RO127898B1

RO127898B1 - Additive for recycling of asphaltum and process for obtaining the same

Info

Publication number: RO127898B1
Application number: ROA201200433A
Authority: RO
Inventors: Dorin Bomboş
Original assignee: Dorin Bomboş
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2015-05-29
Also published as: RO127898A3; RO127898A0

Abstract

The invention relates to an additive for recovery of asphaltum mixtures and to a process for obtaining the same. According to the invention, the additive consists of a. solvents: naphthenic and/or C12...C18 semi-paraffinous distillate of petroleum, esters of the fatty acids with lower C1...C3 aliphatic alcohols and/or C9...C16 aliphatic or naphthenic alcohols or a mixture thereof which ensure the homogenization of the binder contained in the recovered asphaltum with the fresh one, b. bitumen components: semi-paraffinous and/or naphthenic C20...C50 aromatic mineral oil, resins or resin precursors such as resin acids from the tall oil, unsaturated fatty acids or acid dimers thereof to correct the recovered bituminous binder composition, c. bitumen modifiers: polymers and/or copolymers such as SBS, ethyl acrylate/butyl acrylate type copolymers and/or thiocols, which improve the elasticity, plasticity and tightness characteristics of the recovered binder and d. adhesiveness promoters: condensation products of fatty or naphthenic condensation products with aliphatic polyamines and/or aliphatic hydroxypolyamines, with the following mass ratios of the components: solvent/medium and heavy aromatic mineral oil/medium and heavy semi-paraffinous and/or naphthenic mineral oil/resin acids, unsaturated fatty acids and/or acid dimers/bitumen modifier/ adhesiveness promoter: 1...40/0.5...15/0.5...15/0.1...10/0.1...7/0.1...4. The process claimed by the invention consists of mechanically mixing, namely an initial homogenizing of the solvents mixture, bitumen components and adhesiveness promoters, followed by dosing and solubilizing the bitumen modifiers by mechanical mixing, at temperatures in the range of 20...200°C, for 0.3...20h.

Description

Invenția se referă la un aditiv pentru reciclarea asfaltului, și la un procedeu de obținere a acestuia.The invention relates to an additive for the recycling of asphalt, and to a process for obtaining it.

Reciclarea asfaltul uzat prezintă interes atât din perspectiva protecției mediului, cât și din punct de vedere economic, având în vedere creșterea accentuată a prețului țițeiului și, implicit, a bitumului în ultima vreme. Principalele neajunsuri ale asfaltului uzat se datorează deteriorării accentuate a caracteristicilor bitumului din compoziția acestuia. Astfel, procedeele utilizate în vederea reciclării asfaltului uzat constau în corectarea caracteristicilor bitumului conținut de acesta, prin adăugarea unor diverse tipuri de compuși chimici.The recycling of used asphalt is of interest both from the point of view of environmental protection and from an economic point of view, considering the sharp increase of the price of oil and, implicitly, of bitumen lately. The main shortcomings of the used asphalt are due to the accentuated deterioration of the characteristics of the bitumen in its composition. Thus, the procedures used for the recycling of used asphalt consist in correcting the characteristics of the bitumen contained in it, by adding various types of chemical compounds.

în brevetul US 7.811.372 se propune un agent de revigorare a asfaltului reciclat cu o viscozitate de 200...60000 cSt la 60°C, și care să cuprindă 10...90% ulei de palmier și deUS Patent 7,811,372 proposes a recycled asphalt invigorator with a viscosity of 200 ... 60000 cSt at 60 ° C, and comprising 10 ... 90% palm oil and

90.. .10% bitum.90 .. .10% bitumen.

într-un alt procedeu, prezentat în brevet US 7.357.594, este propusă o compoziție pentru întinerirea asfaltului, care cuprinde un liant asfaltos, apă, un agent tensioactiv cationic, un agent de reciclare și un latex cationic co-aglomerat de cauciuc stiren-butadienic, care include sulf și un agent de vulcanizare. Invenția conține și o metodă de tratament a asfaltului îmbătrânit și fisurat, pentru aplicarea compoziției propuse.In another process, disclosed in US Pat. No. 7,357,594, a composition for rejuvenating asphalt is proposed, comprising an asphalt binder, water, a cationic surfactant, a recycling agent, and a cationic latex co-agglomerated with styrene rubber. butadiene, which includes sulfur and a vulcanizing agent. The invention also contains a method of treating aged and cracked asphalt for applying the proposed composition.

