沥青混合料常温再生剂及其制作方法
【专利摘要】一种沥青混合料常温再生剂及其制作方法，属于沥青领域。沥青混合料常温再生剂主要由按重量份计的以下原料制作而成：油分5～7份；稳定剂1～2份；橡胶90～100份；分散剂0.5～1份；硫化剂0.1～0.8份；促进剂0.3～0.6份。再生剂的制作方法如下：将油分、稳定剂以及橡胶加入预制的裂解装置进行裂解。当裂解装置的温度达到345～365℃时停止加热。待裂解装置的温度降至300～320℃，于300～320℃条件下恒温2～4小时，然后自然冷却，并收集蒸发的气体，冷凝气体得到冷却液。将冷却液与分散剂、促进剂、硫化剂混合，得到再生剂。本发明提供的常温再生剂具有较低的拌合温度，可以降低能耗，简化制备工艺。
【专利说明】
沥青混合料常温再生剂及其制作方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及沥青领域，具体而言，涉及一种沥青混合料常温再生剂及其制作方法。
【背景技术】
[0002] 沥青混合料是一种复合材料，主要由基质沥青、骨料等组成，还可根据沥青使用性 能加入聚合物和木纤维素等等。随着沥青的老化，沥青路面的各项性能逐渐下降，为修复老 化的沥青路面，提高老化沥青路用的性能，通常的做法是利用沥青再生剂对老化的沥青路 面进行再生。目前，采用再生剂的再生沥青混合料的方法通常是:先将废旧沥青与沥青再生 剂相混合制备成改性沥青，然后将改性沥青与其他骨料等原料混合，制作而成再生沥青混 合料。再生沥青混合料可根据需要于路面施用。
[0003] 现有的沥青再生剂使用过程中，通常需要160°C甚至更高的生产温度以实现再生 沥青混合料的生产，因此，需要特殊的高能耗耐热设备以及相应的工艺条件。另外，还需要 考虑高温生产的再生沥青在应用中过程中的运输、存储等环节的问题。因此，市面上亟需一 种能够在相对较低的温度情况下实现沥青混合料再生的再生剂。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种沥青混合料常温再生剂，以降低沥青的再生温度，从 而减少能耗。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种沥青混合料常温再生剂的制作方法，以实现步骤 简单、操作方便地制作再生剂。
[0006] 本发明是这样实现的：
[0007] -种沥青混合料常温再生剂，主要由按重量份计的以下原料制作而成：
[0008] 油分5~7份;稳定剂1~2份;橡胶90~100份;分散剂0.5~1份;硫化剂0.1~0.8 份;促进剂0.3~0.6份。
[0009] 本发明中常温是指90~130°C。
[0010] 本发明还提供了上述沥青混合料常温再生剂的制作方法，包括以下步骤：
[0011] 将油分、稳定剂以及橡胶加入预制的裂解装置进行裂解，裂解装置的温度达到345 ~365 °C时停止加热；
[0012] 待裂解装置的温度降至300~320 °C，于300~320 °C条件下恒温2~4小时，然后自 然冷却，并收集蒸发的气体，冷凝气体得到冷却液;将冷却液与分散剂、促进剂、硫化剂混 合，得到再生剂。
[0013]上述方案的有益效果:本发明提供了一种沥青混合料常温再生剂，其具有相对较 低的使用温度，在90~130°C温度可对废旧沥青进行再生，从而降低废旧沥青再生过程中的 能耗，同时减低生产设备的耐热要求。此外，相对更低的温度下对废旧沥青进行再生，还可 以减少加热带来的环境污染，同时还可以简化废旧沥青再生的工艺流程，有利于提高再生 沥青的生产效率。本发明提供的常温沥青再生剂可以使得再生的沥青具有优良的回弹性、 粘结性和抗老化性、不易变形、不易产生龟裂、良好的负载能力等优点，从而有利于延长沥 青路面的使用寿命长。另外，该常温再生剂还可用于对基质沥青进行改性，以改善基质沥青 的性能，从而提尚利用改性的基质浙青制备的浙青混合料的路用性能。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会 理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体 条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为 可以通过市售购买获得的常规产品。
