瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法
【專利摘要】一種瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法，屬于瀝青領(lǐng)域。瀝青混合料常溫再生劑主要由按重量份計的以下原料制作而成：油分5～7份；穩(wěn)定劑1～2份；橡膠90～100份；分散劑0.5～1份；硫化劑0.1～0.8份；促進劑0.3～0.6份。再生劑的制作方法如下：將油分、穩(wěn)定劑以及橡膠加入預(yù)制的裂解裝置進行裂解。當裂解裝置的溫度達到345～365℃時停止加熱。待裂解裝置的溫度降至300～320℃，于300～320℃條件下恒溫2～4小時，然后自然冷卻，并收集蒸發(fā)的氣體，冷凝氣體得到冷卻液。將冷卻液與分散劑、促進劑、硫化劑混合，得到再生劑。本發(fā)明提供的常溫再生劑具有較低的拌合溫度，可以降低能耗，簡化制備工藝。
【專利說明】
瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及瀝青領(lǐng)域，具體而言，涉及一種瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瀝青混合料是一種復(fù)合材料，主要由基質(zhì)瀝青、骨料等組成，還可根據(jù)瀝青使用性 能加入聚合物和木纖維素等等。隨著瀝青的老化，瀝青路面的各項性能逐漸下降，為修復(fù)老 化的瀝青路面，提高老化瀝青路用的性能，通常的做法是利用瀝青再生劑對老化的瀝青路 面進行再生。目前，采用再生劑的再生瀝青混合料的方法通常是:先將廢舊瀝青與瀝青再生 劑相混合制備成改性瀝青，然后將改性瀝青與其他骨料等原料混合，制作而成再生瀝青混 合料。再生瀝青混合料可根據(jù)需要于路面施用。
[0003] 現(xiàn)有的瀝青再生劑使用過程中，通常需要160°C甚至更高的生產(chǎn)溫度以實現(xiàn)再生 瀝青混合料的生產(chǎn)，因此，需要特殊的高能耗耐熱設(shè)備以及相應(yīng)的工藝條件。另外，還需要 考慮高溫生產(chǎn)的再生瀝青在應(yīng)用中過程中的運輸、存儲等環(huán)節(jié)的問題。因此，市面上亟需一 種能夠在相對較低的溫度情況下實現(xiàn)瀝青混合料再生的再生劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青混合料常溫再生劑，以降低瀝青的再生溫度，從 而減少能耗。
[0005] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種瀝青混合料常溫再生劑的制作方法，以實現(xiàn)步驟 簡單、操作方便地制作再生劑。
[0006] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
[0007] -種瀝青混合料常溫再生劑，主要由按重量份計的以下原料制作而成：
[0008] 油分5~7份;穩(wěn)定劑1~2份;橡膠90~100份;分散劑0.5~1份;硫化劑0.1~0.8 份;促進劑0.3~0.6份。
[0009] 本發(fā)明中常溫是指90~130°C。
[0010] 本發(fā)明還提供了上述瀝青混合料常溫再生劑的制作方法，包括以下步驟：
[0011] 將油分、穩(wěn)定劑以及橡膠加入預(yù)制的裂解裝置進行裂解，裂解裝置的溫度達到345 ~365 °C時停止加熱；
[0012] 待裂解裝置的溫度降至300~320 °C，于300~320 °C條件下恒溫2~4小時，然后自 然冷卻，并收集蒸發(fā)的氣體，冷凝氣體得到冷卻液;將冷卻液與分散劑、促進劑、硫化劑混 合，得到再生劑。
[0013]上述方案的有益效果:本發(fā)明提供了一種瀝青混合料常溫再生劑，其具有相對較 低的使用溫度，在90~130°C溫度可對廢舊瀝青進行再生，從而降低廢舊瀝青再生過程中的 能耗，同時減低生產(chǎn)設(shè)備的耐熱要求。此外，相對更低的溫度下對廢舊瀝青進行再生，還可 以減少加熱帶來的環(huán)境污染，同時還可以簡化廢舊瀝青再生的工藝流程，有利于提高再生 瀝青的生產(chǎn)效率。本發(fā)明提供的常溫瀝青再生劑可以使得再生的瀝青具有優(yōu)良的回彈性、 粘結(jié)性和抗老化性、不易變形、不易產(chǎn)生龜裂、良好的負載能力等優(yōu)點，從而有利于延長瀝 青路面的使用壽命長。另外，該常溫再生劑還可用于對基質(zhì)瀝青進行改性，以改善基質(zhì)瀝青 的性能，從而提尚利用改性的基質(zhì)浙青制備的浙青混合料的路用性能。