De asemenea, se mai cunoaște, în stadiul tehnicii, o compoziție de etanșeizare și de întinerire a pavajelor de asfalt și beton, care conține o combinație de ulei de soia, alchil esteri de ulei de soia, și cel puțin una dintre hidrocarburile terpenice precum d-limonen sau alte terpene [US 7.008.670],Also known in the art is a composition for sealing and rejuvenating asphalt and concrete pavements, which contains a combination of soybean oil, alkyl esters of soybean oil, and at least one of terpenic hydrocarbons such as - lemon or other terpenes [US 7,008,670],

Brevetul US 6.659.684 propune o compoziție pentru îmbunătățirea caracteristicilor bitumului uzat. Aceasta poate cuprinde un emulgator, un extract de distilat parafinic greu, un extract de distilat naftenic greu și apă.US Patent 6,659,684 proposes a composition for improving the characteristics of used bitumen. This may include an emulsifier, a heavy paraffinic distillate extract, a heavy naphthenic distillate extract and water.

Tot în stadiul cunoscut al tehnicii, în documentul WO 2008/026811 A1, se descrie o compoziție care folosește asfaltul reciclat în scopul pavării drumurilor. Compoziția cuprinde asfalt uzat reciclat, agregate, ciment, aditiv și un reformator: la 100 de părți în greutate de asfalt recuperat pulverizat, cu dimensiunea particulelor de maximum 40 mm, 50... 130 părți în greutate agregate grosiere, 50...70 părți în greutate agregate fine, 10...40 părți în greutate ciment,Also in the known state of the art, in WO 2008/026811 A1, a composition is described which uses recycled asphalt for paving roads. The composition comprises used recycled asphalt, aggregates, cement, additive and a reformer: 100 parts by weight of reclaimed asphalt sprayed, with particle size of maximum 40 mm, 50 ... 130 parts by weight coarse aggregates, 50 ... 70 parts by weight fine aggregates, 10 ... 40 parts by weight cement,

10.. .20 părți în greutate emulsie asfaltică, 3...5 părți în greutate aditiv și 1...3 părți în greutate reformator. Aditivul folosit este compus din 15...20 părți în greutate etilacrilat, 15...20 părți în greutate metilmetacrilat, 30...35 părți în greutate ulei naftenic și 30...35 părți în greutate ulei aromatic, iar reformatorul este compus din 10...15 părți în greutate rășină naturală hidrocarbonică,10 .. .20 parts by weight asphalt emulsion, 3 ... 5 parts by weight additive and 1 ... 3 parts by weight reformer. The additive used is composed of 15 ... 20 parts by weight ethylacrylate, 15 ... 20 parts by weight methyl methacrylate, 30 ... 35 parts by weight naphthenic oil and 30 ... 35 parts by weight aromatic oil, and the reformer is composed of 10 ... 15 parts by weight hydrocarbon natural resin,

5.. .10 părți în greutate cauciuc butadien-stirenic și 75...85 părți în greutate celuloză. Agregatul folosit este ales dintre nisip, deșeuri de piatră minerală topită, deșeuri de piatră de furnal, piatră naturală, piatră pulverizată, cenușă de furnal, pietre concasate sau altele. Procedeul constă în amestecarea până la omogenizare, la temperatură normală și presiune atmosferică a componentelor folosite.5 .. .10 parts by weight butadiene-styrene rubber and 75 ... 85 parts by weight cellulose. The aggregate used is chosen from sand, wastes of molten mineral stone, wastes of blast furnace, natural stone, sprayed stone, ash of furnace, crushed stones or others. The process consists of mixing until the homogenization, at normal temperature and atmospheric pressure of the components used.

în toate aceste procedee se urmărește îmbunătățirea caracteristicilor bitumului folosit la reciclarea asfaltului.In all these processes the aim is to improve the characteristics of the bitumen used in the recycling of asphalt.

