CN114381134B - 一种老化沥青修复剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了老化沥青修复剂，所述沥青修复剂原料包括可增大油分和胶质含量以及对沥青质溶解能力的生物油，以及可改变老化沥青的氢键数量或引发老化沥青中的叔碳进行分子结构重排而使老化沥青软化与柔化的助剂，所述助剂包括引发剂、分散剂、界面增容剂和促进剂；从化学角度改变老化沥青的化学结构和化学组成，通过改变老化沥青的分子结构实现其性能优化的修复剂，从根本上还原其施工性能和路用性能，实现回收沥青混合料的循环利用率大幅提升，从而从根本上实现了老化沥青的性能修复。

Description

一种老化沥青修复剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及废旧沥青混凝土回收的技术领域，具体涉及一种老化沥青修复剂及其制备方法。
背景技术
目前我国每年因沥青路面翻修产生的废旧沥青混合料已达到数千万吨，并且正以惊人的幅度逐年增长。这些日益增长的废旧沥青混合料不仅需要场地堆放，造成严重的生态环境污染，而且还浪费了有价值的资源。然而实际上这些有价值的废弃沥青混凝土的循环利用率较低，主要受限于既有再生利用的技术水平，即主要通过物理的方式添加部分小分子物质来补充沥青老化过程中轻质组分的挥发，或者通过添加生物油、机油等再生剂来降低老化沥青的粘度，从而实现废旧沥青的循环利用。由此可见，显然既有的再生回收技术没有考虑沥青老化的化学本质，而目前传统的老化沥青的再生技术，基本上全部都是通过物理的方式依靠添加部分轻质组分的材料来实现废旧沥青的循环利用，但效果不够显著。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种老化沥青修复剂及其制备方法，从化学角度改变老化沥青的化学结构和化学组成，从而从根本上实现了老化沥青的性能修复，实现老化沥青的循环利用。
本发明的老化沥青修复剂，所述沥青修复剂原料包括可增大油分和胶质含量以及对沥青质溶解能力的生物油，以及可改变老化沥青的氢键数量或引发老化沥青中的叔碳进行分子结构重排而使老化沥青软化与柔化的助剂，所述助剂包括引发剂、分散剂、界面增容剂和促进剂；
进一步，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂10-20份，聚异丁烯分散剂2-8份、界面增容剂12-25份、促进剂3-12份；
进一步，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂15份，聚异丁烯分散剂5份、界面增容剂18份、促进剂7份；
进一步，所述生物油为玉米油；
进一步，所述引发剂为异氰酸酯，所述聚异丁烯分散剂为反应性端基聚异丁烯，且末端α-烯烃结构含量为70％以上；
进一步，所述界面增容剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯；
进一步，所述促进剂为二月桂酸二丁基锡。
本发明还公开一种老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：
将生物油和引发剂混合后加热，然后按先后加入聚异丁烯分散剂和界面增容剂并搅拌均匀，最后加入促进剂在加热状态下搅拌均匀并冷却至室温，即得老化沥青修复剂；
进一步，将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为30-40℃，然后加入分散剂利用转速为20-100r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速50-120r/min下搅拌3-6min，最后加入促进剂并调节水浴温度至45-55℃，在转速80-160r/min下搅拌8-10min。
本发明的有益效果：本发明的一种老化沥青修复剂及其制备方法，从化学角度改变老化沥青的化学结构和化学组成，通过改变老化沥青的分子结构实现其性能优化的修复剂，从根本上还原其施工性能和路用性能，实现回收沥青混合料的循环利用率大幅提升，从而从根本上实现了老化沥青的性能修复。对于沥青而言，可把沥青质视为溶质，把油分和胶质共同形成的软质部分视为溶剂，沥青的老化过程打破了沥青质和软沥青之间的溶解平衡。当适量沥青修复剂在一定温度下添加到老化沥青中，适当搅拌，一方面其中的生物油可以增大软质部分的含量及其对沥青质的溶解能力，从而从物理的角度改善老化沥青的各相之间的相容性；另一方面，引发剂、促进剂及增容剂等助剂可通过改变老化沥青的氢键数量降低其粘度或者引发老化沥青中的叔碳进行分子结构重排而使老化沥青软化与柔化，从而实现其性能恢复。
具体实施方式
为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例一
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂15份，聚异丁烯分散剂5份、界面增容剂12份、促进剂5份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为35℃，然后加入分散剂利用转速为20r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速50r/min下搅拌3min，最后加入促进剂并调节水浴温度至45℃，在转速80r/min下搅拌8min。
实施例二
