CN103804936B

CN103804936B - 废旧sbs沥青再生剂及其制作方法

Info

Publication number: CN103804936B
Application number: CN201410059091.6A
Authority: CN
Inventors: 何兆益; 冉龙飞; 黄刚; 曹青霞; 张杰文
Original assignee: Chongqing Jiaotong University
Current assignee: Chongqing Kunxingyuan New Material Technology Co., Ltd.
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-10-07
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: CN103804936A

Abstract

一种废旧SBS沥青再生剂，所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65~75份、环氧大豆油：20~25份、C9石油树脂：2~3份、SBS改性剂KY1301-1H：3~5份、抗氧剂1010：0.5~1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5~1份、抗剥落剂TJ-066：0.3~0.5份。本发明的有益技术效果是：产品原材料易得、成本较低、环保无公害，制备工艺简单，产品耐老化性能优异、再生效果显著，使用该再生剂能很好实现废旧沥青混合料的循环热再生、节约资源、保护环境，具有良好的社会效益、经济效益及环保效益。

Description

废旧SBS沥青再生剂及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种废旧SBS改性沥青再生技术，尤其涉及一种废旧SBS沥青再生剂及其制作方法。

背景技术

随着我国社会经济的发展，以城市道路和公路形成的道路运输业发展突飞猛进，在整个运输体系中起着举足轻重的作用，路面功能的保持与恢复将逐渐成为我国各级道路建设与管理部门的主要任务。在路面的维修养护和改扩建过程中，必将产生大量的废旧沥青混合料。

近几年，我国新建道路的建设已经逐渐的趋于饱和，面临的重要问题是大量现役公路即将进入大修和升级改造阶段，废旧路面材料再生利用的问题重新得到重视，相关的研究和产品的开发已在我国得到大范围应用，并且为了指导和规范沥青路面再生技术的应用，交通运输部门于2008年发布实施了《公路沥青路面再生技术规范》，可见我国在沥青路面再生技术方面取得了一定的成就；但是相比国外一些发达国家来讲，我国在此技术方面的研究还处于起步阶段，很多研究是还停留在针对基质沥青混合料的再生处理，而目前，聚合物改性沥青已成为改善沥青路用性能的有效途径和发展方向，SBS改性沥青以其优良的路用性能在我国及世界范围内广泛使用，其比例为道路沥青总量的15%左右。按此比例计算，十年后我国高速公路沥青路面的大、中修产生的废旧SBS改性沥青混合料预计将每年达到1200万吨左右，可见SBS改性沥青混合料的再生技术研究具有重大意义和价值。

随着大量高等级沥青路面的维修和养护阶段的到来，部分高校及科研单位开始致力于废旧沥青的再生剂研发，其基本研究思路是：采用富含芳香分的油分和一些合成树脂来制备再生剂；沈阳建筑工程学院根据化学组分的配伍型理论，按一定比例在旧沥青中加入含沥青质少、芳香分含量高的再生剂来调和沥青组分，使再生沥青形成稳定的胶体结构，开发出了四种富含贫蜡的添加剂：抽出油、重芳烃、添加剂R和裂化油浆；浙江兰亭高科有限公司开发出一种废沥青再生剂，其中含有高达75%～90%的轻质油分及10%～25%的树脂；由于这些再生剂有较高的芳香分，而芳香分易挥发和聚合，再生后的沥青的抗老化性能较差。

为改善再生沥青抗老化性能，东南大学江臣通过引入增粘树脂提高轻质油分的稳定性，增加与老化沥青的相容性，取得了明显的效果。余国贤根据老化沥青的不同组分的性能，将再生剂成分分为增溶分散组分、稀释调和组分及蜡晶分散组分，引入表面活性剂来增加沥青质的溶解能力，有针对性地改善和提高旧沥青的某些性能。

但是，现在的沥青废旧料的回收主要是针对沥青路面的上面层，上面层所用沥青胶结料大多都是SBS改性沥青，市场上应用的再生剂主要还是针对于基质沥青，因此，迫切需要研究用于SBS改性沥青废旧混合料的专用再生剂。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种废旧SBS沥青再生剂，其创新在于：所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65～75份、环氧大豆油：20～25份、C9石油树脂：2～3份、SBS改性剂KY1301-1H：3～5份、抗氧剂1010：0.5～1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5～1份、抗剥落剂TJ-066：0.3～0.5份。