【具體實施方式】
[0014] 下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明的實施方案進行詳細描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會 理解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體 條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為 可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0015] 以下針對本發(fā)明實施例的瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法進行具體說明：
[0016] -種瀝青混合料常溫再生劑，主要由按重量份計的以下原料制作而成：
[0017] 油分5~7份;穩(wěn)定劑1~2份;橡膠90~100份;分散劑0.5~1份；
[0018] 促進劑0.3~0.6份;硫化劑0.1~0.8份。
[0019]瀝青路面在各種荷載的作用下，受到壓應(yīng)力、剪應(yīng)力和拉應(yīng)力等作用，并且長期暴 露于自然環(huán)境中，因此也受到氧、陽光、溫度、水和風等自然條件的影響，從而致使瀝青混合 料中的各種成分，例如瀝青、骨料的物理和化學性能發(fā)生變化，產(chǎn)生老化等問題。導(dǎo)致瀝青 老化的主要原因是:原有瀝青中瀝青質(zhì)組分增多且移行，即瀝青質(zhì)組分偏多、而其他組分偏 少，且瀝青質(zhì)的分布嚴重失調(diào)，造成瀝青的性能下降。再生劑的使用則可以使瀝青中各組分 比例均衡，以達瀝青再生之目的。
[0020] 在本發(fā)明提供的常溫再生劑中，油分可以起到較好的調(diào)配瀝青混合料中各種組分 的作用。油分使高粘度的廢舊瀝青混合料軟化，廢舊瀝青混合料在機械和熱能的作用下充 分分散，使得混合料獲得適當?shù)恼扯龋员闩c其它物料混合。橡膠在瀝青中的分散穩(wěn)定性 高，可使得廢舊瀝青中高含量的瀝青質(zhì)重新分散。此外，橡膠還與廢舊瀝青中的瀝青質(zhì)和膠 質(zhì)等物質(zhì)產(chǎn)生化學作用。在硫化劑和促進劑的作用下，橡膠可發(fā)生部分硫化，形成硫化的大 分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高再生瀝青的性能。分散劑的使用則可以促進廢舊瀝青中各種組分 的和易性，使各種成分充分混合，提高再生瀝青中各組分件分散均勻程度。穩(wěn)定劑使再生的 瀝青的環(huán)境穩(wěn)定性提高，對環(huán)境中的光、熱等具有更好的耐受性。
[0021] 由于廢舊瀝青中的瀝青質(zhì)含量高，其硬度高、粘度大，難以與其他材料進行混合。 因此，現(xiàn)有的廢舊瀝青通常采用在高溫下加熱廢舊瀝青，以便與新瀝青、集料等混合，進行 再生制備瀝青混合料。但是，高溫拌合使得廢舊瀝青再生過程中，瀝青也同時發(fā)生老化的問 題，導(dǎo)致再生的瀝青混合料的性能降低，同時還使得生產(chǎn)設(shè)備的容易損壞。本發(fā)明提供的再 生劑中以油分作為軟化劑，使廢舊瀝青中的瀝青質(zhì)的粘度下降、硬度降低，并且在分散劑的 作用下，與其他物料充分地混合。粘度下降的廢舊瀝青中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等物質(zhì)能夠被橡 膠吸收，橡膠充分溶脹。通過在硫化劑、促進劑以及穩(wěn)定的作用下，橡膠硫化，并且使廢舊瀝 青中的各種組分與成分重新分布、接觸和反應(yīng)，從而可獲得使用性能優(yōu)異的再生瀝青混合 料。
