適於改性瀝青再生的專用再生劑及其製備方法
2024-03-03 19:17:15
專利名稱：：適於改性瀝青再生的專用再生劑及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及道路鋪設材料，特別涉及的是一種道路回收改性瀝青專用再生劑及其製備方法。
背景技術：
：瀝青鋪設的路面是一種無接縫的連續式路面，它以承受力強、無揚塵、防飄滑、噪音低等優良性能在全世界範圍內得到了廣泛應用。但是隨著經濟的發展，車流量不斷增加，車速加快，荷載加重，對公路路面提出了更高的要求，而普通瀝青路面在低溫下容易脆裂，在高溫下容易軟化，在行車荷載的反覆作用下容易出現車轍、推移、起包等現象，嚴重影響了瀝青路面的使用壽命。與普通瀝青相比，改性瀝青具有更加優良的路用性能，用它鋪設的路面具有良好的耐久性、抗磨性，實現了高溫不軟化，低溫不開裂，因此在越來越多的道路工程中得到了廣泛應用。改性瀝青的製備有多種方法，包括化學改性、物理改性等，目前常用的是通過添加改性劑來提高瀝青的性能，苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性劑是目前世界範圍內使用最為廣泛的瀝青改性劑，在我國SBS改性瀝青佔據了統治地位。但進來的研究表明，在瀝青路面的長期使用過程中，改性瀝青和普通瀝青一樣都會出現老化問題，從而影響其路用性能。改性瀝青的老化，不僅基質瀝青本身發生老化，而且其中的SBS改性劑也會發生老化而逐漸失去其改性的作用。有關學者研究做了相關的研究，將改性瀝青在薄膜旋轉烘箱(RTFOT)內進行老化，200min後，改性瀝青的低溫延度(5'C)幾乎為0，表明SBS改性劑己經完全失效。目前我國正面臨著每年近千萬噸的廢舊改性瀝青混合料，這些混合料在最初生成時不僅消耗了大量的優質瀝青、改性劑和石材，同時也消耗了大量的能源，如果將其直接廢棄，不僅造成大量的浪費，同時還會進一步產生新的環境汙染。因此基於可持續發展和環境保護的基本理念，改性瀝青混合料的再生利用勢在必行。而熱再生是目前世界上應用最為廣泛的瀝青路面再生方法，它不僅節約了大量資源、能源，而且再生的瀝青路面具有優良的路用性能，在國際上是一種成熟的技術。3東南大學交通學院曾對老化的改性瀝青混合料、加入普通再生劑的瀝青混合料進行車轍性能研究，結果顯示老化的改性瀝青，由於瀝青老化變硬，因此仍然具有較好的抗車轍能力，動穩定度為4800次/mm，而加入普通再生劑的瀝青混合料的動穩定度僅有2800次/mm，可見普通再生劑雖然能夠恢復瀝青的性能指標(軟化點、針入度等指標)，但卻大幅度降低了瀝青混合料的抗車轍能力，可見普通的再生劑並不能滿足改性瀝青的再生要求，因此開發一種適應於道路回收改性瀝青專用再生劑非常必要而且迫切，以填補我國在該領域的一項空白。
發明內容本發明要解決的技術問題就是現有普通的再生劑並不能滿足改性瀝青的再生要求的問題，提供一種易於施工、價格低廉，並可有效提高廢舊改性瀝青混合料高溫穩定性和低溫抗裂性的專用再生劑及其製備方法。本發明由下列組分按重量份配而成重質礦物油類50.0~80.0%、橡膠或熱塑性彈性體10.0~25.0%、高沸點溶劑油10.0~30.0%、穩定劑0.5~4.0%、抗氧劑0.1~1.0%、抗剝落劑0.1~2.0%。上述的重質礦物油類為減壓渣油、糠醛抽出油、芳烴基橡膠油、催化裂化澄清油中的一種或一種以上任意比例的混合物。上述橡膠為含有二烯烴嵌段的橡膠，選自天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁二烯橡膠、戊二烯橡膠或異丁烯異戊二烯共聚物；上述熱塑性彈性體為苯乙烯類熱塑性彈性體，選自苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。上述的溶劑油為180#、230#等高沸點溶劑油中的一種或一種以上任意比例的混合物。上述的穩定劑為硫磺、4,4-二硫化二嗎啉中的一種或一種以上任意比例的混合物。上述的抗氧劑為2,6-二叔丁基_4_甲基苯酚或2,2'—甲撐雙(4一甲基一6—叔丁基苯酚)中的一種或一種以上任意比例的混合物。上述抗剝落劑為有機含氮化合物、氨基衍生物、含烷基、氨基和多胺、磷脂中的一種或一種以上任意比例的混合物，優選AD-hereLOF65-00、Gernamin519和AS-P中的一種或一種以上任意比例的混合物。本發明的製備方法包括如下步驟a、將按比例稱取的重質礦物油放進反應釜內並預熱至100-130°C;b、將按比例稱取的橡膠或熱塑性彈性體投入反應釜內，攪拌30min，再將反應釜溫度升至150-170'C快攪15min;c、將反應釜轉速將至慢攪並冷卻至60-9(TC，投入按比例稱量的溶劑油、穩定劑、抗氧劑和抗剝落劑，繼續攪拌至均勻後出料。