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂18份，聚异丁烯分散剂6份、界面增容剂14份、促进剂6份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为40℃，然后加入分散剂利用转速为100r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速120r/min下搅拌6min，最后加入促进剂并调节水浴温度至55℃，在转速160r/min下搅拌10min。
实施例三
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂12份，聚异丁烯分散剂4份、界面增容剂10份、促进剂4份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为35℃，然后加入分散剂利用转速为50r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速120r/min下搅拌5min，最后加入促进剂并调节水浴温度至50℃，在转速80r/min下搅拌10min。
实施例四
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂10份，聚异丁烯分散剂2份、界面增容剂12份、促进剂3份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为30℃，然后加入分散剂利用转速为80r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速80r/min下搅拌4min，最后加入促进剂并调节水浴温度至52℃，在转速120r/min下搅拌9min。
实施例五
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂20份，聚异丁烯分散剂8份、界面增容剂25份、促进剂12份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为38℃，然后加入分散剂利用转速为90r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速100r/min下搅拌4min，最后加入促进剂并调节水浴温度至48℃，在转速140r/min下搅拌9min。
实施例六
本实施例的老化沥青修复剂，修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂15份，聚异丁烯分散剂3份、界面增容剂20份、促进剂12份。该老化沥青修复剂的制备方法，包括以下步骤：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为30℃，然后加入分散剂利用转速为30r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速75r/min下搅拌4min，最后加入促进剂并调节水浴温度至48℃，在转速150r/min下搅拌8min。
上述实施例中，所述生物油为玉米油；所述引发剂为异氰酸酯，所述聚异丁烯分散剂为反应性端基聚异丁烯，且末端α-烯烃结构含量为70％以上；所述界面增容剂为异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯；所述促进剂为二月桂酸二丁基锡。
将实施例1-3例制得的老化沥青修复剂，按相同比例【m(老化沥青)：m(修复剂)＝100:6)】添加于145℃的老化沥青中，并维持145±5℃和500r/min的条件下低速剪切6min，再在2500r/min的转速下高速剪切0.5h后制得3种性能修复沥青，其路用性能列于表1.
表1老化沥青及其修复之后的性能
Figure BDA0003517302250000051
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种老化沥青修复剂，其特征在于：所述沥青修复剂原料包括可增大油分和胶质含量以及对沥青质溶解能力的生物油，以及可改变老化沥青的氢键数量或引发老化沥青中的叔碳进行分子结构重排而使老化沥青软化与柔化的助剂，所述助剂包括引发剂、分散剂、界面增容剂和促进剂；所述引发剂为异氰酸酯，所述聚异丁烯分散剂为反应性端基聚异丁烯，且末端α-烯烃结构含量为70%以上；所述界面增容剂为异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯；所述生物油为玉米油；所述促进剂为二月桂酸二丁基锡；修复剂原料按重量份包括以下组分：生物油100份、引发剂12-18份，聚异丁烯分散剂4-6份、界面增容剂12-14份、促进剂4-6份。
2.根据权利要求1所述的老化沥青修复剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将生物油和引发剂混合后加热，然后按先后加入聚异丁烯分散剂和界面增容剂并搅拌均匀，最后加入促进剂在加热状态下搅拌均匀并冷却至室温，即得老化沥青修复剂。
3.根据权利要求2所述的老化沥青修复剂的制备方法，其特征在于：将生物油和引发剂于反应釜中混合并控制水浴温度为30-40℃，然后加入分散剂利用转速为20-100r/min搅拌装置搅拌均匀，然后加入界面增容剂在转速50-120r/min下搅拌3-6min，最后加入促进剂并调节水浴温度至45-55℃，在转速80-160 r/min下搅拌8-10min。
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