CN108841186B - 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

本发明涉及一种沥青再生剂及其制备方法和应用，该沥青再生剂包括如下重量份原料：调和油60‑90份、沥青1‑10份、增塑剂1‑10份、增容剂0.1‑5份；该沥青再生剂具有优异的热稳定性和相容性，能够显著改善废旧沥青的性能，尤其是能够恢复废旧沥青在低温下的延伸性能；该沥青再生剂的制备方法工艺简单，易于操作，时间短，生产温度以及制备成本低，并且制备的沥青再生剂性能稳定，能够显著改善废旧沥青性能。

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材料领域，具体而言，涉及一种沥青再生剂及其制备方法和应用。
背景技术
沥青路面由于具有行车舒适性好、噪音低等优点，受到广泛青睐。目前，中国的沥青路面占所有路面材料用量的95％以上。随着中国公路的建设发展，沥青道路的服役年限也逐渐增加，养护维修工程增多，废旧沥青的再生利用日益受到关注。
废旧沥青再生利用是将铣刨的旧沥青路面破碎后与新集料、新沥青、再生剂等重新拌合成满足沥青路面路用性能要求的再生沥青混合料并重新铺筑成沥青路面。废旧沥青再生利用不仅能有效处置旧料，解决了废旧沥青混合料随意丢弃对环境造成的污染问题，并且由于旧沥青和旧石料的重复使用减少了新沥青和新集料的开采量，有利于环境保护，同时还节约了大量的新材料，降低了工程造价。
目前市场上沥青再生剂品种繁杂，大多数沥青再生剂由废旧机油、液压油、桐油等为主要材料，在其基础上添加增粘剂、改性剂、抗老化剂等成分调和而成。这些沥青再生剂热稳定性差，质量不稳定，再生后沥青指标恢复不明显；具体表现为针入度增加较小，延度无太大变化，软化点下降较多，其对沥青低温延伸性能没有太大的恢复，再生效果不理想。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种沥青再生剂，该沥青再生剂具有优异的热稳定性和相容性，能够显著改善废旧沥青的性能，尤其是能够恢复废旧沥青在低温下的延伸性能。
本发明的第二目的在于提供一种沥青再生剂的制备方法，该制备方法制备工艺简单，易于操作，时间短，生产温度以及制备成本低，并且制备的沥青再生剂性能稳定，能够显著改善废旧沥青性能。
本发明的第三目的在于提供一种再生沥青，该再生沥青具有优异的针入度和延伸性能，并具有较高的软化点；此外，在较低温度下具有优异的延伸性能。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供一种沥青再生剂，包括如下重量份的原料：
调和油60-90份、沥青1-10份、增塑剂1-10份、增容剂0.1-5份。
优选地，所述沥青再生剂包括如下重量份的原料：
调和油70-85份、沥青8-10份、增塑剂2-5份、增容剂0.5-1份。
通过上述特定的原料及其用量的选择，使得沥青再生剂具有优异的热稳定性和相容性，能够显著改善废旧沥青的性能，尤其是能够恢复废旧沥青在低温下的延伸性能；本发明中各原料实现优势互补，并且，通过特定的增容剂和沥青的添加，能够实现各原料之间的相互反应，使得各原料之间充分互溶，提高了沥青再生剂的综合性能。
在本发明中对调和油的类型不作严格限制，优选地，所述调和油选自减四线抽出油、糠醛抽出油、芳烃油中的一种或多种；更优选地，调和油中芳香分的含量为60-90wt％；饱和分含量为≤30wt％；调和油的闪点≥220℃；通过对调和油中各组分含量的限定，使得沥青调和剂能够满足质量要求，同时能够提高沥青再生剂与废旧沥青的相容性，以及提高恢复废旧沥青的性能以及使用安全性。
本发明中对沥青的种类不做严格限制，优选地，所述沥青选自70号沥青、90号沥青、110号沥青、130号沥青和160号沥青中的一种或多种；更优选地，所述沥青的针入度为60-200dmm。在本发明中通过沥青的添加，沥青中各组分能够与各原料反应互溶，提高了产品的稳定性，提高了沥青再生剂的综合性能，以及对废旧沥青的恢复效果。
在本发明中对增塑剂的种类不作严格限制，优选地，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂和/或柠檬酸酯类增塑剂；更优选地，所述邻苯二甲酸酯类增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种；所述柠檬酸酯类增塑剂包括柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。通过上述增塑剂的特定选择，能够提高沥青再生剂的柔韧性能，利于提高再生沥青的延度。
在本发明中对增容剂的类别不作严格限制，优选地，所述增容剂选自顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酐接枝物和丙烯酸接枝物中的至少一种；更优选地，所述顺丁烯二酸酐接枝物选自苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物、聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物、SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)-顺丁烯二酸酐接枝物、丁苯橡胶-顺丁烯二酸酐接枝物、以及EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)-顺丁烯二酸酐接枝物中的一种或多种；所述丙烯酸接枝物选自聚乙烯-丙烯酸接枝物和木质素-丙烯酸接枝物中的至少一种。通过上述特定增容剂的选择，能够与沥青以及调和油中的组分相互反应，促进各原料互溶，能够更好的与废旧沥青结合，提高再生沥青的综合性能。
