CN103436038A - 一种废旧道路沥青再生剂及制备方法 - Google Patents

一种废旧道路沥青再生剂及制备方法 Download PDF

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Abstract

一种废旧道路沥青再生剂，其组成按重量份计：石油沥青20-45份；富芳油40-50份；生物质裂解油5-10份；松香8-15份；热塑性弹性体2-5份。本发明还公开了制备废旧道路沥青再生剂的备方法。

Description

一种废旧道路沥青再生剂及制备方法
技术领域
本发明属于道路建筑材料领域，具体地涉及一种废旧道路沥青再生剂。
本发明还涉及制备上述废旧道路沥青再生剂的方法。
背景技术
由于发展国民经济的需要，我国的通车里程的不断增加。到目前为止，已经在高速公路建设上取得了巨大的成就。截至2012年底，我国公路建设里程已经超越美国，已经跃居世界第一。但是近年来，交通运输业的迅速发展使得车辆数量及承载量日益增加，道路的使用寿命严重降低。据统计，现在我国每年产生数以百万吨废旧沥青混合料，如果不将其加以利用，不仅会造成生态环境的污染，而且会造成沙石、沥青资源的浪费。不利于构建资源节约型，环境友好型的和谐社会，也不符合可持续发展的社会理念。因此发展废旧道路沥青再生技术极其重要。
发展废旧道路沥青再生技术中的一个关键点就是开发性能优良的再生剂。目前市场上已有多种再生剂，虽然多数再生剂可以暂时提高废旧沥青的性能，但是由此制备的再生沥青使用寿命不够长久，在实际应用中有一定的局限性。而且市场上的再生剂多数会用到轻质油，使得再生剂挥发性较高，而且轻质油多为石油系产物，随着石油资源的日益减少，石油系产物的来源及获取难度相对增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种废旧道路沥青再生剂。
本发明的又一目的在于提供一种制备上述废旧道路沥青再生剂的方法。
为实现上述目的，本发明提供的废旧道路沥青再生剂，其组成按重量份计：
石油沥青20-45份；
富芳油40-50份；
生物质裂解油5-10份；
松香8-15份；
热塑性弹性体2-5份。
所述的废旧道路沥青再生剂中，石油沥青为针入度90-200dmm的90#沥青、110#沥青、130#沥青和160#沥青中的一种或几种。
所述的废旧道路沥青再生剂中，富芳油的芳香分质量百分含量在40%-85%。
所述的废旧道路沥青再生剂中，富芳油为芳烃油、糠醛抽出油、润滑油、减线油中的一种或几种。
所述的废旧道路沥青再生剂中，生物质裂解油为玉米秸秆、橡木、柳枝稷、稻壳中的一种或几种经裂解所得的油状液体产物。
所述的废旧道路沥青再生剂中，松香为氢化松香、歧化松香、马来松香、聚合松香的一种或几种。
所述的废旧道路沥青再生剂中，热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性橡胶/弹性体。
所述的废旧道路沥青再生剂中，热塑性弹性体为丁苯橡胶或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
本发明提供的制备上述废旧道路沥青再生剂的方法，110-140℃下将石油沥青、富芳油和生物质热解油按比例搅拌后，加入松香及热塑性橡胶/弹性体，150-170℃下剪切。
更优选的，本发明的制备方法是在120-130℃将石油沥青、富芳油和生物质热解油搅拌后，加入松香及热塑性弹性体，160℃下剪切。
本发明的效果：
⑴首先，制备该再生剂所用原料均为市售，材料来源广泛，这是大量制备该再生剂的重要条件。
⑵其次，该再生剂能够改善废旧沥青性能，且具有良好的抗老化性能，能够实现废旧道路沥青的再生并延长再生沥青路面的使用寿命。
⑶再次，该再生剂储存稳定性良好，不存在离析问题，可以长期储存。
⑷最后，本发明的废旧沥青再生剂制备工艺简单，成本低廉，有利于实现工业化生产。
具体实施方式
本发明基于沥青老化原因，沥青老化机理，沥青结构变化角度开发的再生剂能够有效改善废旧沥青的组成及结构，可以实现废旧沥青的再生。同时本发明用生物质裂解油取代部分轻质油，降低了成本。同时利用松香的增粘特性降低了再生剂的挥发性。
本发明的废旧道路沥青再生剂，为石油沥青、富芳油(芳香分质量百分含量在40%-85%)、生物质油、松香、热塑性弹性体（也称之为热塑性橡胶）的组合物。石油沥青含量为20-45份，富芳油含量为40-50份，生物质裂解油为5-10份，松香含量为8-15份，热塑性橡胶/弹性体为2-5份。
该废旧道路沥青再生剂中，所用石油沥青的针入度在90-200dmm范围内，优选为90#沥青，110#沥青、130#沥青，160#沥青。
该废旧道路沥青再生剂中，所用富芳油为芳烃油，糠醛抽出油，润滑油，减线油中的一种或两种以上的组合物。
该废旧道路沥青再生剂中，所用生物质裂解油为玉米秸秆、橡木、柳枝稷、稻壳等生物质热裂解所得的油状液体产物。
该废旧道路沥青再生剂中，所用松香为氢化松香、歧化松香、马来松香、聚合松香。
该废旧道路沥青再生剂中，所用热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体，优选为丁苯橡胶，苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
另外，本发明还公开了废旧道路沥青再生剂的制备方法，是于110-140℃条件下将石油沥青、富芳油、生物质热解油按照一定比例搅拌10-20min后，加入松香及热塑性弹性体，150-170℃下剪切20-90min，剪切速率3000-5000r/min，优选为于120-130℃条件下石油沥青与富芳油，生物质热解油搅拌10-20min后，加入松香及热塑性弹性体，160℃下剪切30-40min，剪切速率4000r/min。
以下通过实施例具体说明本发明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
120℃条件下将100g石油沥青与250g芳烃油，50g生物质热解油混合搅拌15min后，加入150g歧化松香及25g丁苯橡胶，160℃下剪切30min，剪切速率4000r/min。
实施例2
120℃条件下将125g石油沥青与250g芳烃油，50g生物质热解油混合搅拌15min后，加入50g歧化松香及25g丁苯橡胶，160℃下剪切40min，剪切速率4000r/min。
实施例3
120℃条件下将165g石油沥青与225g芳烃油，40g生物质热解油混合搅拌15min后，加入50g歧化松香及20g丁苯橡胶，150℃下剪切40min，剪切速率4000r/min。
实施例4
120℃条件下将175g石油沥青与230g芳烃油，30g生物质热解油混合搅拌15min后，加入50g歧化松香及15g丁苯橡胶，150℃下剪切40min，剪切速率4000r/min。
实施例5
120℃条件下将175g石油沥青与200g芳烃油，55g生物质热解油混合搅拌20min后，加入50g歧化松香及20g丁苯橡胶，160℃下剪切40min，剪切速率4000r/min。
实施例6
120℃条件下将225g石油沥青与200g芳烃油，25g生物质热解油混合搅拌15min后，加入40g歧化松香及10g丁苯橡胶，150℃下剪切40min，剪切速率4000r/min。
＜性能测试＞
性能测试按照交通运输部行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)》。分别对上述实施例废旧道路沥青再生剂进行了性能测试，测试结果见表1，同时选用几种沥青再生剂对老化沥青进行再生并与老化前后沥青性能进行了对比，以说明再生剂再生效果。且基于老化沥青总质量，再生剂比例为10%。再生沥青及老化沥青性能见表2。
由表1的测试结果可以看出，植物型沥青再生剂性能满足《g公路沥青路面再生技术规范（JTD F41-2008）》技术要求，且，表2测试结果表明该废旧道路沥青再生剂对老化沥青具有良好的再生效果，其再生沥青性能达到或超过未老化沥青性能。
另外将本发明中实施例1所得的再生剂应用到实际废旧道路沥青中，考察其对实际废旧道路沥青的可再生效果。
选用AC-20C再生沥青混合料，其中旧矿料的掺配率分别为30%和35%，最佳油石比分别为4.6%和4.4%。表3为AC-20C再生沥青混合料（旧料掺量为30%和35%）的路用性能汇总表。
由表3可知在再生剂混合料性能均满足中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）》，由此可判定本发明所得再生剂对废旧道路沥青具有良好的再生效果，并具有重要的工业应用价值。
表1再生剂性能测试
序号 闪点(℃) 质量变化% 布氏粘度(60℃,mPa﹒s) 粘度比
实施例1 260 1.0 8635 1.20
实施例2 245 1.15 8500 1.17
实施例3 260 0.98 7325 1.64
实施例4 250 0.98 7018 1.83
实施例5 245 1.24 7388 1.59
实施例6 248 1.13 6803 2.03
表2：再生沥青性能测试
表3：AC-20C再生沥青混合料（旧料掺量为30%和35%）的路用性能

