TW202108691A

TW202108691A - 環保型瀝青回收料再生劑

Info

Publication number: TW202108691A
Application number: TW108129657A
Authority: TW
Inventors: 張簡國平; 花嘉鴻; 鄭之瑋; 黃士偉
Original assignee: 正修學校財團法人正修科技大學; 建程實業股份有限公司
Priority date: 2019-08-20
Filing date: 2019-08-20
Publication date: 2021-03-01
Also published as: TWI706988B

Abstract

一種環保型瀝青回收料再生劑，包含一軟化油及一環保塑化劑。以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，該軟化油的含量為80wt%至98wt%，該環保塑化劑的含量為1wt%至10wt%。該環保型瀝青回收料再生劑可活化老化的瀝青，能降低老化瀝青的黏度及軟化點、提升其針入度及延展性，使得在路面維護中被刨除的老化瀝青得以被重覆利用，並具有製備成本低且製備方式簡單的優點。

Description

環保型瀝青回收料再生劑

本發明是有關於一種化學添加劑，特別是指一種環保型瀝青回收料再生劑。

根據106年交通部統計處資料，臺灣約有97%的道路面積為瀝青路面，由於全球環保意識抬頭，在路面維護所刨除的老化瀝青混凝土中，每年約有500萬噸將回收製成再生瀝青混凝土。瀝青在老化的過程中，其軟化點及黏度將隨之增加，因此一般在製作再生瀝青混凝土時，約採用40%的瀝青混凝土回收料及60%的瀝青混凝土新料，並添加重油作為再生劑，將高達16,300 cP的黏度降低為3,900 cP至8,100 cP間，才能符合法規標準。然而，以重油作為再生劑使用雖可降低黏度，但仍可能發生瀝青路面發生車轍及變形等問題。

臺灣第I627232號「用於瀝青改質及再生之油凝膠」發明專利，揭示一種由特定苯乙烯類嵌段共聚物、生物型油或生物型油摻合物及抗氧化劑系統所製成的瀝青再生劑，但由於須在再生瀝青中添加高達15%至25%的再生劑，使得再生瀝青的成本過高。另外，中國第CN104610768A號「一種瀝青再生劑及其製備方法和應用」發明專利，所揭示的瀝青再生劑則須在不同混拌溫度依序添加植物瀝青、界面增強改性劑、增塑劑、滲透劑及抗老化劑等多項成分。由於須配合攪拌時間和速度依序添加多種成分，製作的成分及方式皆較為複雜，勢必將提高瀝青再生劑的製造成本。

因此，本發明之目的，即在提供一種製備成本低且製備方式簡單的環保型瀝青回收料再生劑。

於是，本發明環保型瀝青回收料再生劑，包含一軟化油及一環保塑化劑。以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，該軟化油的含量為80wt%至98wt%，該環保塑化劑的含量為1wt%至10wt%。

本發明之功效在於：該環保型瀝青回收料再生劑可活化老化的瀝青，能降低老化瀝青的黏度及軟化點、提升其針入度及延展性，使得在路面維護中被刨除的老化瀝青得以被重覆利用，並具有製備成本低且製備方式簡單的優點。

本發明環保型瀝青回收料再生劑包含一軟化油、一環保塑化劑、一石油樹脂，及一減水劑。在本發明中，該環保型瀝青回收料再生劑是以該軟化油、該環保塑化劑及該石油樹脂作為主要成份，並可另外視需求添加微量的該減水劑。

以該軟化油、該環保塑化劑及該石油樹脂的總重量為100wt%計，該軟化油的含量為80wt%至98wt%，該環保塑化劑的含量為1wt%至10wt%，該石油樹脂的含量為1wt%至10wt%。另外，該減水劑的含量相對較低，在不計入該軟化油、該環保塑化劑，及該石油樹脂之總重量的情況下，其重量較佳為該軟化油、該環保塑化劑及該石油樹脂總重量的千分之一至百分之一。

須先行說明的是，瀝青的老化為不可逆的化學反應，主要是由於瀝青中的芳香族（環烷芳香烴，naphthenic aromatic）與氧氣接觸而形成膠質（極性芳香族），膠質再持續與氧氣反應，並形成硬度及黏性較高的瀝青精。在瀝青老化的過程中，分子間的化學鍵將逐漸減弱，而容易受到熱或剪力的影響而破壞。新鮮的瀝青含有足量的芳香族而呈現溶膠狀，具有黏度較低、軟化點較低、針入度較高，且延展性較高等特性。

以下分別簡單說明瀝青的各種性質。

黏度為瀝青抵抗流動的能力，測量方式為計算瀝青流過試驗儀器孔的時間。在瀝青具有一定黏度時，可將粒料膠結在一起，但若黏度太大，則無法在短時間內包覆粒料，因此，瀝青的黏度應在3,900 cP至8,100 cP間。

