CN107828222B - 一种沥青再生剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种沥青再生剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种沥青再生剂，属于道路工程技术领域。本发明提供的沥青再生剂包括以下重量份数的组分：轻质基础油30～50份，增塑剂20～30份，稳定平衡剂20～30份，渗透剂5～10份。本发明中轻质基础油富含芳烃，溶解沥青质的能力强；增塑剂可以插入到聚合物分子链之间，削弱沥青分子链之间的相互作用力，增加沥青分子链的运动能力，从而提高老化沥青的低温延度；稳定平衡剂保证了再生沥青胶体体系的平衡；渗透剂增加了再生剂的渗透效果，使再生剂在拌和过程中与石料表面的老化沥青融合，能够提高沥青再生剂的再生性能。

Description

一种沥青再生剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及道路工程技术领域，尤其涉及一种沥青再生剂及其制备方法和应用。
背景技术
沥青混凝土路面由于具有行车舒适、维修方便、低噪音等优点，受到道路使用者和建造者的青睐。目前，沥青混凝土路面的应用占所有路面材料用量的95％以上，随着道路服役年限的增加，沥青混凝土路面的养护维修工程增多，产生的废旧料容易污染环境，且占地。沥青混凝土再生技术不仅可以有效利用废旧路面材料，同时节约工程造价，具有广阔的应用前景。
现有技术中，就地热再生技术中废旧料利用率达到70～100％，均需要添加沥青再生剂才能恢复老化沥青性能；厂拌热再生技术中，随着回收沥青路面材料的比例增加，仅通过外加新沥青不能恢复老化沥青的性能，同样需要添加沥青再生剂。目前市场上沥青再生剂品种繁杂，大多数沥青再生剂由低黏度轻质油组成，或者在其基础上添加增粘剂、改性剂、抗老化剂等成分调和而成，但这些沥青再生剂存在热稳定性差、再生效果不佳的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种沥青再生剂及其制备方法和应用。本发明提供的沥青再生剂热稳定性好、再生效果优异。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种沥青再生剂，包括以下重量份数的组分：轻质基础油30～50份，增塑剂20～30份，稳定平衡剂20～30份，渗透剂5～10份。
优选地，所述轻质基础油包括减四线抽出油、糠醛抽出油中的一种或几种的混合物。
优选地，所述轻质基础油的旋转薄膜老化试验后质量损失不超过1％，老化前后黏度比不超过2。
优选地，所述增塑剂为环氧大豆油。
优选地，所述稳定平衡剂为富含胶质的重油，所述重油中胶质的质量含量为85～95％。
优选地，所述渗透剂为石油醚和/或二甲苯。
本发明还提供了上述技术方案所述沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：
将轻质基础油、增塑剂、稳定平衡剂和渗透剂混合，得到沥青再生剂。
优选地，所述混合的温度为140～150℃。
本发明还提供了上述技术方案所述沥青再生剂或上述技术方案所述制备方法制得的沥青再生剂在沥青混合料中的应用，所述沥青混合料包括厂拌热再生沥青混合料、就地热再生混合料或废旧沥青混合料。
优选地，所述沥青再生剂的添加量为废旧沥青混合料重量的4～6％。
本发明提供了一种沥青再生剂，包括以下重量份数的组分：轻质基础油30～50份，增塑剂20～30份，稳定平衡剂20～30份，渗透剂5～10份。本发明中轻质基础油富含芳烃，溶解沥青质的能力强；增塑剂可以插入到聚合物分子链之间，削弱沥青分子链之间的相互作用力，增加沥青分子链的运动能力，从而提高老化沥青的低温延度；稳定平衡剂保证了再生沥青胶体体系的平衡；渗透剂增加了再生剂的渗透效果，使再生剂在拌和过程中与石料表面的老化沥青融合，能够提高沥青再生剂的再生性能，用于废旧沥青料的再生，同时本发明中采用的原材料热稳定性好，提供的沥青再生剂具有良好的热稳定性。并且，本发明提供的沥青再生剂的原料都是环保型材料，不会对环境产生污染。实施例的数据表明，本发明提供的沥青再生剂旋转薄膜老化前后(163℃，老化85min)的质量损失不大于1％，粘度比不大于1.2；添加量仅为废旧老化沥青混合料重量的4％就可以使得沥青实现再生。