本发明的第二方面提供一种上述沥青再生剂的制备方法，包括如下步骤：(1)对调和油加热，再将沥青添加至调和油中并搅拌；(2)将增塑剂和增容剂添加至调和油中，继续搅拌混匀，即得所述沥青再生剂。
采用上述制备方法能够制备得到上述沥青再生剂，并且该制备工艺简单，易于操作，时间短，生产温度以及制备成本低，并且制备的沥青再生剂性能稳定，能够显著改善废旧沥青性能。
在本发明的制备方法中，对各步骤的操作条件不作严格限制，优选地，所述步骤(1)中加热温度为60-80℃；所述搅拌时间为5-10min；
优选地，所述步骤(2)中搅拌时间为100-200min；搅拌转速为200-800r/min；搅拌温度为70-140℃。
通过上述操作条件的限定，能够充分的促进各原料之间的反应和互溶，能够提高所制备沥青再生剂的性能参数，而且提高了对废旧沥青各性能的恢复效果。
本发明的第三方面提供一种再生沥青，该再生沥青由废旧沥青与上述沥青再生剂混合，加热搅拌制备得到；
优选地，所述废旧沥青与沥青再生剂的重量份比为100∶(3-10)；
优选地，所述加热温度为100-180℃；
优选地，所述搅拌速度为350-450r/min；搅拌时间为110-130min。通过上述参数及各原料用量的限定，提高了再生沥青的综合性能，使其青具有优异的针入度和延伸性能，并具有较高的软化点；尤其是，在较低温度下具有优异的延伸性能；具体地，再生沥青在25℃下，针入度为56-87dmm；在10℃下，延度为60-85cm，软化点为46.3-74℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
(1)本发明中沥青再生剂具有优异的热稳定性和相容性，能够显著改善废旧沥青的性能，尤其是能够恢复废旧沥青在低温下的延伸性能。
(2)本发明中各原料实现优势互补，并且通过特定的增容剂和沥青的添加，能够实现各原料之间的相互反应，使得各原料之间充分互溶，提高了沥青再生剂的性能，能够更好的与废旧沥青结合，提高了再生剂沥青的综合性能。
(3)本发明中沥青再生剂的制备方法工艺简单，易于操作，时间短，生产温度以及制备成本低，并且制备的沥青再生剂性能稳定，能够显著改善废旧沥青性能。
(4)本发明中再生沥青具有优异的针入度和延伸性能，并具有较高的软化点。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。
各实施例中采用原料如下：
废旧沥青：采用沥青旋转薄膜加热试验(T0610-2011)来模拟沥青的老化过程，得到废旧沥青，废旧沥青的指标为：25℃针入度为26-61dmm；10℃延度为6-11cm；软化点为51-81℃。
实施例1
一、沥青再生剂
上述沥青再生剂包括如下重量份原料：
芳烃油70份、70号沥青8份、邻苯二甲酸二辛酯5份、顺丁烯二酸酐1份。
其中，芳烃油中芳香分的含量为87wt％；闪点≥220℃。
70号沥青的针入度为71dmm。
二、制备方法
上述沥青再生剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将芳烃油加热至80℃，再将70号沥青添加至芳烃油中并搅拌10min；
(2)将邻苯二甲酸二辛酯和顺丁烯二酸酐添加至芳烃油中，在120℃、400r/min下，继续搅拌150min，即得所述沥青再生剂。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
实施例2
一、沥青再生剂
上述沥青再生剂包括如下重量份原料：
调和油80份、90号沥青10份、邻苯二甲酸二辛酯3份、顺丁烯二酸酐接枝物1份。
其中，调和油由糠醛抽出油和芳烃油按照重量份比1∶1混合得到；调和油中芳香分的含量为83wt％；闪点≥220℃。
90号沥青的针入度为92dmm。
顺丁烯二酸酐接枝物为聚乙烯-丙烯酸接枝物。
二、制备方法
上述沥青再生剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将调和油加热至80℃，再将90号沥青添加至调和油中并搅拌20min；
(2)将邻苯二甲酸二辛酯和聚乙烯-丙烯酸接枝物添加至调和油中，在110℃、500r/min下，继续搅拌180min，即得所述沥青再生剂。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
实施例3
一、沥青再生剂
上述沥青再生剂包括如下重量份原料：
芳烃油85份、70号沥青8份、柠檬酸三丁酯2份、顺丁烯二酸酐接枝物0.5份。
其中，芳烃油中芳香分的含量为86wt％；闪点≥220℃。
70号沥青的针入度为71dmm。
顺丁烯二酸酐接枝物为聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物。
