CN107936587A - 一种沥青再生剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本粉发明公开了一种沥青再生剂的制备方法，属于高分子材料技术领域。将植物油与焦化蜡油混合，并加入防老剂和乳化剂，搅拌混合后，得预处理坯料；将草酸与油茶籽粕混合于球磨机中，混合球磨，得球磨料，将球磨料与碳酸氢钠混合搅拌，得混合料；将预处理坯料与异氰酸酯混合，并加入改性剂，搅拌混合后，得坯料；将混合料与坯料混合，并加入蛋白质，搅拌混合后，得沥青再生剂。本发明制备的沥青再生剂可有效恢复老化沥青，使老化沥青具有同新沥青相似的性质。
Description
技术领域
本粉发明公开了一种沥青再生剂的制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
沥青的再生就是老化的逆过程。通常可掺入再生剂，如掺玉米油、润滑油等。掺再生剂后，使沥青质相对含量降低，且提高软沥青质对沥青质的溶解能力，改善沥青的相容性，提高沥青的针入度和延度，使其恢复或接近原来的性能。
沥青再生的机理目前有两种理论，一种理论是“相容性理论”，该理论从化学热力学出发，认为沥青产生老化的原因是沥青胶体物系中各组分相容性的降低，导致组分间溶度参数差增大。如能掺入一定的再生剂使其溶度参数差减小，则沥青即能恢复到（甚至超过）原来的性质。另一种理论是“组分调节理论”。该理论是从化学组分移行出发，认为由于组分的移行，沥青老化后，某些组分偏多，而某些组分偏少，各组分间比例不协调，所以导致沥青路用性能降低，如能通过掺加再生剂调节其组分测沥青将恢复原来的性质。实际上，这两个理论是一致的，前者是从沥青内部结构的化学能来解释，后者是从宏观化学组成量来解释。
沥青路面在使用过程中，沥青在各种自然因素（如氧、温度、光、水等）的作用下会发生复杂的物理、化学变化，使沥青老化，表现为沥青粘度增大，沥青面层变脆，可塑性和变形能力降低，与集料的粘结性能变差等，从而导致路面产生裂缝、松散、坑洞等破坏，路用性能也随之变差。对旧路面材料掺入沥青再生剂进行再生利用，可以使沥青材料的性能得到一定程度恢复。沥青路面的再生利用，有利于处治废料、节省资源、保护环境，具有显著的经济和社会效益。
沥青路面再生利用技术已经有二三十年的应用历史，并得到了较为广泛的应用，达到了规范化和标准化的程度，而在国内再生技术尚未大规模推广。随着近年来原材料成本的提高，以及环境保护意识的加强，进行沥青路面再生利用已经成为当前国内公路科研的热点之一。但是，目前传统沥青再生剂对老化沥青的性能恢复效果不佳，因此还需对此进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统沥青再生剂对老化沥青的性能恢复效果不佳，提供了一种沥青再生剂的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）将植物油与焦化蜡油按质量比1：1～1：2混合，并加入植物油质量0.08～0.10倍的防老剂和植物油质量0.04～0.08倍的乳化剂，搅拌混合后，得预处理坯料；
（2）将草酸与油茶籽粕按质量比3：1～4：1混合于球磨机中，球磨混合后，得球磨料，将球磨料与球磨料质量1.5～2.6倍的碳酸氢钠混合，搅拌混合，得混合料；
（3）将预处理坯料与异氰酸酯按质量比2：1～4：1混合，并加入预处理坯料质量0.1～0.3倍的改性剂，搅拌混合后，得坯料；
（4）将混合料与坯料按质量比1：2～1：3混合，并加入混合料质量0.2～0.4倍的蛋白质，搅拌混合后，得沥青再生剂。
步骤（1）所述的防老剂为防老剂RD，防老剂4020或防老剂264中任意一种。
步骤（1）所述的乳化剂为OP-10，乳化剂TX-100或乳化剂OS中任意一种。
步骤（3）所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯或氯代甲氧基脂肪酸酯中任意一种。
步骤（4）所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白，牛肉蛋白或猪肉蛋白中任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明在制备沥青再生剂时使用植物油和焦化蜡油，一方面，添加的植物油可作为润滑剂，降低老化沥青的黏度，使老化沥青各组分间不再发生团聚，并且，在后续反应中，植物油可部分水解形成甘油和不饱和脂肪酸，形成的甘油可进一步降低老化沥青的黏度，而形成的不饱和脂肪酸可使整个老化沥青处在还原性体系中，从而防止沥青的再度老化，另一方面，添加的焦化蜡油中含有大量芳香烃成分，在加入老化沥青中后，可改善老化沥青中各组分的含量，从而使产品对老化沥青的恢复效果提高；
（2）本发明在制备沥青再生剂时添加草酸和碳酸氢钠，并且同时添加剂异氰酸酯，首先，草酸和碳酸氢钠的加入可在使用过程中，在老化沥青内部反应形成水和气体，产生的水可在促使植物油的水解的同时，与异氰酸酯反应产生二氧化碳气体，反应所产生的气体可使整个体系处在乳液状态中，从而使产品对老化沥青的恢复效果提高，其次草酸和碳酸氢钠反应后的产物可在水中进一步反应，生成水和草酸钠，生成的水可以为蛋白质的水解提供反应条件，并且产生的草酸钠可已使整个体系的还原性提高，防止沥青的再度老化，进而使产品对老化沥青的恢复效果进一步提升；
