廢舊瀝青再生劑及其製備方法

2023-10-26 13:20:32

專利名稱：：廢舊瀝青再生劑及其製備方法
技術領域：
：本發明屬於廢棄物再利用領域，具體涉及廢舊瀝青再生劑及其製備方法。
背景技術：
：目前，中國每年有12%的瀝青路面需要進行翻修，舊瀝青廢棄量將達每年220萬t之巨，如能加以利用，每年可節省材料費3.5億。IO年後，翻修產生的舊瀝青將達1000萬噸，屆時通過再生利用每年可集約材料費15億。同樣，廢橡膠輪胎的利用也是中國現狀的一大難題。2007年，我國廢舊輪胎產生量達到1.6億條，預計到2010年將超過2億條。如何有效地利用數量如此巨大的廢舊瀝青混合料和廢舊橡膠輪胎，也就成了世界各國研究者的熱點。而目前國內部分省市興起的利用乳化瀝青或泡沫瀝青進行的就地冷再生技術發展比較迅速，雖簡單高效，但是其使用範圍有一定局限性，僅限於城市路面和二級以下路面且壽命較短，在高速公路上實行冷再生比較困難，因此圍繞熱再生及關於再生劑的研究一直是廣大科研者努力奮鬥的方向。目前廠拌熱再生技術應用最為普遍，且均用於路面結構層，舊瀝青混凝土的再生利用率在75%以上，日本的廢舊瀝青混合料利用率更是達到了100%，國外對再生瀝青混凝土的性能要求都不低於全新瀝青混凝土。無論是廢舊瀝青再生路面還是再生橡膠瀝青路面的研究，國外均有大量的科研研究成果和應用，而國內畢宏建等人對再生瀝青進行了大量研究，黃敦灝等人對橡膠瀝青進行了研究，但是把廢橡膠粉和廢瀝青混合料相結合的"雙廢"研究和應用卻鮮有報導。現有的進口瀝青再生劑由於其成分複雜，價格昂貴，制約其在國內市場的推廣應用；而國產的再生劑主要是一些石油工業生產出的輕質油如潤滑油，柴油，機油或他們的混合物，用於改性廢舊瀝青，再生效果並不理想，必須在廢舊瀝青中摻入一定量的新瀝青或再生劑，才能滿足高等級路面的使用要求。過去有人試圖比較廢舊瀝青組分和優質瀝青的組分，來決定舊瀝青中應添加的組分，進而找到與這種組分匹配的再生劑，但這種嘗試沒有成功，因為瀝青的化學結構及其複雜，即使化學組分相同的瀝青，因油源基屬及生產工藝不同，其性能也有很大的變化，此外，要找到某種固定組分的再生劑，從工藝上來說有想大大的難度，對設備和工藝要求很高，成本亦很高。另外，現有再生劑一般是與新瀝青一起添加到廢舊瀝青混合料中使用的，工藝比較複雜。
發明內容本發明的目的在於提供一種成本低的廢舊瀝青再生劑及其製備方法，該方法工藝簡單。為了實現上述目的，本發明的技術方案是廢舊瀝青再生劑，其特徵在於它由包含廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料製備而成；各原料所佔重量份數為廢橡膠粉1Q40份；重交瀝青6090份；抗老化劑05份；穩定劑0.0110份；增溶劑0.125份。所述的廢橡膠粉為廢舊汽車輪胎經過破碎、粉磨成細度為20200目的橡膠粉。所述的抗老化劑為2，6-二叔丁基-4甲基苯酚、N-乙醯基-L-酪氨酸胺、對硝基苯胺、鄰苯二甲酸二正戊酯、硅藻士、膨潤土中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。所述的穩定劑為丙烯酸酯、Sasobit(沙索比德瀝青改性劑)、金屬氯化物中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。所述的金屬氯化物為氯化鈣、氯化鈉、氯化鐵中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。所述的增溶劑為芳烴油、環垸油、焦油樹脂、松香樹脂、丁二烯、甲乙酮中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。抗老化劑所佔重量份數最佳為13份。廢舊瀝青再生劑的製備方法，其特徵在於它包括如下步驟1)按各原料所佔重量份數為廢橡膠粉1040份；重交瀝青6090份；抗老化劑05份；穩定劑0.0110份；增溶劑O.125份，選取廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料，備用；2)將重交瀝青加溫到14019(TC，將廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌0.52h後，投入抗老化劑、穩定劑和增溶劑，高速剪切0.53h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑。本發明所述的高速剪切是指轉速為30007000轉/分鐘。低速攪拌指攪拌轉速為1400轉/分鐘以下。廢舊瀝青再生劑的應用將廢舊瀝青路面銑拋，二次破碎後，取破碎後的廢舊瀝青混合料，抽提，測其油石比和級配，確定廢舊瀝青再生劑的摻量和添加新集料的級配，廢舊瀝青再生劑的摻量為廢舊瀝青混合料質量的0.21.5%。將廢舊瀝青再生劑與高溫廢舊瀝青混合料(即廢舊瀝青)複合，拌合90120s後(拌合時間延長1050s)，添加新集料和新瀝青後拌合製成再生瀝青混合料。利用廢橡膠粉生產的廢舊瀝青再生劑的作用機理如下-1)老化瀝青活化作用廢舊瀝青再生劑的摻入提高了瀝青質的降解能力和溶解能力。廢舊瀝青再生劑中的輕油組分和其它優良溶劑組分使得老化瀝青中的瀝青質重新溶解分散，調節瀝青膠體結構，從而達到改善瀝青流變性質和使廢舊瀝青活化的目的。2)瀝青改性作用廢舊瀝青再生劑在溼拌和運輸過程中，廢舊瀝青再生劑與老化相互溶解或溶脹，形成鉸鏈網狀結構，調節舊瀝青的粘度，使舊瀝青過高的粘度降低，使過於硬脆的舊瀝青混合料軟化，與新瀝青新集料均勻混合，並降低新瀝青的溫度敏感性。3)抗老化作用廢舊瀝青再生劑中的抗老化劑成分會提高活化後的瀝青和新瀝青的抗老化性。4)集料增粘作用廢舊瀝青再生劑與舊料拌合時會碰到剝落或半剝落的集料，廢舊瀝青再生劑部分熔融於集料表面，提高了集料的粘結性及混合料的水穩定性。5)纖維加筋作用廢舊瀝青再生劑中的橡膠粉顆粒及纖維成份在瀝青及瀝青混合料中起到加勁作用，增厚瀝青膜，提高瀝青的彈性，高溫穩定性及低溫抗裂性。6)廢舊瀝青再生劑中的炭黑可完全分散在瀝青膜中(彌散強化作用)，在瀝青中形成瀝青組成的一個組分，而且以瀝青為基體，形成微彌散結構。本發明提供的廢舊瀝青再生劑可以穩定儲存，用於廢舊瀝青路面的再生，既可以和回收的廢舊瀝青加熱混合製成再生瀝青，也可以直接和回收的廢舊路面瀝青混合料(必要時添加新料調整級配)加熱製成熱拌瀝青混合料，再生後的瀝青或瀝青混合料性能可達到改性瀝青或改性瀝青混合料的水平，從而提高了瀝青路面的使用壽命。此廢舊瀝青再生劑亦可直接當作橡膠改性瀝青使用。此廢舊瀝青再生劑用於再生時摻量為廢舊瀝青混合料質量的0.021.5%,具體根據廢舊瀝青混合料瀝青含量和再生後瀝青或瀝青混合料的質量要求而確定。利用再生的廢舊瀝青混合料與新瀝青混合料復配，節省了50%以上的新瀝青和新集料，使混合料的性能超過重交瀝青，甚至達到SBS改性瀝青的作用性能。實現了廢橡膠粉和廢瀝青混合料同時綜合利用。減少耕地，原材料的浪費，保護環境，減少或消除廢舊瀝青混合料及廢舊輪胎對環境的永久性汙染，具有倡導綠色生態，節能減排和可持續發展的特點。本發明的有益效果是-(1)廢舊瀝青再生劑的生產成本低(小於3500元A)。(2)以廢養廢，本發明所用的廢橡膠粉是廢舊輪胎破碎、粉磨後的細粉，具有倡導綠色生態，以廢制廢的特色。(3)廢舊瀝青再生劑用量低，廢舊瀝青再生劑用量佔廢舊瀝青混合料用量(質量)的0.021.5%，從而降低廢舊瀝青混合料再生費用。(4)該方法工藝簡單。具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容並不僅僅限於以下幾個實施例。本發明經過實驗室室內大量試驗證明效果良好。試驗按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》(JTJ052-2000),技術指標按照《公路瀝青路面施工技術規範》JTGF40-2004對比進行。實施例1:廢舊瀝青再生劑，它由80目廢橡膠粉、重交瀝青、鄰苯二甲酸二正戊酯、Sasobit(沙索比德瀝青改性劑)、和焦油樹脂原料製備而成，各原料用量如下80目廢橡膠粉75g;重交瀝青410g;鄰苯二甲酸二正戊酯3g;Sasobit8.5g;焦油樹脂19g。