[0022] 油分主要起到軟化廢舊瀝青的作用，其可以選擇重質(zhì)油或者輕質(zhì)油，例如，松焦 油、煤焦油、環(huán)烷油、芳烴油、石油樹脂、石油渣油等等。當瀝青受到長時間光線和高溫炙烤 時，其發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化以及聚合等反應(yīng)，從而使瀝青的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生化學變化，從 而導(dǎo)致路用性能下降。因此，再生劑中加入穩(wěn)定劑，可以在一定程度上改善瀝青的環(huán)境穩(wěn)定 性，延緩老化過程中。穩(wěn)定劑可以有多種選擇，例如，光穩(wěn)定劑或者熱穩(wěn)定劑。
[0023]光穩(wěn)定劑可以使用紫外線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-770、炭黑中的一種或 多種。熱穩(wěn)定劑可以使用硬酸脂鈣、直連脂肪烴、過氧二異丙苯或硫化植物油中的任一種或 多種。硫化植物油是由植物油與硫化物反應(yīng)而成。其中，如花生油、玉米油、大豆油等，硫化 物可選用硫磺。例如，將蓖麻油與硫磺按重量比50:1放入硫化鍋內(nèi)，升溫至200°C進行硫化 制得。
[0024]較佳地，植物油的酸價為5~200mgK0H/g。酸價在上述范圍內(nèi)的植物油能夠與硫磺 進行更充分的反應(yīng)，使得植物油的硫化程度提高，從而有利于改善再生瀝青的穩(wěn)定性。分散 劑可以根據(jù)需要選用各種表面活性成分，例如分散劑W33、分散劑WB212、馬來酰胺、己烯基 雙硬脂酰胺、硬脂酸單甘油酯中的一種或多種。促進劑包括二硫代氨基甲酸鹽類、黃原酸鹽 類、促進劑CZ、2-硫基哇哇琳、二硫化二苯并噻唑中的一種或多種。硫化劑包括硫磺、二丁基 二硫代氨基甲酸鎳、二硫化四甲基秋蘭姆、雙叔丁基過氧化二異丙基苯中的一種或多種。
[0025] 上述瀝青混合料常溫再生劑可通過如下方法制作而成，包括以下步驟：
[0026] 將油分、穩(wěn)定劑以及橡膠加入預(yù)制的裂解裝置進行裂解，所述裂解裝置的溫度達 到345~365°C時停止加熱。待裂解裝置的溫度降至300~320°C，于300~320°C條件下恒溫2 ~4小時，然后自然冷卻，并收集蒸發(fā)的氣體，冷凝所述氣體得到冷卻液。將冷卻液與分散 劑、硫化劑、促進劑混合，得到所述再生劑。
[0027] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的瀝青混合料常溫再生劑及其制作方法作進一步的詳 細描述。
[0028] 實施例1
[0029]將50千克松焦油、10千克硬酸脂鈣、900千克廢舊橡膠顆粒加入熱裂解器內(nèi)。熱裂 解器逐漸升溫，當熱裂解器的溫度達到345°C時停止加熱。
[0030] 待熱裂解器的溫度降到300°C后，于300°C恒溫2小時，然后自然冷卻，并將蒸發(fā)出 的氣體進行冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入硫磺1千克、5千克的分散劑W33、3千克 的促進劑CZ，攪拌均勻得到常溫再生劑。
[0031] 實施例2
[0032] 將70千克松焦油、20千克熱穩(wěn)定劑、1000千克廢舊橡膠放入熱裂解器內(nèi)。熱裂解器 逐漸升溫，升溫至365°C后停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度降到320°C后，于320°C恒溫4小時， 然后自然冷卻，并將蒸發(fā)出的氣體進行冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入8千克二硫 代氨基甲酸鹽類、10千克的分散劑WB212以及二丁基二硫代氨基甲酸鎳8千克，攪拌均勻得 到再生劑。
[0033] 實施例3
[0034]將60千克煤焦油、15千克直連脂肪烴、950千克廢舊橡膠粉放入熱裂解器內(nèi)。熱裂 解器逐漸升溫，升溫至365°C后停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度降到308°C后，在308°C恒溫2小 時，然后自然冷卻，并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入6千克的 WB212、3千克的雙叔丁基過氧化二異丙基苯以及4千克的二硫化二苯并噻唑，攪拌均勻得到 再生劑。