其中，减四线抽出油是一种石油生产过程中的副产品，主要成分为多环芳烃，比重（15.6℃）0.995-1.02，运动粘度（100℃mm2/s）33-50，闪点(COC法)253℃，倾点14℃，色度4.5，粘度指数0.925，硫含量3.5%，外观草绿色（拉丝通透）；

环氧大豆油（简称ESO）是一种无毒增塑剂兼稳定剂，挥发性低、迁移性小，具有优良的热稳定性、光稳定性、耐水性和耐油性，其分子式为C₅₇H₁₀₆O₁₀，分子量约为1000，其组成为亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸等，常温下为浅黄色黏稠油状液体，相对密度0.989，环氧值6.6%，凝固点－8℃，沸点150℃（0.53kPa），折光率1.473（25℃），黏度（25℃）325mPa·s，闪点（开口杯）280℃，在水中的溶解度<0.01（25℃），溶于烃类、酮类、酯类、高级醇等有机溶剂，微溶于乙醇。

C9石油树脂又称芳烃石油树脂，分子式C₁₂H₁₀O₂，平均分子量2000-5000，淡黄色至浅褐色片状、粒状或块状固体，透明而有光泽，相对密度0.97-1.04，玻璃化温度81℃，折射率1.512，闪点260℃，酸值0.1-1.0，碘值30-120；溶于丙酮、甲乙酮、环己烷、二氯乙烷、醋酸乙酯、甲苯、汽油等；不溶于乙醇和水；具有环状结构，含有部分双键，内聚力大，分子结构中不含极性或功能性基团，没有化学活性，耐酸碱、耐化学药品性、耐水性良好。

SBS改性剂KY1301-1H的性能如下：

抗氧剂1010为高分子量受阻酚类抗氧剂，广泛用于烯烃树脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚甲醛、ABS树脂、聚乙烯醇缩乙醛、合成橡胶及石油产品中；其化学名为四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯，分子式C₃₅H₆₂O₃，性能见下表：

紫外线吸收剂UV-531成分为2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮，分子式C₂₁H₂₆O₃，密度1.160g/cm3（25℃）；溶于丙酮、苯，乙醇、异丙醇，微溶于二氯乙烷，不溶于水，产品性能见下表所示：

抗剥落剂TJ-066为黑褐色液状，它能明显改善粘附性，能使沥青和石料的粘附性高达5级，其主要有效成分为新一代有机物复合物的非胺类产品，耐热老化性优异：依靠化学吸附机理，在163℃高温持续5小时后，粘附性可达5级；85℃保持5天后粘附性仍可达5级；可提高水稳定性，相比于TSR，抗剥落剂TJ-066的冻融劈裂强度比可达85％以上。

采用本发明配方的废旧SBS沥青再生剂，可对老化SBS改性沥青起到软化、降粘、增塑作用，恢复并改善老化SBS改性沥青的流变性能及低温柔韧性，使厂拌热再生沥青混合料的路用性能达到规范要求。

基于前述方案，本发明还提出了一种废旧SBS沥青再生剂的制作方法，所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65～75份、环氧大豆油：20～25份、C9石油树脂：2～3份、SBS改性剂KY1301-1H：3～5份、抗氧剂1010：0.5～1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5～1份、抗剥落剂TJ-066：0.3～0.5份；

按如下方法制作废旧SBS沥青再生剂：

1）将减四线抽出油缓慢加热至160～170℃；

2）在160～170℃的温度条件下，将环氧大豆油和C9石油树脂缓慢加入减四线抽出油中，搅拌均匀，得到混合物A；

3）在160～170℃的温度条件下，将SBS改性剂KY1301-1H加入混合物A中，搅拌30分钟，得到混合物B；

4）在160～170℃的温度条件下，对混合物B进行剪切，剪切时间40分钟，得到混合物C；

5）在160～170℃的温度条件下，将抗氧剂1010、紫外线吸收剂UV-531和抗剥落剂TJ-066加入混合物C中，搅拌10分钟；待产品自然冷却后，即得废旧SBS沥青再生剂。

进一步地，本发明还提出了一种添加有废旧SBS沥青再生剂的SBS改性沥青，其特征在于：所述SBS改性沥青中的各种组分及重量配比关系为：废旧SBS改性沥青100份、废旧SBS沥青再生剂5份；所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65～75份、环氧大豆油：20～25份、C9石油树脂：2～3份、SBS改性剂KY1301-1H：3～5份、抗氧剂1010：0.5～1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5～1份、抗剥落剂TJ-066：0.3～0.5份。

