生。

分别以1:20和1:15的比例，采用同上述一样的步骤，应用本发明再生剂再生废SBS改性沥青。

三、性能比较

道路废SBS改性沥青再生前后的软化点、针入度和延度等常规性能测试数据见表1～表3。

表1道路废SBS改性沥青再生前后的常规性能比较

表2道路废SBS改性沥青再生前后的常规性能比较

表3道路废SBS改性沥青再生前后的常规性能比较

从表1～表3可以看出，废SBS改性沥青再生前，针入度和延度已经严重衰减，不但不符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）对聚合物改性沥青的技术要求，同时也让沥青混合料的路用功能严重受损。而在应用了本发明再生剂之后，废SBS改性沥青的延度和针入度大大地被补偿，尽管软化点有所降低，但是不影响其路用功能。此外，随着本发明再生剂用量的增加，废SBS改性沥青的延度和针入度进一步得到改善，这表明本发明的再生剂不仅经济环保，且再生性能好。

实施例9

本实施例结合回收的废旧沥青、本发明的环保型道路废旧沥青再生剂，实现对废旧沥青的再生，并通过测试和比较分析道路废旧沥青再生前后的软化点、针入度以及延度三大常规性能。

一、再生剂的选用

选用实施例5～7中所制备的再生剂。

二、再生剂的应用

本发明再生剂再生的道路废旧沥青是一种由道路修补回收的废丁基橡胶改性沥青，该沥青的再生步骤如下：

（1）预热反应釜，加热至190℃，然后加入废丁基橡胶改性沥青，快速搅拌30min；

（2）之后逐步降温至150℃，按与废丁基橡胶改性沥青的质量为1:50的比例量加入本发明中实施例5～7中所制备的再生剂，迅速搅拌20min，即使本发明的再生剂应用于道路废沥青的再生。

分别以1:20和1:15的比例，采用同上述一样的步骤，应用本发明再生剂再生废丁基橡胶改性沥青。

三、性能比较

道路废丁基橡胶改性沥青再生前后的软化点、针入度和延度等常规性能测试数据见表4～表6。

表4道路废丁基橡胶改性沥青再生前后的常规性能比较

表5道路废丁基橡胶改性沥青再生前后的常规性能比较

表6道路废丁基橡胶改性沥青再生前后的常规性能比较

从表4～表6可以看出，废丁基橡胶改性沥青再生前，针入度和延度已经严重衰减，不但不符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）对聚合物改性沥青的技术要求，同时也让沥青混合料的路用功能严重受损。而在应用了本发明再生剂之后，废丁基橡胶改性沥青的延度和针入度大大地被补偿，尽管软化点有所降低，但是不影响其路用功能。此外，随着本发明再生剂用量的增加，废丁基橡胶改性沥青的延度和针入度进一步得到改善，这表明本发明的再生剂不仅经济环保，且再生性能好。

同样，本发明所提供的环保型道路废旧沥青再生剂同样适用于废旧天然橡胶改性沥青、废旧丁苯橡胶改性沥青、废旧氯丁橡胶改性沥青、废旧顺丁橡胶改性沥青、废旧废橡胶和再生橡胶改性沥青、其他废旧橡胶类改性沥青(如乙丙橡胶、丁腈橡胶等)的再生。

需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在本发明的上述指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种环保型道路废旧沥青再生剂，其特征在于，所述再生剂由如下组分及其重量份组成：再生组分45～75份，增塑剂1～5份，废丁苯橡胶粉25～55份，抗废旧剂0.5～3份；

所述再生组分选自下列油类物质中的一种或多种：下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油；

所述增塑剂为对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸乙烯酯、邻苯二甲酸二辛酯、柠檬酸酯类中的一种或多种；

所述抗废旧剂是丁基羟基茴香醚、特丁基对苯二酚中的一种或两种；

所述再生剂通过如下步骤制成：A、预热反应釜并升温至110～170℃，向反应釜内加入45～75重量份的再生组分，搅拌20～50min；B、搅拌完成后，再加入25～55重量份的废丁苯橡胶粉，控制温度在160～200℃，搅拌70～100min；C、搅拌完成后，逐渐降温至80～120℃，依次加入1～5重量份的增塑剂和0.5～3重量份的抗废旧剂，搅拌25～45min，而后逐渐冷却至室温，最终得到所述环保型道路废旧沥青再生剂。

2.根据权利要求1所述的一种环保型道路废旧沥青再生剂，其特征在于，所述废丁苯橡胶粉的粒径为60～100目。

3.根据权利要求1所述的一种环保型道路废旧沥青再生剂，其特征在于，所述柠檬酸酯类为柠檬酸三乙酯、乙酰柠檬酸三乙酯、柠檬酸三丁酯、乙酰柠檬酸三(2-乙基已)酯中的一种或多种。

4.一种如权利要求1～3中任一项所述的环保型道路废旧沥青再生剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：A、预热反应釜并升温至110～170℃，向反应釜内加入45～75重量份的再生组分，搅拌20～50min；B、搅拌完成后，再加入25～55重量份的废丁苯橡胶粉，控制温度在160～200℃，搅拌70～100min；C、搅拌完成后，逐渐降温至80～120℃，依次加入1～5重量份的增塑剂和0.5～3重量份的抗废旧剂，搅拌25～45min，而后逐渐冷却至室温，最终得到所述环保型道路废旧沥青再生剂。