二、制备方法
上述沥青再生剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将芳烃油加热至80℃，再将70号沥青添加至芳烃油中并搅拌20min；
(2)将柠檬酸三丁酯和聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物添加至芳烃油中，在130℃、500r/min下，继续搅拌120min，即得所述沥青再生剂。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
实施例4
本实施例为一种沥青再生剂，该沥青再生剂与实施例1中的沥青再生剂基本相同，区别仅在于将顺丁烯二酸酐接枝物替换成聚乙烯-聚酰胺接枝物。该沥青再生剂的制备方法同实施例1的制备方法。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
对照例1
本对照例为一种沥青再生剂，该沥青再生剂与实施例1中的沥青再生剂基本相同，区别仅在于将70号的沥青替换成同等分数的芳烃油。该沥青再生剂的制备方法同实施例1的制备方法。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
对照例2
本对照例为一种沥青再生剂，该沥青再生剂与实施例1中的沥青再生剂基本相同，区别仅在于顺丁烯二酸酐接枝物为10份。该沥青再生剂的制备方法同实施例1的制备方法。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
对照例3
本对照例为一种沥青再生剂，该沥青再生剂与实施例1中的沥青再生剂基本相同，区别仅在于70号沥青20份。该沥青再生剂的制备方法同实施例1的制备方法。
分别采用T0619、T0633、T0618中的试验方法对上述制备的沥青再生剂的粘度、闪点和芳香分含量进行检测，检测结果参见表1。
实施例5
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青由废旧沥青100份与实施例1的沥青再生剂7份混合，加热至130℃，在400r/min下，搅拌120min制备得到。
其中，废旧沥青指标为：25℃针入度为42dmm；10℃延度为6cm；软化点为53℃。
采用T0604、T0605、T0606中的试验方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例6
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青由废旧沥青100份与实施例2的沥青再生剂8份混合，加热至130℃，在400r/min下，搅拌120min制备得到。
其中，废旧沥青指标为：25℃针入度为42dmm；10℃延度为6cm；软化点为53℃。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例7
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青由废旧沥青100份与实施例3的沥青再生剂5份混合，加热至130℃，在400r/min下，搅拌120min制备得到。
其中，废旧沥青指标为：25℃针入度为42dmm；10℃延度为6cm；软化点为53℃。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例8
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于将实施例1的沥青再生剂替换为实施例4的沥青再生剂。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例9
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于将实施例1的沥青再生剂替换为对照例1的沥青再生剂。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例10
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于将实施例1的沥青再生剂替换为对照例2的沥青再生剂。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例11
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于将实施例1的沥青再生剂替换为对照例3的沥青再生剂。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例12
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于废旧沥青指标为：25℃针入度为61dmm、10℃延度为11cm、软化点为51℃的废旧沥青。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
实施例13
本实施例为一种再生沥青，该再生沥青与实施例5的再生沥青基本相同，区别仅在于废旧沥青的指标为：25℃针入度为26dmm、10℃延度为10cm、软化点为81℃的废旧沥青。
