一種改性再生劑及其制備方法與應用
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性再生劑及其制備方法與應用，該再生劑包括如下組分：植物瀝青、改性劑、乳化劑及抗老化劑；制備方法包括將植物瀝青加熱攪拌，加入改性劑，攪拌冷卻后，加入乳化劑和抗老化劑繼續(xù)攪拌，即制得改性再生劑。優(yōu)點為本發(fā)明的改性再生劑能夠有效提升熱再生改性瀝青混合料的路用性能，恢復老化SBS改性瀝青，且經(jīng)濟環(huán)保，無污染；同時，該制備方法簡單，大大降低了生產(chǎn)成本；此外，制得的改性再生劑能夠應用到高速公路上面層的養(yǎng)護工程中，對于熱再生技術的推廣具有重要意義。
【專利說明】
一種改性再生劑及其制備方法與應用
技術領域
[0001] 本發(fā)明屬于瀝青再生技術領域，尤其涉及一種改性再生劑及其制備方法與應用。
【背景技術】
[0002] 瀝青路面熱再生技術越來越受到人們的重視。瀝青老化后變硬、黏度增大、性能衰 退，因此在對舊料進行再生利用時，需對老化瀝青進行再生，使老化瀝青重新獲得適宜的黏 度和性能。目前，國內(nèi)外關于老化瀝青的再生方法主要有兩種:一是當舊料摻量不超過30 % 時，一般采用較軟的新瀝青來進行調和，即新瀝青的高溫性能等級要比設計瀝青性能等級 低一個等級;二是當舊料摻量較高時，則傾向于采用再生劑，因此再生劑成為瀝青路面再生 利用的關鍵技術。
[0003] 現(xiàn)有再生劑主要是針對于基質瀝青的老化而研發(fā)，多以石油工業(yè)中的輕質油為 主，實踐證明雖然其能夠在一定程度上恢復老化普通瀝青的性能，但其穩(wěn)定性較差，而且在 老化聚合物改性瀝青的性能恢復方面作用低效，聚合物改性瀝青的老化不僅包括瀝青組分 的迀移，同時還伴隨著改性劑的裂解和失效。我國高速公路上面層普遍采用SBS改性瀝青， 研究表明SBS改性瀝青優(yōu)良的性能來源于SBS聚合物在基質瀝青中形成的趨于連續(xù)相的交 聯(lián)網(wǎng)絡結構，而再生劑不含SBS聚合物，不具備修復SBS聚合物網(wǎng)絡結構的功能，因此難以真 正實現(xiàn)SBS改性瀝青的老化再生。目前我國改性瀝青路面熱再生中添加的現(xiàn)有再生劑，只能 起到降低老化瀝青黏度和提升施工和易性的作用，對老化瀝青和再生混合料性能的提升效 果并不明顯，反而使得再生路面的高溫穩(wěn)定性降低。容易產(chǎn)生車轍病害。因此制約了熱再生 技術在高速公路養(yǎng)護中的發(fā)展。而且由于目前再生劑均為石油多次提煉后的產(chǎn)物，因而價 格昂貴。因此尋求研發(fā)價格合理、環(huán)保且能夠有效恢復老化SBS改性瀝青性能，提升再生混 合料路用性能的新型再生劑很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的:本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠有效恢復老化SBS改性瀝青、提升熱 再生瀝青混合料路用性能，且價格低廉環(huán)保的改性再生劑;本發(fā)明的第二目的是提供該再 生劑的制備方法;本發(fā)明的第三目的是提供該改性再生劑的應用。
[0005] 技術方案:本發(fā)明的改性再生劑，包括如下組分:植物瀝青70~80份、改性劑15~ 25份、乳化劑1~5份以及抗老化劑0.5~1份。優(yōu)選的，植物瀝青72~75份、改性劑20~30份、 乳化劑4.2~4.5份以及抗老化劑0.5~0.8份。
[0006] 本發(fā)明采用的植物瀝青通過生物發(fā)酵以及高溫高壓氫化過程促使植物糖醇分子 之間出現(xiàn)脫水環(huán)化成飽和鏈狀或輕度聚合成長鏈，具有天然的分子極性，與SBS改性瀝青與 SBS改性瀝青有很好的相似相容性。
[0007] 本發(fā)明采用的改性劑優(yōu)選可為SBR膠乳或者VAE乳液，其中，SBR膠乳是由SBR 丁苯 橡膠經(jīng)乳液共聚制得的陰離子型聚合物分散體，SBR膠乳與植物瀝青有著很好的相容性，且 穩(wěn)定性好，可以改善植物瀝青的感溫性和粘彈性;VAE乳液是醋酸乙稀一乙烯共聚乳液，其 不僅與瀝青具有良好的相容性，且在瀝青中有很好的分散性，能夠有效改善瀝青高溫性能、 低溫柔韌性、抗老化及耐久性。