[0035] 實施例4
[0036]將54千克的煤焦油、15千克的過氧二異丙苯、980千克廢舊橡膠放入熱裂解器內(nèi)。 熱裂解器逐漸升溫，升溫至354°C后停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度降到303°C后，在303°C恒 溫2.5小時，然后自然冷卻，并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入6千 克的WB33、2千克的硫磺以及4.3千克的促進劑CZ，攪拌均勻得到再生劑。
[0037] 實施例5
[0038]將62千克的環(huán)烷油、14千克的硬酸脂鎂、980千克廢舊橡膠放入熱裂解器內(nèi)。熱裂 解器逐漸升溫，升溫至355°(：后停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度降到309°(：后，于309°(：恒溫3.3 小時，然后自然冷卻并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入7千克的分 散劑WB212、4千克的黃原酸鹽類促進劑以及5千克的二硫化四甲基秋蘭姆硫化劑，攪拌均勻 得到再生劑。
[0039] 實施例6
[0040]將65千克的石油樹脂、5千克的紫外線UV531和5千克的硬酸脂鋇、902千克廢舊輪 胎橡膠放入熱裂解器內(nèi)。熱裂解器逐漸升溫，升溫至360°C后停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度 降到31TC后，于31TC恒溫2.8小時，然后自然冷卻并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回收，得到冷凝 液。向冷凝液中加入8.6千克的分散劑馬來酰胺、5千克的二硫化二苯并噻唑促進劑以及4千 克的雙叔丁基過氧化二異丙基苯硫化劑，攪拌均勻得到再生劑。
[0041 ] 實施例7
[0042]將59千克的芳烴油、5千克的炭黑和5千克的硫化植物油、1000輪胎橡膠放入熱裂 解器內(nèi)。熱裂解器逐漸升溫，升溫至364°C停止加熱。待熱裂解器內(nèi)溫度降到312°C，于312°C 恒溫4小時，然后自然冷卻并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入9千克 的己烯基雙硬脂酰胺分散劑、5.3千克的二硫代氨基甲酸鹽類促進劑以及4千克的雙叔丁基 過氧化二異丙基苯硫化劑和1千克的二硫化四甲基秋蘭姆硫化劑，攪拌均勻得到再生劑。其 中，硫化植物油通過以下方法制作而成:蓖麻油與硫磺按重量比49:1放入容器內(nèi)，加熱升溫 至200°C，發(fā)生硫化反應(yīng)制得。
[0043] 實施例8
[0044]將50千克的松焦油和12千克的芳烴油、2千克的紫外線吸收劑UV-770和6千克的硫 化植物油、983輪胎橡膠放入熱裂解器內(nèi)。熱裂解器逐漸升溫，升溫至351°C停止加熱。待熱 裂解器內(nèi)溫度降到307°C，于307°C恒溫3.6小時，然后自然冷卻并將蒸發(fā)出的氣體冷凝回 收，得到冷凝液。向冷凝液中加入2千克的分散劑WB212和4千克的馬來酰胺分散劑、5.3千克 的二硫代氨基甲酸鹽類促進劑以及6千克的促進劑CZ和6.5千克的二硫化四甲基秋蘭姆硫 化劑，攪拌均勻得到再生劑。
[0045] 試驗例1
[0046] 將本發(fā)明提供的常溫再生劑與蘭煉廢舊瀝青按照1:5的重量比加熱拌合，得到再 生瀝青。測試廢舊瀝青、再生瀝青的性能，結(jié)果如表1所示。
[0047] 表1廢舊瀝青、再生瀝青性能
[0048]
[0050] 表1的各數(shù)據(jù)按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)進行測 試，其中針入度按照T0602進行測試，軟化點按照T0606進行測試，延度按照T0605進行測試。 結(jié)果表明，本發(fā)明所制備的瀝青混合料再生劑添加到老化的廢舊瀝青中所得再生瀝青的性 能指標得到了改善，滿足路用要求。
[0051 ] 試驗例2