采用实施例5的检测方法分别对上述再生沥青的针入度、延度、软化点进行检测，检测结果参见表2。
表1各实施例沥青再生剂的质量参数
Figure BDA0001735750140000111
Figure BDA0001735750140000121
表2各实施例再生沥青指标
组别 25℃针入度(0.1mm) 10℃延度(cm) 软化点(℃)
70号基质沥青 71 73 48.0
实施例5 68 60 48.8
实施例6 71 64 48.1
实施例7 73 68 47.8
实施例8 60 25 49.0
实施例9 82 24 46.5
实施例10 63 27 48.4
实施例11 56 23 48.6
实施例12 87 66 46.3
实施例13 56 85 74
由表2可知
本发明通过特定原料以及各原料的特定用量提高了再生沥青在低温下的延度，然而，在不引入沥青、以及各原料的配比不在本发明的特定范围时，得到的再生沥青的性能较低，尤其是在低温下的延度显著较差。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种沥青再生剂，其特征在于，由如下重量份的原料制成：
调和油60-90份、沥青1-10份、增塑剂1-10份、增容剂0.1-5份；
所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类增塑剂和/或柠檬酸酯类增塑剂；
所述调和油中芳香分的含量为60-90wt%；饱和分含量为≤30wt%；所述调和油的闪点≥220℃；
所述增容剂选自顺丁烯二酸酐、顺丁烯二酸酐接枝物和丙烯酸接枝物中的至少一种；
所述沥青的针入度为60-200dmm；
所述的沥青再生剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）对调和油加热，再将沥青添加至调和油中并搅拌；（2）将增塑剂和增容剂添加至调和油中，继续搅拌混匀，即得所述沥青再生剂；
所述步骤（1）中加热温度为60-80℃；所述搅拌时间为5-10min；
所述步骤（2）中搅拌时间为100-200min；搅拌转速为200-800r/min；搅拌温度为70-140℃。
2.根据权利要求1所述的沥青再生剂，其特征在于，由如下重量份的原料制成：
调和油70-85份、沥青8-10份、增塑剂2-5份、增容剂0.5-1份。
3.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述调和油选自减四线抽出油、糠醛抽出油、芳烃油中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述沥青选自70号沥青、90号沥青、110号沥青、130号沥青和160号沥青中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述邻苯二甲酸酯类增塑剂选自邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
6.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述柠檬酸酯类增塑剂选自柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三丁酯中的至少一种。
7.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述顺丁烯二酸酐接枝物选自苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物、聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐接枝物、SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）-顺丁烯二酸酐接枝物、丁苯橡胶-顺丁烯二酸酐接枝物、以及 EVA (乙烯-醋酸乙烯共聚物) -顺丁烯二酸酐接枝物中的一种或多种。
8.根据权利要求1或2所述的沥青再生剂，其特征在于，所述丙烯酸接枝物选自聚乙烯-丙烯酸接枝物和木质素-丙烯酸接枝物中的至少一种。
9.一种再生沥青，其特征在于，由废旧沥青与权利要求1-8任一项所述的沥青再生剂混合，加热搅拌制备得到。
10.根据权利要求9的所述再生沥青，其特征在于，所述废旧沥青与沥青再生剂的重量份比为100∶（3-10）。
11.根据权利要求9的所述再生沥青，其特征在于，所述加热温度为100-180℃。
12.根据权利要求9的所述再生沥青，其特征在于，所述搅拌速度为350-450r/min；搅拌时间为110-130min。
13.根据权利要求9所述的再生沥青，其特征在于，所述再生沥青在25℃下，针入度为56-87dmm；在10℃下，延度为60-85cm，软化点为46.3-74℃。
CN201810794840.8A 2018-07-19 2018-07-19 一种沥青再生剂及其制备方法和应用 Active CN108841186B (zh)

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