进一步的，本发明用环氧大豆油代替常规的邻苯二甲酸脂类增塑剂，具有无毒、耐热和耐光稳定性能好的特点。
具体实施方式
本发明提供了一种沥青再生剂，包括以下重量份数的组分：轻质基础油30～50份，增塑剂20～30份，稳定平衡剂20～30份，渗透剂5～10份。
本发明提供的沥青再生剂包括30～50份重量份数的轻质基础油，优选为40～45份。在本发明中，所述轻质基础油富含芳烃，溶解沥青质的能力强。
在本发明中，所述轻质基础油优选包括减四线抽出油和糠醛抽出油中的一种或几种的混合物。当所述轻质基础油为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的质量比没有任何特殊的限定，采用任意比例的混合物即可，具体的，如减四线抽出油与糠醛抽出油的质量比优选为0.5～2:1。本发明对所述轻质基础油的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
在本发明中，所述轻质基础油的旋转薄膜老化试验后质量损失优选不超过1％，更优选为0.6～0.8％；老化前后黏度比优选不超过2，更优选为1.4～1.8。
本发明提供的沥青再生剂包括20～30份重量份数的增塑剂，优选为25份。在本发明中，所述增塑剂可以插入到聚合物分子链之间，削弱沥青分子链之间的相互作用力，增加沥青分子链的运动能力，从而提高老化沥青的低温延度。在本发明中，所述增塑剂优选为环氧大豆油。在本发明中，所述环氧大豆油为无色或微黄色液体，平均分子量950，环氧值≥6.2，碘值≤3.0，酸度≤0.5。
本发明提供的沥青再生剂包括20～30份重量份数的稳定平衡剂，优选为22～25份。在本发明中，所述稳定平衡剂保证了再生沥青胶体体系的平衡，沥青老化后，胶质转化为沥青质，沥青的胶体体系由溶胶或溶-凝胶转向凝胶型，再生剂中富含胶质的重油改变了老化沥青凝胶型体系，使沥青质均匀分散到轻质油中，起到平衡胶体体系的作用。在本发明中，所述稳定平衡剂优选为富含胶质的重油，所述重油中胶质的质量含量优选为85～95％，更优选为90～93％。本发明对所述重油的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。
本发明提供的沥青再生剂包括5～10份重量份数的渗透剂，优选为8份。在本发明中，所述渗透剂增加了再生剂的渗透效果，使再生剂在拌和过程中与石料表面的老化沥青融合，能够提高沥青再生剂的再生性能，用于废旧沥青料的再生。在本发明中，所述渗透剂优选为石油醚和/或二甲苯。当所述渗透剂为石油醚和二甲苯的混合物时，本发明对所述石油醚和二甲苯的质量比没有特殊的限定，采用任意比例的混合物即可，具体的，所述石油醚和二甲苯的质量比优选为1：1～2。
本发明中采用的各原材料热稳定性好，提供的沥青再生剂具有良好的热稳定性。
本发明还提供了上述技术方案所述沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：
将轻质基础油、增塑剂、稳定平衡组和渗透剂混合，得到沥青再生剂。
在本发明中，所述混合的温度优选为140～150℃，更优选为145～148℃。本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式进行，如机械搅拌。在本发明中，所述机械搅拌的转速优选为1000～2000r/min，所述机械搅拌的时间优选为30min。在本发明中，所述机械搅拌优选在保温条件下进行，所述保温的温度优选为混合温度，在此不再赘述。在本发明中，所述混合优选在不锈钢容器中进行；所述各原料的总体积优选为占在不锈钢容器总容量的2/3。
本发明对所述轻质基础油、增塑剂、稳定平衡组和渗透剂的加料顺序没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的加料方式即可。
混合完成后，本发明优选将混合产物自然冷却到室温，得到沥青再生剂。
本发明还提供了上述技术方案所述沥青再生剂或上述技术方案所述制备方法制得的沥青再生剂在沥青混合料中的应用，所述沥青混合料优选包括厂拌热再生沥青混合料、就地热再生混合料或废旧沥青混合料。
在本发明中，所述沥青再生剂的添加量优选为废旧沥青混合料重量的4～6％，更优选为4.5～5％。
下面结合实施例对本发明提供的沥青再生剂及其制备方法和应用进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