上述廢舊瀝青再生劑的製備方法，它包括如下步驟1)按各原料用量重交瀝青410g、80目廢橡膠粉75g、鄰苯二甲酸二正戊酯3g、Saiobit8.5g、焦油樹脂19g，選取80目廢橡膠粉、重交瀝青、鄰苯二甲酸二正戊酯、Sasobit和焦油樹脂原料，備用；2)將重交瀝青加溫到160°C，將80目廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌lh後，投入鄰苯二甲酸二正戊酯、Sasobit和焦油樹脂，高速剪切2h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑A。把本發明所述的廢舊瀝青再生劑A與從廢料中回收的廢瀝青在高溫下混溶，廢舊瀝青再生劑A摻量為12%(佔再生劑和廢瀝青總質量)，製得再生瀝青A，技術指標與未再生前老化的廢瀝青指標對比如表1。把廢舊瀝青混合料在140190'CT"烘35個小時後投入攪拌鍋，添加廢舊瀝青再生劑A，廢舊瀝青再生劑A佔廢舊瀝青混合料質量的1%，拌合100s後，添加新集料和新瀝青繼續攪拌90s，新集料的質量與舊瀝青混合料的質量比為40:60,新瀝青的摻量由最佳油石比而定，本實例的新瀝青摻量為新集料的4.4%。整個試驗都確保混合料級配為AC-16C,並應用國創AH-70和SBS新瀝青做混合料對比試驗，其測定結果見表2，由表2可知，再生混合料完全滿足《公路瀝青路面施工技術規範》JTGF40-2004要求，性能超過AH-70瀝青的效果。實施例2:廢舊瀝青再生劑，它由40目廢橡膠粉、重交瀝青、硅藻土、內烯酸酯和松香樹脂原料製備而成，各原料用量如下40目廢橡膠粉50g;重交瀝青425g;硅藻土21g;丙烯酸酯4g;松香樹脂12g。上述廢舊瀝青再生劑的製備方法，它包括如下步驟1)按各原料用量40目廢橡膠粉50g、重交瀝青425g、硅藻土21g、丙烯酸酯4g、松香樹脂12g，選取40目廢橡膠粉、重交瀝青、硅藻土、丙烯酸酯和松香樹脂原料，備用；2)將重交瀝青加溫到160'C，將40目廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌lh後，投入硅藻土、丙烯酸酯和松香樹脂，高速剪切2h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑B。把本發明所述的廢舊瀝青再生劑B與從廢料中回收的廢瀝青在高溫下混溶，再生劑摻量為10%(佔再生劑和廢瀝青總質量)，製得再生瀝青B，技術指標與未再生前老化的廢瀝青指標對比如表1。6廢舊瀝青混合料在14019(TC下烘35個小時後投入攪拌鍋，添加廢舊瀝青再生劑B，廢舊瀝青再牛劑B佔廢舊瀝青混合料質量的1.2%，拌合100s後，添加新集料和新瀝青繼續攪拌90s，新集料的質量與舊瀝青混合料的質量比為50:50，新瀝青的摻量由最佳油石比而定，本實例的新瀝青摻量為新集料的4.5%。整個試驗中確保混合料級配為AC-16C,並應用國創AH-70和SBS新瀝青做混合料對比試驗，其測定結果見表2，由表2可知，再生混合料完全滿足《公路瀝青路面施工技術規範》JTGF40-2004要求，性能超過AH-70瀝青的效果，與SBS改性瀝青效果很接近。實施例3:廢舊瀝青再牛劑，它由200目廢橡膠粉、重交瀝青、N-乙醯基-L-酪氨酸胺、氯化鈣和芳烴油原料製備而成，各原料用量如下200目廢橡膠粉90g;重交瀝青380g;N-乙醯基-L-酪氨酸胺20g;氯化鈣11.5g;芳烴油30g。上述廢舊瀝青再生劑的製備方法，它包括如下步驟1)按各原料用量200目廢橡膠粉、90g、重交瀝青、380g、N-乙醯基-L-酪氨酸胺、20g、氯化鈣、11.5g、芳烴油、30g，選取200目廢橡膠粉、重交瀝青、N-乙醯基-L-酪氨酸胺、氯化鈣和芳烴油原料，備用；2)將重交瀝青加溫到160'C，將200目廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌lh後，投入N-乙醯基-L-酪氨酸胺、氯化鈣和芳烴油，高速剪切2h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑C。