[0052] 再生瀝青混合料的制備及性能測定。
[0053] 對老舊的瀝青路面進行銑刨，得到廢舊瀝青混合料，將破碎后的廢舊瀝青混合料 在溫度120~130°C下加熱2~3小時后投入到拌合鍋中，將本發(fā)明實施例提供的再生劑加入 拌鍋中攪拌100秒，添加新集料和基質(zhì)瀝青后繼續(xù)拌合30s，拌合制成再生瀝青混合料。新集 料的用量與廢舊瀝青混合料的用量根據(jù)廢舊瀝青混合料中老化瀝青性能而定，再生劑的用 量為廢舊瀝青混合料重量的3~4%。市售SBS改性劑和集料、基質(zhì)瀝青于170°C熱拌配制瀝 青混合料，對其性能進行對比，其試驗結(jié)果見表2所示。
[0054] 表2新瀝青混合料、再生瀝青混合料的路用性能
[0055]
[0056]
[0057] 表2中的各數(shù)據(jù)的測試方法與表1中各數(shù)據(jù)的測試方法相同。結(jié)果表明，廢舊瀝青 通過本發(fā)明所制備的再生劑的進行再生后得到的瀝青混合料的性能指標相比于利用現(xiàn)有 的SBS改性劑制備的瀝青混合料的性能得到了改善，且廢舊瀝青的利用率高，具有較好的環(huán) 保和經(jīng)濟效益。
[0058]僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來 說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，主要由按重量份計的以下原料制作而成： 油分5~7份； 穩(wěn)定劑1~2份； 橡膠90~100份； 分散劑0.5~1份； 硫化劑0.1~0.8份； 促進劑0.3~0.6份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述油分選自松焦油、 煤焦油、環(huán)烷油、芳烴油、石油樹脂中的一種或多種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述穩(wěn)定劑包括熱穩(wěn)定 劑和/或光穩(wěn)定劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述熱穩(wěn)定劑包括硬酸 脂鈣、直連脂肪烴、過氧二異丙苯或硫化植物油中的一種或多種。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述植物油的酸價為5 ~200mgK0H/g。6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述光穩(wěn)定劑包括紫外 線吸收劑UV-531、紫外線吸收劑UV-770、炭黑中的一種或多種。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述硫化劑包括硫磺、 二丁基二硫代氨基甲酸鎳、二硫化四甲基秋蘭姆、雙叔丁基過氧化二異丙基苯中的一種或 多種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述分散劑包括分散劑 W33、分散劑WB212、馬來酰胺、己烯基雙硬脂酰胺、硬脂酸單甘油酯中的一種或多種。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑，其特征在于，所述促進劑包括二硫代 氨基甲酸鹽類、黃原酸鹽類、促進劑CZ、2-硫基噻唑啉、二硫化二苯并噻唑中的一種或多種。10. -種權(quán)利要求1所述的瀝青混合料常溫再生劑的制作方法，其特征在于，包括以下 步驟： 將油分、穩(wěn)定劑以及橡膠加入預(yù)制的裂解裝置進行裂解，所述裂解裝置的溫度達到345 ~365 °C時停止加熱； 待所述裂解裝置的溫度降至300~320°C，于300~320°C條件下恒溫2~4小時，然后自 然冷卻，并收集蒸發(fā)的氣體，冷凝所述氣體得到冷卻液;將所述冷卻液與分散劑、促進劑、硫 化劑混合，得到所述再生劑。
【文檔編號】C08K5/098GK105885151SQ201610471182
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月23日
【發(fā)明人】王洪, 郭朝陽, 馬成, 何鵬
【申請人】四川國星高分子樹脂有限公司