本实施例中各原料用量如下(重量份，总质量为100g)：轻质基础油30g，增塑剂30g，稳定平衡剂30g，渗透剂10g。其中轻质基础油为减四线抽出油(轻质基础油的旋转薄膜老化试验后质量损失为0.8％；老化前后黏度比为1.8)，增剂组分为环氧大豆油，稳定平衡剂为富含胶质重油(胶质的质量含量为90％)，渗透剂为石油醚。
制备方法包括以下步骤：首先将轻质基础油组分、增塑剂、稳定平衡剂和渗透剂分别按照配比称好；然后将称好的四个组分全部置于开口不锈钢容器中，升温至140℃保持恒温，采用高速搅拌分散机将转速控制在1000r/min搅拌30min；最后搅拌完成后停止加热，将其自然冷却到室温待用。
实施例2
本实施例中各原料用量如下(重量份，总质量为100g)：轻质基础油40g，增塑剂30g，稳定平衡剂25g，渗透剂5g。其中轻质基础油为糠醛抽出油(轻质基础油的旋转薄膜老化试验后质量损失为0.6％；老化前后黏度比为1.4)，增剂组分为环氧大豆油，稳定平衡剂为富含胶质重油(胶质的质量含量为95％)，渗透剂为二甲苯。
实施例3
本实施例中各原料用量如下(重量份，总质量为100g)：轻质基础油50g，增塑剂20g，稳定平衡剂20g，渗透剂10g。其中轻质基础油为减四线抽出油和糠醛抽出油的混合物，减四线抽出油与糠醛抽出油的质量比为1:1，增塑剂组分为环氧大豆油，稳定平衡剂为富含胶质重油，渗透剂为石油醚与二甲苯的混合物，其中石油醚与二甲苯的质量比为1:1。
实施例4
本实施例中各原料用量如下(重量份，总质量为100g)：轻质基础油45g，增塑剂25g，稳定平衡剂22g，渗透剂8g。其中轻质基础油为减四线抽出油和糠醛抽出油的混合物，减四线抽出油与糠醛抽出油的质量比为1:2，增塑剂组分为环氧大豆油，稳定平衡剂为富含胶质重油，渗透剂为石油醚与二甲苯的混合物，其中石油醚与二甲苯的质量比为1:2。
实施例5
本实施例中各原料用量如下(重量份，总质量为100g)：轻质基础油45g，增塑剂30g，稳定平衡剂20g，渗透剂5g。其中轻质基础油为减四线抽出油和糠醛抽出油的混合物，减四线抽出油与糠醛抽出油的质量比为2:1，增塑剂组分为环氧大豆油，稳定平衡剂为富含胶质重油，渗透剂为石油醚与二甲苯的混合物，其中石油醚与二甲苯的质量比为2:1。
对实施例1～5制备的沥青再生剂的性能进行测试，结果如表1所示。对实施例1～5制备的沥青再生剂用于废旧沥青混合料的再生，沥青再生剂的掺量均为5wt％，测试结果如表2所示，对比例为普通再生剂-低黏度芳烃油再生剂。
表1实施例1～5以及对比例沥青再生剂的技术指标
Figure BDA0001466059390000051
表2实施例1～5以及对比例沥青再生剂再生沥青性能
Figure BDA0001466059390000052
Figure BDA0001466059390000061
由表1、表2可以看出，本发明提供的沥青再生剂的热稳定性及再生沥青三大指标均具有明显的提高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种沥青再生剂，由以下重量份数的组分组成：轻质基础油30份，增塑剂30份，稳定平衡剂30份，渗透剂10份，所述稳定平衡剂为富含胶质的重油，所述重油中胶质的质量含量为90％；所述轻质基础油包括减四线抽出油，所述轻质基础油的旋转薄膜老化试验后质量损失为0.8％，老化前后黏度比为1.8；所述增塑剂为环氧大豆油；所述渗透剂为石油醚。
2.权利要求1所述沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：
将轻质基础油、增塑剂、稳定平衡剂和渗透剂混合，得到沥青再生剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为140℃。
4.权利要求1所述的沥青再生剂或权利要求2～3任意一项所述制备方法制得的沥青再生剂在沥青混合料中的应用，所述沥青混合料包括厂拌热再生沥青混合料、就地热再生混合料或废旧沥青混合料。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述沥青再生剂的添加量为废旧沥青混合料重量的5％。
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