軟化點為瀝青自固態轉變為液態的分界溫度，在高溫環境中，應採用軟化點較高的瀝青，以避免瀝青受高溫影響而融化流動。

針入度是以100克荷重的標準針，在25℃±0.1℃的環境溫度中且無明顯摩擦的情況下垂直作用5秒鐘，所插入瀝青樣品的深度。針入度越低，表示瀝青越為脆硬，在使用中也越容易因疲勞而龜裂。

延展性為瀝青的拉伸能力，是指瀝青在一定的溫度及一定的拉伸速度下，在組織被破壞前所能拉伸的最大長度。

該軟化油為芳香基橡膠軟化油，其閃火點介於200℃至300℃，芳香基化合物重量百分比介於70%至85%，黏度20 cSt至30 cSt。該軟化油具有軟化和潤滑效果，可作為橋接其他添加劑的助劑，以增加施工便利性，並能降低老化瀝青的黏度。

該環保塑化劑是選自於鄰苯二甲酸二丙基庚酯（DPHP）、聚羧酸鹽酯類塑化劑、磺醯胺類塑化劑、磷酸酯類塑化劑、聚羧酸醚類（PCE）、萘磺酸縮合物塑化劑，或上述的組合。該環保塑化劑具有出色的耐候性和耐老化性，可降低老化瀝青的軟化點及黏度，並能提升路面鋪築工程的壓實度。

該石油樹脂是由不飽和芳香族共聚反應而來熱塑性樹脂，可以為脂肪族樹脂（C5）、芳香族樹脂（C9），或脂肪族/芳香族共聚樹脂（C5/C9）的其中一種，具有防水和耐化學品等特性，其酯含量高於99.5%，加熱減量最大值為0.1%。該石油樹脂可補充老化瀝青中因氧化而轉變成膠質的芳香族，使得呈現凝膠狀的老化瀝青還原成溶膠狀，並降低其黏度，且使老化瀝青形成穩定的結構。

該減水劑為多磷酸，可視需求添加微量至該環保型瀝青回收料再生劑中，且僅須添加該軟化油、該環保塑化劑及該石油樹脂總重量的千分之一至百分之一即可達到功效。由於瀝青老化時，分子間的化學鍵也隨之減弱，使得瀝青容易因熱或剪力的影響而損壞，該減水劑能溶解多種低分子及高分子有機化合物，促進瀝青和聚合物間的化學鍵結，並提高瀝青的低溫抗裂性，以及高溫穩定性。

須特別說明的是，該環保型瀝青回收料再生劑並不一定須包含該減水劑，也可以只包含該軟化油及該環保塑化劑，或是只包含該軟化油、該環保塑化劑，及該石油樹脂，同樣可達到活化老化瀝青的功效。

為了更好地理解本發明，以下由實施例1至3來進一步說明，但本發明並不侷限於下述實施例：

實施例1：

在本實施例中，以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，配製包含95wt%的該軟化油及5wt%的該環保塑化劑之該環保型瀝青回收料再生劑，並分別配製含有50wt%的該軟化油及50wt%的重油，以及僅含有100wt%的該軟化油共兩種瀝青再生劑。

接著，將一總重量為400公斤的混凝土回收料（含有16公斤的老化瀝青）及一總重量為595公斤的混凝土新料（含有29公斤的新瀝青）進行混合，再加入總重量為5公斤的該環保型瀝青回收料再生劑及新瀝青，並在100℃中混拌45秒，而形成一含有5wt%瀝青的再生料。例如，當加入1公斤的該環保型瀝青回收料再生劑時，即再加入4公斤的新瀝青進行混合，當加入5公斤的該環保型瀝青回收料再生劑時，即不再加入新瀝青進行混合。

比照上述方法，另外將該等瀝青再生劑分別與該混凝土回收料及該混凝土新料進行混合，形成多個同樣含有5wt%瀝青的再生料作為對照組，並分別將含有該環保型瀝青回收料再生劑及該等瀝青再生劑的該等再生料進行黏度測試，測試結果如表1所示。

表1

組別	添加量
0kg	1kg	2kg	3kg	4kg	5kg
黏度（cP）
瀝青再生劑（重油50%+軟化油50%）	16,300	9,000	8,530	6,700	4,280	1,360
瀝青再生劑（軟化油100%）	16,300	11,200	8,175	6,990	4,610	3,390
環保型瀝青回收料再生劑（軟化油95%+環保塑化劑5%）	16,300	9,340	7,200	6,720	4,160	3,320