[0008] 本發(fā)明采用的乳化劑優(yōu)選可為脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物、脂肪酸聚氧乙烯酯或辛 基酚聚氧乙烯醚，其中，脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物能夠有效改善植物瀝青和SBR膠乳的黏 度，使得再生劑常溫下呈流動狀態(tài)，無需加熱便可用于施工;脂肪酸聚氧乙烯酯具有良好的 乳化、增溶、潤濕、分散作用，能夠使得植物瀝青與改性劑進一步溶合并改善混合液的黏度； 辛基酚聚氧乙烯醚具有良好的乳化性能，能夠使得改性劑在植物瀝青中的充分擴散并有效 改善再生劑的黏度。
[0009] 本發(fā)明改性再生劑的制備方法包含以下步驟:按重量份數(shù)稱量植物瀝青、改性劑、 乳化劑以及抗老化劑，將植物瀝青加熱至70~80°C攪拌5~lOmin，加入改性劑，攪拌30~ 60min，待冷卻至50~60°C時，加入乳化劑和抗老化劑繼續(xù)攪拌20~40min，即制得改性再生 劑。
[0010]本發(fā)明將植物瀝青加熱至70~80°C能夠使得該植物瀝青具有良好的流動性，提高 再生劑的高溫性能，若加熱溫度低于70°C，則會使得植物瀝青的動力粘度過高，植物瀝青過 粘，不利于植物瀝青與改性劑之間的充分溶合;若加熱溫度高于80°C，則會導致植物瀝青的 動力粘度過小，植物瀝青流動性過高，降低再生劑的高溫性能。
[0011] 同理，本發(fā)明在50~60 °C時加入乳化劑和抗老化劑，能夠提高乳化劑和抗老化劑 在混合溶液中的分散能力，并充分降低混合液的黏度。
[0012] 本發(fā)明的改性再生劑應用于高速公路上面層的養(yǎng)護工程中。
[0013]有益效果：與現(xiàn)有技術相比，其顯著優(yōu)點為本發(fā)明制得的再生劑能夠有效提升熱 再生改性瀝青混合料的路用性能，恢復老化SBS改性瀝青，而且經(jīng)濟環(huán)保，無污染;本發(fā)明一 方面通過向改性再生劑中加入植物瀝青，即玉米秸桿加工提取后的產(chǎn)物，由于其黏度適當， 因此，不僅能夠軟化老化瀝青、降低老化瀝青黏度、提升施工和易性，且其環(huán)保，對環(huán)境無污 染；另一方面采用SBR膠乳作為改性劑，其不僅能夠顯著提高老化SBS改性瀝青的低溫抗變 形能力、改善老化SBS改性瀝青的感溫性和粘彈性，而且SBR膠乳與植物瀝青間也有著很好 的相容性，二者可以形成交聯(lián)結構，增強穩(wěn)定性；同時，本發(fā)明中的再生劑制備方法簡單，大 大降低了生產(chǎn)成本，且產(chǎn)品質量好，合格率高;此外，本發(fā)明制備的改性再生劑能夠應用到 高速公路上面層的養(yǎng)護工程中，對于熱再生技術的推廣具有重要意義。
【具體實施方式】
[0014] 下面對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0015] 實施例1
[0016]原料:植物瀝青75份，SBR膠乳20份，脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物4.2份，2，6-三級丁 基-4-甲基苯酚0.8份。本發(fā)明采用的原料均可從市場上購買得到。
[0017] 方法:將植物瀝青加入到攪拌釜中，加熱至80°C攪拌，攪拌5min，加入SBR膠乳，攪 拌60min，攪拌混合均勻，待攪拌釜冷卻至60 °C時，加入脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮合物和2,6-三 級丁基-4-甲基苯酚繼續(xù)攪拌20min，冷卻到常溫得到的液態(tài)混合物即制得改性再生劑。 [0018]將實施例1制得的改性再生劑進行室內(nèi)再生性能試驗，獲得的性能檢測結果如表1 所示。
[0020]
[0019] 表1再生劑再生性能結果
[0021]
[0022]由表1可知，本發(fā)明提供的再生劑明顯改善了老化SBS改性瀝青的粘彈性，尤其是 使老化SBS改性瀝青的高、低溫性能恢復到了與新SBS改性瀝青相當?shù)某潭?，進一步說明了 本發(fā)明的再生劑用于老化SBS改性瀝青的有效性。
[0023] 實施例2
[0024]原料:植物瀝青72份，VAE乳液30份，脂肪酸聚氧乙烯酯4.5份，雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚0.5份。
[0025] 方法:將植物瀝青加入到攪拌釜中，加熱至70°C攪拌，攪拌lOmin，加入VAE乳液，攪 拌30min，攪拌混合均勻，待攪拌釜冷卻至50°C時，加入脂肪酸聚氧乙烯酯和雙(3,5_三級丁 基-4-羥基苯基)硫醚繼續(xù)攪拌40min，冷卻到常溫得到的液態(tài)混合物即制得改性再生劑。 [0026]將實施例2制得的改性再生劑進行室內(nèi)再生性能試驗，獲得的性能檢測結果如表2 所示。