（3）本发明在在制备沥青再生剂时添加油茶籽粕，菜油籽粕中含有不饱和脂肪酸及茶多酚，在加入老化沥青体系中后，可以降低老化沥青的黏度，并且可以改善老化沥青各组分间的相溶性，从而使产品对老化沥青的恢复效果进一步增强。
具体实施方式
将植物油与焦化蜡油按质量比1：1～1：2混合于烧杯中，并向烧杯中加入植物油质量0.08～0.10倍的防老剂和植物油质量0.04～0.08倍的乳化剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～55℃，转速为160～200r/min的条件下，搅拌混合40～70min，得预处理坯料；将草酸与油茶籽粕按质量比3：1～4：1混合于球磨机中，混合球磨35～50min，得球磨料，将球磨料与球磨料质量1.5～2.6倍的碳酸氢钠混合，于转速为180～200r/min的条件下，搅拌混合15～20min，得混合料；将预处理坯料与异氰酸酯按质量比2：1～4：1混合，并向预处理坯料与异氰酸酯的混合物中加入预处理坯料质量0.1～0.3倍的改性剂，于温度为45～60℃，转速为200～240r/min的条件下搅拌混合40～60min，得坯料；将混合料与坯料按质量比1：2～1：3混合于反应釜中，并向反应釜中加入混合料质量0.2～0.4倍的蛋白质，于温度为30～45℃，转速为180～220r/min的条件下，搅拌混合45～55min，得沥青再生剂。所述的防老剂为防老剂RD，防老剂4020或防老剂264中任意一种。所述的乳化剂为OP-10，乳化剂TX-100或乳化剂OS中任意一种。所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯或氯代甲氧基脂肪酸酯中任意一种。所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白，牛肉蛋白或猪肉蛋白中任意一种。
实例1
将植物油与焦化蜡油按质量比1：2混合于烧杯中，并向烧杯中加入植物油质量0.10倍的防老剂和植物油质量0.08倍的乳化剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为200r/min的条件下，搅拌混合70min，得预处理坯料；将草酸与油茶籽粕按质量比4：1混合于球磨机中，混合球磨50min，得球磨料，将球磨料与球磨料质量2.6倍的碳酸氢钠混合，于转速为200r/min的条件下，搅拌混合20min，得混合料；将预处理坯料与异氰酸酯按质量比4：1混合，并向预处理坯料与异氰酸酯的混合物中加入预处理坯料质量0.3倍的改性剂，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min，得坯料；将混合料与坯料按质量比1：3混合于反应釜中，并向反应釜中加入混合料质量0.4倍的蛋白质，于温度为45℃，转速为220r/min的条件下，搅拌混合55min，得沥青再生剂。所述的防老剂为防老剂RD。所述的乳化剂为OP-10。所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白。
实例2
将植物油与焦化蜡油按质量比1：2混合于烧杯中，并向烧杯中加入植物油质量0.10倍的防老剂和植物油质量0.08倍的乳化剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为200r/min的条件下，搅拌混合70min，得预处理坯料；将预处理坯料与异氰酸酯按质量比4：1混合，并向预处理坯料与异氰酸酯的混合物中加入预处理坯料质量0.3倍的改性剂，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min，得坯料；将油茶籽粕与坯料按质量比1：3混合于反应釜中，并向反应釜中加入混合料质量0.4倍的蛋白质，于温度为45℃，转速为220r/min的条件下，搅拌混合55min，得沥青再生剂。所述的防老剂为防老剂RD。所述的乳化剂为OP-10。所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白。
实例3
将植物油与焦化蜡油按质量比1：2混合于烧杯中，并向烧杯中加入植物油质量0.10倍的防老剂和植物油质量0.08倍的乳化剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为200r/min的条件下，搅拌混合70min，得预处理坯料；将草酸加入球磨机中，球磨50min，得球磨料，将球磨料与球磨料质量2.6倍的碳酸氢钠混合，于转速为200r/min的条件下，搅拌混合20min，得混合料；将预处理坯料与异氰酸酯按质量比4：1混合，并向预处理坯料与异氰酸酯的混合物中加入预处理坯料质量0.3倍的改性剂，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min，得坯料；将混合料与坯料按质量比1：3混合于反应釜中，并向反应釜中加入混合料质量0.4倍的蛋白质，于温度为45℃，转速为220r/min的条件下，搅拌混合55min，得沥青再生剂。所述的防老剂为防老剂RD。所述的乳化剂为OP-10。所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯。所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白。