Claims (10)

1.一种废旧道路沥青再生剂，其组成按重量份计：
石油沥青20-45份；
富芳油40-50份；
生物质裂解油5-10份；
松香8-15份；
热塑性弹性体2-5份。
2.根据权利要求1所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述石油沥青为针入度90-200dmm的90#沥青、110#沥青、130#沥青和160#沥青中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述富芳油的芳香分质量百分含量在40%-85%。
4.根据权利要求1或3所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述富芳油为芳烃油、糠醛抽出油、润滑油、减线油中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述生物质裂解油为玉米秸秆、橡木、柳枝稷、稻壳中的一种或几种经裂解所得的油状液体产物。
6.根据权利要求1所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述松香为氢化松香、歧化松香、马来松香、聚合松香的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述热塑性弹性体为苯乙烯类热塑性弹性体。
8.根据权利要求1或7所述的废旧道路沥青再生剂，其中，所述热塑性弹性体为丁苯橡胶或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。
9.制备权利要求1所述废旧道路沥青再生剂的方法，110-140℃下将石油沥青、富芳油和生物质热解油按比例搅拌后，加入松香及热塑性弹性体，150-170℃下剪切。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，120-130℃将石油沥青、富芳油和生物质热解油搅拌后，加入松香及热塑性弹性体，160℃下剪切。
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