[0027]表2再生劑再生性能結果 [0028]
[0029]由表2可知，本發(fā)明提供的再生劑明顯改善了老化SBS改性瀝青的粘彈性，尤其是 使老化SBS改性瀝青的高、低溫性能恢復到了與新SBS改性瀝青相當?shù)某潭?，進一步說明了 本發(fā)明的再生劑用于老化SBS改性瀝青的有效性。
[0030] 實施例3
[0031] 基本步驟與實施例1相同，不同之處在于乳化劑采用辛基酚聚氧乙烯醚，抗老化劑 采用四〔β-(3,5_三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。
[0032] 實施例4
[0033] 基本步驟與實施例1相同，不同之處在于:植物瀝青65份，SBR膠乳10份，脂肪醇與 環(huán)氧乙烷縮合物0.5份，抗老化劑0.3份，其中，抗老化劑包括2,6_三級丁基-4-甲基苯酚、雙 (3,5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚及四〔β-(3,5-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸〕季戊四醇酯。 [0034] 實施例5
[0035] 基本步驟與實施例4相同，不同之處在于:植物瀝青70份，SBR膠乳25份，脂肪醇與 環(huán)氧乙烷縮合物5份，抗老化劑0.5份。
[0036] 實施例6
[0037] 基本步驟與實施例4相同，不同之處在于:植物瀝青80份，SBR膠乳15份，脂肪醇與 環(huán)氧乙烷縮合物1份，抗老化劑1份。
[0038] 實施例7
[0039] 基本步驟與實施例4相同，不同之處在于:植物瀝青85份，SBR膠乳30份，脂肪醇與 環(huán)氧乙烷縮合物8份，抗老化劑2份。
[0040]將實施例4-7制得的改性再生劑進行室內(nèi)再生性能試驗，獲得的性能檢測結果如 表3所示。
[0041 ]表3不同的原料含量制得的再生劑再生性能結果 [0042]
[0043]
[0044] 由表3可知，實施例5和6制備的改性再生劑的綜合性能最佳，實施例4植物瀝青含 量較低，對瀝青的軟化效果非常明顯，不利于產(chǎn)品的高溫性;而實施例7SBR膠乳含量較高， 這使得產(chǎn)品的黏度非常高，不利于產(chǎn)品用于現(xiàn)場施工。
[0045] 本發(fā)明所列舉的各原料都能實現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能 實現(xiàn)本發(fā)明；在此不--列舉;對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種修改和變 化，凡在本發(fā)明的精神和原則內(nèi)所做的任何修改，等同替換、改進等，均應在本發(fā)明的保護 范圍。
【主權項】
1. 一種改性再生劑，其特征在于按重量份數(shù)計，包括如下組分:植物瀝青70~80份、改 性劑15~25份、乳化劑1~5份以及抗老化劑0.5~1份。2. 根據(jù)權利要求1所述的改性再生劑，其特征在于:所述植物瀝青72~75份、改性劑20 ~30份、乳化劑4.2~4.5份以及抗老化劑0.5~0.8份。3. 根據(jù)權利要求1所述的改性再生劑，其特征在于:所述改性劑為SBR膠乳或VAE乳液。4. 根據(jù)權利要求1所述的改性再生劑，其特征在于:所述乳化劑為脂肪醇與環(huán)氧乙烷縮 合物、脂肪酸聚氧乙烯酯或辛基酚聚氧乙烯醚。5. 根據(jù)權利要求1所述的改性再生劑，其特征在于:所述抗老化劑至少包括2，6-三級丁 基-4-甲基苯酚、雙(3，5-三級丁基-4-羥基苯基)硫醚或四〔β-(3，5-三級丁基-4-羥基苯基） 丙酸〕季戊四醇酯中的一種。6. -種制備權利要求1所述的改性再生劑的方法，其特征在于包括如下步驟:按重量份 數(shù)稱量植物瀝青、改性劑、乳化劑以及抗老化劑，將植物瀝青加熱至7 0~8 0 °C攪拌5~ lOmin，加入改性劑，攪拌30~60min，待冷卻至50~60 °C時，加入乳化劑和抗老化劑繼續(xù)攪 拌20~40min，即制得改性再生劑。7. 根據(jù)權利要求1所述的改性再生劑在高速公路上面層的養(yǎng)護工程中的應用。
【文檔編號】C08L9/08GK106009724SQ201610440105
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月17日
【發(fā)明人】顧興宇, 周洲, 高磊, 姜言旭
【申請人】東南大學