Este cunoscut că, datorită îmbătrânirii liantului bituminos, procesul de reciclare a asfaltului prezintă următoarele dezavantaje:It is known that, due to the aging of the bituminous binder, the asphalt recycling process has the following disadvantages:

1) compoziția chimică a liantului bituminos reciclat se modifică; astfel, conținutul în asfaltene crește, în dauna uleiurilor minerale și a rășinilor petroliere;1) the chemical composition of the recycled bitumen binder is modified; thus, the asphaltene content increases, to the detriment of mineral oils and petroleum resins;

2) principalele caracteristici ale liantului bituminos reciclat - adezivitatea față de agregate, plasticitatea, elasticitatea, punctul de rupere Fraas, penetrația și punctul de înmuiere - se înrăutățesc. Aceste modificări îngreunează omogenizarea mixturii frezate cu mixtură proaspăt adăugată, și afectează în mod negativ caracteristicile mixturii asfaltice reciclate.2) the main characteristics of the recycled bitumen binder - adhesive to aggregates, plasticity, elasticity, Fraas breaking point, penetration and softening point - are getting worse. These changes make it difficult to mix the milled mix with the freshly added mix and negatively affect the characteristics of the recycled asphalt mix.

RO 127898 Β1RO 127898 Β1

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în obținerea unui aditiv care, intro- 1 dus în bitumul proaspăt, îmbunătățește caracteristicile fizico-chimice ale liantului bituminos reciclat. 3The technical problem solved by the invention consists in obtaining an additive which, introduced into fresh bitumen, improves the physico-chemical characteristics of the recycled bitumen binder. 3

Aditivul pentru asfalt, conform invenției, elimină dezavantajele menționate prin aceea că este constituit din: 5 (i) solvent format dintr-un amestec 2:1 din distilat petrolier naftenic: esteri metilici ai acizilor grași proveniți din ulei de rapiță, care asigură omogenizarea liantului din asfaltul reciclat 7 cu cel proaspăt;The asphalt additive, according to the invention, eliminates the mentioned disadvantages by consisting of: 5 (i) solvent consisting of a 2: 1 mixture of naphthenic petroleum distillate: fatty acid methyl esters from rapeseed oil, which ensures homogenization of the binder from recycled asphalt 7 with fresh;

(ii) amestec format din ulei aromatic, ulei semiparafinos și ulei de tall brut, care corec- 9 tează compoziția liantului bituminos reciclat;(ii) a mixture of aromatic oil, semi-paraffin oil and crude tall oil, which correct the composition of the recycled bituminous binder;

(iii) copolimer stiren-butadien-stirenic, ce îmbunătățește caracteristicile de elasticitate- 11 plasticitate-etanșeizare ale liantului reciclat;(iii) styrene-butadiene-styrene copolymer, which improves the elasticity-plasticity-sealing characteristics of the recycled binder;

(iv) produs de condensare a acizilor carboxilici din ulei de rapiță cu trietilentetraamină 13 cu un conținut de azot aminic de 3,5%, la un raport masic solvent:ulei aromatic:ulei semiparafinos:ulei de tall brutcopolimer stiren-butadien-stirenic:produs de condensare de: 15(iv) condensation product of the carboxylic acids of rapeseed oil with triethylentetraamine 13 with a 3,5% amine nitrogen content, at a mass ratio solvent: aromatic oil: semi-paraffin oil: tall styrene-butadiene-styrene brcopolymer oil: condensation product of: 15

1...40:0,5...15:0,5...15:0,1...10:0,1...7:0,1...4.1 ... 40: 0.5 ... 15: 0.5 ... 15: 0.1 ... 10: 0.1 ... 7: 0.1 ... 4.

într-o realizare preferată, uleiul aromatic are temperatura de fierbere de 445°C la presi- 17 unea atmosferică, și uleiul semiparafinos are temperatura de fierbere de 450°C la presiunea atmosferică. 19In a preferred embodiment, the aromatic oil has the boiling temperature of 445 ° C at atmospheric pressure, and the semi-paraffin oil has the boiling temperature of 450 ° C at atmospheric pressure. 19

Procedeul de obținere a aditivului pentru reciclarea asfaltului, conform invenției, constă în omogenizarea, prin amestecare mecanică la temperatura camerei, a amestecului de solvent, 21 uleiul aromatic, uleiul semiparafinos, uleiul de tall și produsul de condensare, după care se dozează și se solubilizează, prin amestecare mecanică, copolimerul stiren-butadien-stirenic la 23 temperatura de 20...200°C, timp de 0,3...20 h.The process for obtaining the asphalt recycling additive according to the invention consists in homogenizing, by mechanical mixing at room temperature, the solvent mixture, 21 aromatic oil, semi-paraffin oil, tall oil and condensation product, after which it is dosed and solubilized. , by mechanical mixing, the styrene-butadiene-styrene copolymer at 23 at 20 ... 200 ° C for 0.3 ... 20 h.