[0015] 以下针对本发明实施例的沥青混合料常温再生剂及其制作方法进行具体说明：
[0016] -种沥青混合料常温再生剂，主要由按重量份计的以下原料制作而成：
[0017] 油分5~7份;稳定剂1~2份;橡胶90~100份;分散剂0.5~1份；
[0018] 促进剂0.3~0.6份;硫化剂0.1~0.8份。
[0019]沥青路面在各种荷载的作用下，受到压应力、剪应力和拉应力等作用，并且长期暴 露于自然环境中，因此也受到氧、阳光、温度、水和风等自然条件的影响，从而致使沥青混合 料中的各种成分，例如沥青、骨料的物理和化学性能发生变化，产生老化等问题。导致沥青 老化的主要原因是:原有沥青中沥青质组分增多且移行，即沥青质组分偏多、而其他组分偏 少，且沥青质的分布严重失调，造成沥青的性能下降。再生剂的使用则可以使沥青中各组分 比例均衡，以达沥青再生之目的。
[0020] 在本发明提供的常温再生剂中，油分可以起到较好的调配沥青混合料中各种组分 的作用。油分使高粘度的废旧沥青混合料软化，废旧沥青混合料在机械和热能的作用下充 分分散，使得混合料获得适当的粘度，以便与其它物料混合。橡胶在沥青中的分散稳定性 高，可使得废旧沥青中高含量的沥青质重新分散。此外，橡胶还与废旧沥青中的沥青质和胶 质等物质产生化学作用。在硫化剂和促进剂的作用下，橡胶可发生部分硫化，形成硫化的大 分子网络结构，从而提高再生沥青的性能。分散剂的使用则可以促进废旧沥青中各种组分 的和易性，使各种成分充分混合，提高再生沥青中各组分件分散均匀程度。稳定剂使再生的 沥青的环境稳定性提高，对环境中的光、热等具有更好的耐受性。
[0021] 由于废旧沥青中的沥青质含量高，其硬度高、粘度大，难以与其他材料进行混合。 因此，现有的废旧沥青通常采用在高温下加热废旧沥青，以便与新沥青、集料等混合，进行 再生制备沥青混合料。但是，高温拌合使得废旧沥青再生过程中，沥青也同时发生老化的问 题，导致再生的沥青混合料的性能降低，同时还使得生产设备的容易损坏。本发明提供的再 生剂中以油分作为软化剂，使废旧沥青中的沥青质的粘度下降、硬度降低，并且在分散剂的 作用下，与其他物料充分地混合。粘度下降的废旧沥青中的胶质和沥青质等物质能够被橡 胶吸收，橡胶充分溶胀。通过在硫化剂、促进剂以及稳定的作用下，橡胶硫化，并且使废旧沥 青中的各种组分与成分重新分布、接触和反应，从而可获得使用性能优异的再生沥青混合 料。
[0022] 油分主要起到软化废旧沥青的作用，其可以选择重质油或者轻质油，例如，松焦 油、煤焦油、环烷油、芳烃油、石油树脂、石油渣油等等。当沥青受到长时间光线和高温炙烤 时，其发生一系列的挥发、氧化以及聚合等反应，从而使沥青的内部结构发生化学变化，从 而导致路用性能下降。因此，再生剂中加入稳定剂，可以在一定程度上改善沥青的环境稳定 性，延缓老化过程中。稳定剂可以有多种选择，例如，光稳定剂或者热稳定剂。
[0023]光稳定剂可以使用紫外线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-770、炭黑中的一种或 多种。热稳定剂可以使用硬酸脂钙、直连脂肪烃、过氧二异丙苯或硫化植物油中的任一种或 多种。硫化植物油是由植物油与硫化物反应而成。其中，如花生油、玉米油、大豆油等，硫化 物可选用硫磺。例如，将蓖麻油与硫磺按重量比50:1放入硫化锅内，升温至200°C进行硫化 制得。
[0024]较佳地，植物油的酸价为5~200mgK0H/g。酸价在上述范围内的植物油能够与硫磺 进行更充分的反应，使得植物油的硫化程度提高，从而有利于改善再生沥青的稳定性。分散 剂可以根据需要选用各种表面活性成分，例如分散剂W33、分散剂WB212、马来酰胺、己烯基 双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。促进剂包括二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸盐 类、促进剂CZ、2-硫基哇哇琳、二硫化二苯并噻唑中的一种或多种。硫化剂包括硫磺、二丁基 二硫代氨基甲酸镍、二硫化四甲基秋兰姆、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或多种。