实例4
将植物油与焦化蜡油按质量比1：2混合于烧杯中，并向烧杯中加入植物油质量0.10倍的防老剂和植物油质量0.08倍的乳化剂，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为55℃，转速为200r/min的条件下，搅拌混合70min，得预处理坯料；将草酸与油茶籽粕按质量比4：1混合于球磨机中，混合球磨50min，得球磨料，将球磨料与球磨料质量2.6倍的碳酸氢钠混合，于转速为200r/min的条件下，搅拌混合20min，得混合料；将预处理坯料与异氰酸酯按质量比4：1混合，并向预处理坯料与异氰酸酯的混合物中加入预处理坯料质量0.3倍的改性剂，于温度为60℃，转速为240r/min的条件下搅拌混合60min，得坯料；将混合料与坯料按质量比1：3混合于反应釜中，于温度为45℃，转速为220r/min的条件下，搅拌混合55min，得沥青再生剂。所述的防老剂为防老剂RD。所述的乳化剂为OP-10。所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯。
对比例：天津某新材料科技有限公司生产的沥青再生剂。
将实例1至4所得沥青再生剂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
向老化沥青中按照重量比加入10%沥青再生剂，加热拌和均匀，得到再生沥青。采用Brookfield旋转粘度计测再生沥青的60℃动力粘度；采用动态剪切试验（DSR）测再生沥青64℃的车辙因子。具体检测结果如表1所示：
表1
| 检测内容 | 实例1 | 实例2 | 实例3 | 实例4 | 对比例 |
| 60℃粘度/（Pa·S） | 220 | 260 | 270 | 290 | 410 |
| 64℃车辙因子/kPa | 1.97 | 2.42 | 2.15 | 2.76 | 3.45 |
| 25℃疲劳因子/kPa | 4585 | 4755 | 4720 | 4750 | 4990 |
又表1检测结果可知，本发明制备的沥青再生剂可有效恢复老化沥青，使老化沥青具有同新沥青相似的性质。
Claims (5)
1.一种沥青再生剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）将植物油与焦化蜡油按质量比1：1～1：2混合，并加入植物油质量0.08～0.10倍的防老剂和植物油质量0.04～0.08倍的乳化剂，搅拌混合后，得预处理坯料；
（2）将草酸与油茶籽粕按质量比3：1～4：1混合于球磨机中，球磨混合后，得球磨料，将球磨料与球磨料质量1.5～2.6倍的碳酸氢钠混合，搅拌混合，得混合料；
（3）将预处理坯料与异氰酸酯按质量比2：1～4：1混合，并加入预处理坯料质量0.1～0.3倍的改性剂，搅拌混合后，得坯料；
（4）将混合料与坯料按质量比1：2～1：3混合，并加入混合料质量0.2～0.4倍的蛋白质，搅拌混合后，得沥青再生剂。
2.根据权利要求1所述的一种沥青再生剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的防老剂为防老剂RD，防老剂4020或防老剂264中任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种沥青再生剂的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的乳化剂为OP-10，乳化剂TX-100或乳化剂OS中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种沥青再生剂的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述的改性剂为邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二丁酯或氯代甲氧基脂肪酸酯中任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种沥青再生剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）所述的蛋白质为鸡蛋蛋清蛋白，牛肉蛋白或猪肉蛋白中任意一种。
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