Aditivul pentru reciclarea asfaltului se dozează în bitumul folosit la prepararea25 mixturii asfaltice în proporție masică de 0,1...30%, la temperatura de 16O...22O°C.The asphalt recycling additive is dosed in the bitumen used in the preparation 25 of the asphalt mixture in a mass ratio of 0.1 ... 30%, at a temperature of 16O ... 22O ° C.

Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:27The following advantages are obtained by applying the invention: 27

- îmbunătățește adezivitatea bitumului pe agregate,- improves the adhesion of bitumen on aggregates,

- se reduce timpul de omogenizare a mixturii asfaltice,29- the mixing time of the asphalt mix is reduced, 29

- se obține o mixtură asfaltică având omogenitate superioară.- an asphalt mixture with a higher homogeneity is obtained.

în continuare, se dau două exemple de realizare a invenției.31The following are two examples of embodiment of the invention.31

Exemplul 1Example 1

Un balon de sticlă, echipat cu un sistem de amestecare prin agitare mecanică, sistem 33 de control și reglare a temperaturii și turației, este alimentat cu 145 g solvent hidrocarbonat naftenic (interval de fierbere 22O...24O°C), 70 g esteri metilici ai acizilor grași proveniți din ulei 35 de rapiță, 95 g ulei aromatic cu temperatura inițială de fierbere de 445°C la presiunea atmosferică, 65 g ulei semiparafinos cu temperatura de fierbere de 450°C la presiunea 37 atmosferică, 55 g ulei de tall brut și 22 g produs de condensare a acizilor carboxilici ce provin din uleiul de rapiță, cu trietilentetraamina ce prezintă un conținut de azot aminic de 3,5%; 39 amestecul obținut se omogenizează, se adaugă 35 g copolimer stiren-butadien-stirenic, se reglează și se menține temperatura la valoarea de 160°C timp de 10 h. Se fluxează 60 g din 41 produsul obținut cu 1000 g bitum rutier, ale cărui caracteristici sunt prezentate în tabelul 1, pe o durată de 16 h, la temperatura de 180°C, obținându-se un bitum ale cărui caracteristici sunt 43 prezentate în tabelul 1.A glass flask, equipped with a mechanical stirring system, system 33 for controlling temperature and speed, is supplied with 145 g of naphthenic hydrocarbon solvent (boiling range 22O ... 24O ° C), 70 g esters. fatty acid methyls from rapeseed oil 35, 95 g aromatic oil with initial boiling temperature of 445 ° C at atmospheric pressure, 65 g semi-paraffin oil with boiling temperature of 450 ° C at 37 atmospheric pressure, 55 g tall oil crude and 22 g condensation product of carboxylic acids from rapeseed oil, with triethylentetraamine having a nitrogen content of 3.5%; 39 the mixture obtained is homogenized, 35 g of styrene-butadiene-styrene copolymer is added, the temperature is adjusted and maintained at 160 ° C for 10 hours. 60 g of 41 product obtained with 1000 g of road bitumen is flushed, of which characteristics are presented in table 1, for a duration of 16 h, at 180 ° C, yielding a bitumen whose characteristics are 43 presented in table 1.

Exemplul 2 45Example 2 45

Se fluxează 90 g din aditivul obținut la exemplul 1 cu 1000 g din același bitum rutier, la temperatura de 180°C, obținându-se un bitum ale cărui caracteristici sunt prezentate în 47 tabelul 1.90 g of the additive obtained in Example 1 is flowed with 1000 g of the same road bitumen, at a temperature of 180 ° C, obtaining a bitumen whose characteristics are shown in Table 1 47.

RO 127898 Β1RO 127898 Β1

Caracteristicile asfaltului reciclat cu bitum neaditivat și aditivat în prezența aditivului preparat conform experiențelor 1 și 2 sunt prezentate în tabelul 2.The characteristics of the asphalt recycled with non-additive and additive bitumen in the presence of the additive prepared according to experiences 1 and 2 are presented in table 2.