本发明的有益技术效果是：产品原材料易得、成本较低、环保无公害，制备工艺简单，产品耐老化性能优异、再生效果显著，使用该再生剂能很好实现废旧沥青混合料的循环热再生、节约资源、保护环境，具有良好的社会效益、经济效益及环保效益。

附图说明

图1、废旧SBS沥青再生剂的DSC曲线；

图2、废旧SBS沥青再生剂的TG曲线；

图3、废旧SBS沥青再生剂的红外光谱曲线；

具体实施方式

一种废旧SBS沥青再生剂，其组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65～75份、环氧大豆油：20～25份、C9石油树脂：2～3份、SBS改性剂KY1301-1H：3～5份、抗氧剂1010：0.5～1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5～1份、抗剥落剂TJ-066：0.3～0.5份。

一种废旧SBS沥青再生剂的制作方法，所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系同前，其制作方法如下：

1）将减四线抽出油缓慢加热至160～170℃；

3）在160～170℃的温度条件下，将SBS改性剂加入混合物A中，搅拌30分钟，得到混合物B；

一种添加有废旧SBS沥青再生剂的SBS改性沥青，所述SBS改性沥青中的各种组分及重量配比关系为：废旧SBS改性沥青100份、废旧SBS沥青再生剂5份；所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系同前。

参见图1、2，两图分别为本发明的废旧SBS沥青再生剂的DSC和TG曲线，由图可见，在31.6～56.7℃范围有一个吸热峰，对应的TG曲线上存在一个质量后减少过程，说明在低温区段，废旧SBS沥青再生剂中有些物质发生了氧化，随后有些物质发生了降解；随着温度的增加，再生剂的DSC和TG曲线基本保持平稳，直至250～280℃，DSC出现放热峰，对应TG曲线上出现质量损失，损失率为17.43%，说明在不超过200℃的条件下，废旧SBS沥青再生剂的热稳定性良好。

参见图3，此图为废旧SBS沥青再生剂的红外光谱曲线，其主要基团分析见下表；其中绝大多数芳香经化合物在这一频率区间内都会出现3～4个吸收带，分别位于1600±10cm-1、1500～1450cm-1和1380±10cm-1这几个位置。其中1600cm-1和1500～1450cm-1是具有高度的芳香烃特征的吸收峰，可见再生剂ZJD-002含有高度芳烃。

本发明的产品（ZJD-002）与RA-2再生改性沥青、DN100再生改性沥青和DN101再生改性沥青的技术指标对比如下：

由试验测试结果可见：本发明的废旧SBS沥青再生剂对于老化SBS改性沥青的再生效果优于其他市售再生剂的再生效果，并且添加5%即可使老化SBS改性沥青的基本性能恢复至SBS改性沥青的标准。

Claims

1.一种废旧SBS沥青再生剂，其特征在于：所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65~75份、环氧大豆油：20~25份、C9石油树脂：2~3份、SBS改性剂KY1301-1H：3~5份、抗氧剂1010：0.5~1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5~1份、抗剥落剂TJ-066：0.3~0.5份。

2.一种废旧SBS沥青再生剂的制作方法，其特征在于：所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65~75份、环氧大豆油：20~25份、C9石油树脂：2~3份、SBS改性剂KY1301-1H：3~5份、抗氧剂1010：0.5~1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5~1份、抗剥落剂TJ-066：0.3~0.5份；

按如下方法制作废旧SBS沥青再生剂：

1）将减四线抽出油缓慢加热至160～170℃；

3.一种添加有废旧SBS沥青再生剂的SBS改性沥青，其特征在于：所述SBS改性沥青中的各种组分及重量配比关系为：废旧SBS改性沥青100份、废旧SBS沥青再生剂5份；

所述废旧SBS沥青再生剂中的各种组分及重量配比关系为：减四线抽出油：65~75份、环氧大豆油：20~25份、C9石油树脂：2~3份、SBS改性剂KY1301-1H：3~5份、抗氧剂1010：0.5~1份、紫外线吸收剂UV-531：0.5~1份、抗剥落剂TJ-066：0.3~0.5份。