由於本發明經過了熱塑性彈性體等聚合物的改性，因此可以直接和回收的改性瀝青或混合料混合製成再生瀝青或混合料，再生後的瀝青性能可以達到甚至超過改性瀝青的水平，可有效提高再生瀝青混合料的高溫穩定性和低溫抗裂性能；同時，本發明屬於油性體系，粘度較低且儲存穩定，對儲存和施工無任何特殊要求。而且，本發明還具有原材料易得，製備工藝簡單，複合綠色生態和可持續發展的特點。具體實施例方式以下實施例中如無特殊說明反應釜的攪拌速度為200轉/分鐘，快速攪拌速度為600轉/分鐘。實施例l將359g減壓渣油出油和100g糠醛抽出油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至130°C，向反應釜內加入60g苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至150°C，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至9(TC，向反應釜中加入稱量好的60gl80弁溶劑油、12g硫磺、2g2，6-二叔丁基一4一甲基苯酚和lg4—甲基一6—叔丁基苯酚抗氧劑、4gAS-P和2gAD-hereLOF65-00抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油瀝青改性再生劑SBTII-1。實施例2將360g糠醛抽出油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至13(TC，向反應釜內加入90g苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至15(TC，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至卯。C，向反應釜中加入稱量好的120g230弁溶劑油、21g4，4-二硫化二嗎啉、6g4—甲基一6—叔丁基苯酚和3gAD-hereLOF65-00抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油性粘稠狀瀝青改性再生劑SBTII-2。實施例3將240g糠醛抽出油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至13CTC，向反應釜內加入120g苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至15(TC，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至9(TC，向反應釜中加入稱量好的100gl80弁和80g230弁溶劑油、18g硫磺、6g2,6-二叔丁基一4一甲基苯酚和6gAS-P抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油性粘稠狀瀝青改性再生劑SBTII-3。實施例4將450g催化裂化澄清油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至130°C,向反應釜內加入60g苯乙烯一丁二烯橡膠，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至150。C，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至卯"C，向反應釜中加入稱量好的60g230fr溶劑油、12g4,4-二硫化二嗎啉和12g硫磺、3g4—甲基一6—叔丁基苯酚和3gGernamin519抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油性粘稠狀瀝青改性再生劑SBTII-4。實施例5將420g芳烴基橡膠油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至130°C，向反應釜內加入90g苯乙烯一丁二烯橡膠，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至150。C，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至9(TC，向反應釜中加入稱量好的60gl80弁溶劑油、21g硫磺、3g2,6-二叔丁基一4一甲基苯酚和6gAD-hereLOF65-00抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油性瀝青改性再生劑SBTII-5。實施例6將300g糠醛抽出油放入反應釜內，邊攪拌邊預熱至130°C，向反應釜內加入150g苯乙烯一丁二烯橡膠，保持以上溫度攪拌30min;然後升溫至150'C，加快攪拌速度，快速攪拌15min;降低攪拌速度並冷卻至90。