Tabelul 1Table 1

Caracteristicile bitumului fluxat, conform exemplelor 1 și 2Characteristics of flowed bitumen, according to examples 1 and 2

Proprietate Property Unitate de măsură Unit Bitum inițial Initial bitumen Exemplul 1 Example 1 Exemplul 2 Example 2 Penetrație la 25 °C Penetration at 25 ° C 0,1 mm 0.1 mm 54 54 59 59 61 61 Punct de înmuiere Softening point °C ° C 52 52 48 48 46 46 Punct de inflamabilitate Flash point °C ° C 237 237 224 224 219 219 Solubilitate Solubility % % 99,7 99.7 99,8 99.8 99,8 99.8 Viscozitate dinamică la 60°C Dynamic viscosity at 60 ° C Pa xs Not xs 167 167 152 152 147 147 Punct de rupere Fraass ^a Breaking point Fraass ^a °C ° C -13 -13 -15 -15 -15 -15 Viscozitate cinematică la 135°C Kinematic viscosity at 135 ° C mm² /smm ² / s 326 326 307 307 301 301 Adezivitate adhesiveness % % 88,3 88.3 91,5 91.5 91,8 91.8

Tabelul 2Table 2

Caracteristicile fizico-mecanice ale asfaltului reciclat cu bitum neaditivat și aditivatPhysical-mechanical characteristics of recycled asphalt with non-additive and additive bitumen

Nr. crt. Nr. crt. Caracteristica Characteristic Unitatea de măsură Unit of measurement Material frezat + bitum neaditivat Milling material + non-additive bitumen Material frezat + bitum aditivat, conf. exp. 1 Milling material + additive bitumen, exp. 1 Material frezat + bitum aditivat, conf. exp. 2 Milling material + additive bitumen, exp. 2 1 1 Densitate aparentă pe cilindrii Marshall Apparent density on Marshall cylinders Kg/m³ Kg / m ³ 1950 1950 2320 2320 2365 2365 2 2 Absorbție de apă Water absorption % % 5,3 5.3 3,9 3.9 3,5 3.5 3 3 Stabilitate Marshall (S) Marshall stability (S) KN KN 3,4 3.4 5.9 5.9 6,6 6.6 4 4 Fluaj (I) Fluid (I) mm mm 0,5 0.5 1,8 1.8 2,4 2.4 5 5 Raport (S/l) Report (S / L) KN/mm KN / mm 6,8 6.8 3,3 3.3 2,8 2.8

Claims

Claims 1

1. Asphalt recycling additive based on solvent, oil and adhesive promoters, 3 characterized in that it consists of: (i) solvent consisting of a 2: 1 mixture of naphthenic petroleum distillate: fatty acid methyl esters from rapeseed oil, which ensures 5 homogenization of the binder from the recycled asphalt with the fresh one, (ii) a mixture of aromatic oil, semi-paraffin oil and crude tall oil, which corrects the composition of the recycled bituminous binder, 7 (iii) styrene-butadiene-styrene copolymer which improves the elasticity-plasticity-sealing characteristics of the recycled binder, and (iv) condensation product of carboxylic acids in rapeseed oil 9 with triethylentetraamine having a nitrogen content of 3.5%, at a mass solvent ratio: aromatic oil : semi-paraffin oil: crude oil detail: copolymer styrene-butadiene-styrene: condensation product 11 of: 1 ... 40: 0.5 ... 15: 0.5 ... 15: 0.1 ... 10: 0.1 ... 7: 0.1 ... 4.

2. Additive according to claim 1, characterized in that the aromatic oil has an initial boiling temperature of 445 ° C at atmospheric pressure, and the semi-paraffin oil has an initial boiling temperature of 450 ° C at atmospheric pressure. 15

3. Process for obtaining the asphalt recycling additive as defined in the claim

1, characterized in that it is homogenized by mechanical mixing, at room temperature, solvent mixture, aromatic oil, semi-paraffin oil, tall oil and condensation product, after which the styrene copolymer is dosed and solubilized by mechanical mixing. -butadiene-styrene, at a temperature of 20 ... 200 ° C, for 0.3 ... 20 h.