由表1可得知，添加2公斤的該環保型瀝青回收料再生劑，即可有效地將該再生料的黏度降至7,200 cP。

實施例2：

在本實施例中，是選用鄰苯二甲酸二丙基庚酯（DPHP）作為該環保塑化劑。以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，分別配製95wt%的該軟化油＋5wt%的該環保塑化劑、90wt%的該軟化油＋5wt%的該環保塑化劑＋5wt%的石油樹脂（SK-120），以及90wt%的該軟化油＋5wt%的該環保塑化劑＋5wt%的石油樹脂（GA-100BE）共三種環保型瀝青回收料再生劑。

將一總重量為400公斤的混凝土回收料（含有16公斤的老化瀝青）及一總重量為598公斤的混凝土新料（含有32公斤的新瀝青）進行混合，再分別加入2公斤的該等環保型瀝青回收料再生劑，並在100℃中混拌45秒，而形成一含有5wt%瀝青的再生料。

另外，比照上述方法，將一總重量為2公斤的市售再生劑與該混凝土回收料及該混凝土新料進行混合，並另外將2公斤的新瀝青與該混凝土回收料及該混凝土新料進行混合（無添加任何再生劑），形成二個同樣含有5wt%瀝青的再生料作為對照組。將該等再生料分別進行黏度和針入度測試，結果如表2所示。

表2

組別	測項
黏度（cP）	針入度（25℃/0.1mm）
無添加再生劑/該環保型瀝青回收料再生劑	16,600	13.3
軟化油90%+DPHP10%	8,240	25.3
軟化油90%+DPHP5%+石油樹脂（SK-120）5%	9,220	27.0
軟化油90%+DPHP5%+石油樹脂（GA-100BE）5%	9,250	16.7
市售再生劑	14,200	15.3

由表2可得知，分別與無添加再生劑以及添加市售再生劑的該再生料相比，添加該等環保型瀝青回收料再生劑的該等再生料，其黏度皆有明顯降低，且針入度也有明顯提升。就針入度方面，以軟化油90%+DPHP10%，以及軟化油90%+DPHP5%+石油樹脂（SK-120）5%的該等環保型瀝青回收料再生劑，提升針入度的效果最為明顯。

實施例3：

在本實施例中，同樣選用鄰苯二甲酸二丙基庚酯（DPHP）作為該環保塑化劑，且以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，配製包含95wt%的該軟化油及5wt%的該環保塑化劑之該環保型瀝青回收料再生劑，並將2公斤的該環保型瀝青回收料再生劑與一總重量為400公斤的混凝土回收料（含有16公斤的老化瀝青）及一總重量為598公斤的混凝土新料（含有32公斤的新瀝青）進行混合，在100℃中混拌45秒，而形成一含有5wt%瀝青的再生料。

將該再生料進行軟化點和延展性測試，可得該再生料的軟化點為52℃，而在25℃環境下，該再生料的延展性在大於100公分時仍未斷裂。

由實施例1至3可得知，該等環保型瀝青回收料再生劑製作方式簡單，且能降低老化瀝青的黏度及軟化點、提升其針入度及延展性，確實可活化老化瀝青。

綜上所述，本發明環保型瀝青回收料再生劑，僅須以少量添加在瀝青中即可活化老化的瀝青，能降低老化瀝青的黏度及軟化點、提升其針入度及延展性，使得在路面維護中被刨除的老化瀝青得以被重覆利用，並具有製備成本低且製備方式簡單的優點，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

無

無。

Claims

一種環保型瀝青回收料再生劑，包含：一軟化油及一環保塑化劑，以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，該軟化油的含量為80wt%至98wt%，該環保塑化劑的含量為1wt%至10wt%。
如請求項1所述的環保型瀝青回收料再生劑，還包含一石油樹脂，以該環保型瀝青回收料再生劑的總重量為100wt%計，該石油樹脂的含量為1wt%至10wt%。
如請求項2所述的環保型瀝青回收料再生劑，還包含一減水劑，該減水劑的重量為該軟化油、該環保塑化劑及該石油樹脂總重量的千分之一至百分之一。
如請求項1所述的環保型瀝青回收料再生劑，其中，該軟化油為芳香基橡膠軟化油。
如請求項1所述的環保型瀝青回收料再生劑，其中，該環保塑化劑是選自於鄰苯二甲酸二丙基庚酯（DPHP）、聚羧酸鹽酯類塑化劑、磺醯胺類塑化劑、磷酸酯類塑化劑、聚羧酸醚類（PCE）、萘磺酸縮合物塑化劑，或上述的組合。
如請求項2所述的環保型瀝青回收料再生劑，其中，該石油樹脂為脂肪族樹脂（C5）、芳香族樹脂（C9），或脂肪族/芳香族共聚樹脂（C5/C9）。
如請求項3所述的環保型瀝青回收料再生劑，其中，該減水劑為多磷酸。