C，向反應釜中加入稱量好的100g23(W和20gl80#溶劑油、18g4，4-二硫化二嗎啉、6g4—甲基一6—叔丁基苯酚和6gGemamin519抗剝落劑，保持上述溫度攪拌15min，最後冷卻至室溫，製成油性粘稠狀瀝青改性再生劑SBTII-6。對實施例中2和實施例5製備的再生劑進行性能檢測，結果見表1。表ltableseeoriginaldocumentpage7用實施例2和實施例5製備的再生劑分別再生老化改性瀝青及其混合料，再生劑的用量為8%。改性瀝青的老化制度是163"C薄膜旋轉烘箱內老化200min。試驗結果如表2和表3所示。表2tableseeoriginaldocumentpage7表3tableseeoriginaldocumentpage7權利要求1、一種適應於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於由下列組分按重量份配而成重質礦物油50.0～80.0％；橡膠或熱塑性彈性體10.0～25.0％；高沸點溶劑油10.0～30.0％；穩定劑0.5～4.0％；抗氧劑0.1～1.0％；抗剝落劑0.1～2.0％。2、根據權利要求1所述適應於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於所述重質礦物油為減壓渣油、糠醛抽出油、芳烴基橡膠油、催化裂化澄清油中的一種或一種以上任意比例的混合物。3、根據權利要求1所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於所述橡膠為含有二烯烴嵌段的橡膠，所述熱塑性彈性體為苯乙烯類熱塑性彈性體。4、根據權利要求3適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於所述二烯烴嵌段的橡膠選自天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、丁二烯橡膠、戊二烯橡膠或異丁烯異戊二烯共聚物，苯乙烯類熱塑性彈性體選自苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物。5、根據權利要求1所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於所述溶劑油為180#、230#高沸點溶劑油中的一種或一種以上任意比例的混合物。6、根據權利要求1所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於穩定劑為硫磺、4，4-二硫化二嗎啉中的一種或一種以上任意比例的混合物。7、根據權利要求1所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於抗氧劑為2,6-二叔丁基一4一甲基苯酚、2,2'—甲撐雙(4一甲基一6—叔丁基苯酚)中的一種或一種以上任意比例的混合物。8、根據權利要求1所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於抗剝落劑為有機含氮化合物、氨基衍生物、含烷基、氨基和多胺、磷脂中的一種或一種以上任意比例的混合物。9、根據權利要求8適用於改性瀝青再生的專用再生劑，其特徵在於所述的抗剝落劑為AD-hereLOF65-00、Gernamin519和AS-P中的一種或一種以上任意比例的混合物。10、權利要求1至9任意一項所述適用於改性瀝青再生的專用再生劑的製備方法，其特徵在於包括如下步驟a、將按比例稱取的重質礦物油放進反應釜內攪拌並預熱至100-130°C;b、將按比例稱取的橡膠或熱塑性彈性體投入反應釜內，攪拌30min，再將反應釜溫度升至150-17(TC快速攪拌15min;c、將反應釜轉速將至正常攪拌速度並冷卻至60-9(TC，投入按比例稱量的溶劑油、穩定劑、抗氧劑和抗剝落劑，繼續攪拌至均勻後出料。全文摘要本發明涉及一種適應於改性瀝青再生的專用再生劑，由下列組分按重量份配而成重質礦物油50.0～80.0％；橡膠或熱塑性彈性體10.0～25.0％；高沸點溶劑油10.0～30.0％；穩定劑0.5～4.0％；抗氧劑0.1～1.0％；抗剝落劑0.1～2.0％，其製備方法如下a、將重質礦物油放進反應釜內攪拌並預熱至100-130℃；b、將橡膠或熱塑性彈性體投入反應釜內，攪拌30min，再將反應釜溫度升至150-170℃快速攪拌15min；c、將反應釜轉速降至正常攪拌速度並冷卻至60-90℃，投入溶劑油、穩定劑、抗氧劑和抗剝落劑，繼續攪拌至均勻後出料。本發明的瀝青改性再生劑屬油性體系，可穩定儲存，用於舊瀝青道路回收瀝青的再生特別是改性瀝青的再生，可達到新改性瀝青的水平。文檔編號C08L91/00GK101629020SQ20091018316公開日2010年1月20日申請日期2009年8月10日優先權日2009年8月10日發明者贇萬,劉加平,靜徐,洪錦祥,王文峰,繆昌文申請人:江蘇省建築科學研究院有限公司;江蘇博特新材料有限公司