把本發明所述的再生劑C與從廢料中回收的廢瀝青在高溫下混溶，再生劑摻量為15%(佔再生劑和廢瀝青總質量)，製得再生瀝青C，技術指標與未再生前老化的廢瀝青指標對比表1。廢舊瀝青混合料在14019(TC下烘35個小時後投入攪拌鍋，添加廢舊瀝青再生劑C,廢舊瀝青再生劑C佔廢舊瀝青混合料質量的0.8%，拌合100s後，新集料的質量與舊瀝青混合料的質量比為60:40，新瀝青的摻量由最佳油石比而定，本實例的新瀝青摻量為新集料的4.4%。整個試驗都確保混合料級配為AC-16C，並應用國創AH-70和SBS新瀝青做混合料對比試驗，其測定結果見表2，由表2可知，再生混合料完全滿足《公路瀝青路面施工技術規範》JTGF40-2004要求，性能超過AH-70瀝青的效果，與SBS改性瀝青效果很接近。表1各再生瀝青與廢舊瀝青的技術指標tableseeoriginaldocumentpage7再生瀝青B645781再生瀝青C596177國創AH-707048》100國創SBS7278154表2再生劑在混合料中的試驗結果項目再生劑再生劑再生劑重交瀝青SBSABC再生劑摻量/%11.20.8廢舊瀝青混合料摻量/%705040《鏗織4.84.64.54.44.3油石比/%4.24.34.14.24.2浸水殘留穩定度/%82.284.988.287.594.0凍融劈裂殘留強度比/%80.482.785.484.592.7動穩定度/次/mm28643425356816353200低溫彎曲強度/MPa6.436.987.216.128.29低溫彎曲應變24522568266325273142低溫彎曲勁度模量/MPa2622.32718.12707.52421.82638.4實施例4:廢舊瀝青再生劑，它由包含廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料製備而成；各原料所佔重量份數為廢橡膠粉10份；重交瀝青60份；抗老化劑1份；穩定劑O.Ol份；增溶劑0.1份；所述的廢橡膠粉為廢舊汽車輪胎經過破碎、粉磨成細度為20目的橡膠粉；所述的抗老化劑為2，6-二叔丁基-4甲基苯酚；所述的穩定劑為丙烯酸酯；所述的增溶劑為芳烴油；上述廢舊瀝青再生劑的製備方法，它包括如下步驟1)按各原料所佔重量份數為廢橡膠粉10份；重交瀝青60份；抗老化劑1份；穩定劑0.01份；增溶劑O.l份，選取廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料，備用；2)將重交瀝青加溫到140°C，將廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌0.5h後，投入抗老化劑、穩定劑和增溶劑，高速剪切0.5h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生8劑。實施例5:廢舊瀝青再生劑，它由包含廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料製備而成；各原料所佔重量份數為廢橡膠粉40份；重交瀝青90份；抗老化劑3份；穩定劑10份；增溶劑25份；所述的廢橡膠粉為廢舊汽車輪胎經過破碎、粉磨成細度為200目的橡膠粉；所述的抗老化劑為對硝基苯胺、鄰苯二甲酸二正戊酯和膨潤土，硝基苯胺、鄰苯二甲酸二正戊酯和膨潤土各佔l份；所述的穩定劑為丙烯酸酯和氯化鈣，丙烯酸酯和氯化鈣各佔5份；所述的增溶劑為芳烴油、環烷油、松香樹脂、丁二烯和甲乙酮，芳烴油、環垸油、松香樹脂、丁二烯和甲乙酮各佔5份；廢舊瀝青再生劑的製備方法，它包括如下步驟1)按各原料所佔重量份數為廢橡膠粉40份；重交瀝青90份；抗老化劑3份；穩定劑10份；增溶劑25份，選取廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料，備用；2)將重交瀝青加溫到190'C，將廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌2h後，投入抗老化劑、穩定劑和增溶劑，高速剪切3h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑。本發明所列舉的各原料都能實現本發明，各原料的上下限取值以及其區間值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例；本發明工藝參數(如溫度、時間等)的上下限取值以及其區間值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。權利要求1.廢舊瀝青再生劑，其特徵在於它由包含廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料製備而成；各原料所佔重量份數為廢橡膠粉10～40份；重交瀝青60～90份；抗老化劑0～5份；穩定劑0.01～10份；增溶劑0.1～25份。2.根據權利1所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於所述的廢橡膠粉為廢舊汽車輪胎經過破碎、粉磨成細度為20200目的橡膠粉。3.根據權利1所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於所述的抗老化劑為2，6-二叔丁基-4甲基苯酚、N-乙醯基-L-酪氦酸胺、對硝基苯胺、鄰苯二甲酸二正戊酯、硅藻土、膨潤土中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。4.根據權利1所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於所述的穩定劑為丙烯酸酯、沙索比德瀝青改性劑、金屬氯化物中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。5.根據權利4所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於所述的金屬氯化物為氯化鈣、氯化鈉、氯化鐵中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。6.根據權利l所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於所述的增溶劑為芳烴油、環垸油、焦油樹脂、松香樹脂、丁二烯、甲乙酮中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以上混合時為任意配比。7.根據權利1所述的廢舊瀝青再生劑，其特徵在於抗老化劑所佔重量份數為13份。8.如權利1所述的廢舊瀝青再生劑的製備方法，其特徵在於它包括如下步驟1)按各原料所佔重量份數為廢橡膠粉1040份；重交瀝青6090份；抗老化劑05份；穩定劑0.0110份；增溶劑0.125份，選取廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料，備用；2)將重交瀝青加溫到140190°C，將廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，攪拌0.52h後，投入抗老化劑、穩定劑和增溶劑，剪切0.53h後，冷卻，得到廢舊瀝青再生劑。全文摘要本發明涉及廢舊瀝青再生劑及其製備方法。廢舊瀝青再生劑，其特徵在於它由包含廢橡膠粉、重交瀝青、抗老化劑、穩定劑和增溶劑原料製備而成；各原料所佔重量份數為廢橡膠粉10～40份；重交瀝青60～90份；抗老化劑0～5份；穩定劑0.01～10份；增溶劑0.1～25份。廢舊瀝青再生劑的製備方法，其特徵在於它包括如下步驟1)選取原料；2)將重交瀝青加溫到140～190℃，將廢橡膠粉投入到熔化了的重交瀝青中，低速攪拌0.5～2h後，投入抗老化劑、穩定劑和增溶劑，高速剪切0.5～3h後，冷卻至常溫，得到廢舊瀝青再生劑。本發明具有成本低、工藝簡單的特點。文檔編號C08L95/00GK101475746SQ20091006053公開日2009年7月8日申請日期2009年1月16日優先權日2009年1月16日發明者丁慶軍,何永佳,呂林女,政孫,王發洲,胡曙光,衝黃,黃修林,黃紹龍申請人:武漢理工大學