[0025] 上述沥青混合料常温再生剂可通过如下方法制作而成，包括以下步骤：
[0026] 将油分、稳定剂以及橡胶加入预制的裂解装置进行裂解，所述裂解装置的温度达 到345~365°C时停止加热。待裂解装置的温度降至300~320°C，于300~320°C条件下恒温2 ~4小时，然后自然冷却，并收集蒸发的气体，冷凝所述气体得到冷却液。将冷却液与分散 剂、硫化剂、促进剂混合，得到所述再生剂。
[0027] 以下结合实施例对本发明的沥青混合料常温再生剂及其制作方法作进一步的详 细描述。
[0028] 实施例1
[0029]将50千克松焦油、10千克硬酸脂钙、900千克废旧橡胶颗粒加入热裂解器内。热裂 解器逐渐升温，当热裂解器的温度达到345°C时停止加热。
[0030] 待热裂解器的温度降到300°C后，于300°C恒温2小时，然后自然冷却，并将蒸发出 的气体进行冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入硫磺1千克、5千克的分散剂W33、3千克 的促进剂CZ，搅拌均匀得到常温再生剂。
[0031] 实施例2
[0032] 将70千克松焦油、20千克热稳定剂、1000千克废旧橡胶放入热裂解器内。热裂解器 逐渐升温，升温至365°C后停止加热。待热裂解器内温度降到320°C后，于320°C恒温4小时， 然后自然冷却，并将蒸发出的气体进行冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入8千克二硫 代氨基甲酸盐类、10千克的分散剂WB212以及二丁基二硫代氨基甲酸镍8千克，搅拌均匀得 到再生剂。
[0033] 实施例3
[0034]将60千克煤焦油、15千克直连脂肪烃、950千克废旧橡胶粉放入热裂解器内。热裂 解器逐渐升温，升温至365°C后停止加热。待热裂解器内温度降到308°C后，在308°C恒温2小 时，然后自然冷却，并将蒸发出的气体冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入6千克的 WB212、3千克的双叔丁基过氧化二异丙基苯以及4千克的二硫化二苯并噻唑，搅拌均匀得到 再生剂。
[0035] 实施例4
[0036]将54千克的煤焦油、15千克的过氧二异丙苯、980千克废旧橡胶放入热裂解器内。 热裂解器逐渐升温，升温至354°C后停止加热。待热裂解器内温度降到303°C后，在303°C恒 温2.5小时，然后自然冷却，并将蒸发出的气体冷凝回收，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4.3千克的促进剂CZ，搅拌均匀得到再生剂。
[0037] 实施例5
[0038]将62千克的环烷油、14千克的硬酸脂镁、980千克废旧橡胶放入热裂解器内。热裂 解器逐渐升温，升温至355°(：后停止加热。待热裂解器内温度降到309°(：后，于309°(：恒温3.3 小时，然后自然冷却并将蒸发出的气体冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入7千克的分 散剂WB212、4千克的黄原酸盐类促进剂以及5千克的二硫化四甲基秋兰姆硫化剂，搅拌均匀 得到再生剂。
[0039] 实施例6
[0040]将65千克的石油树脂、5千克的紫外线UV531和5千克的硬酸脂钡、902千克废旧轮 胎橡胶放入热裂解器内。热裂解器逐渐升温，升温至360°C后停止加热。待热裂解器内温度 降到31TC后，于31TC恒温2.8小时，然后自然冷却并将蒸发出的气体冷凝回收，得到冷凝 液。向冷凝液中加入8.6千克的分散剂马来酰胺、5千克的二硫化二苯并噻唑促进剂以及4千 克的双叔丁基过氧化二异丙基苯硫化剂，搅拌均匀得到再生剂。
[0041 ] 实施例7
[0042]将59千克的芳烃油、5千克的炭黑和5千克的硫化植物油、1000轮胎橡胶放入热裂 解器内。热裂解器逐渐升温，升温至364°C停止加热。待热裂解器内温度降到312°C，于312°C 恒温4小时，然后自然冷却并将蒸发出的气体冷凝回收，得到冷凝液。向冷凝液中加入9千克 的己烯基双硬脂酰胺分散剂、5.3千克的二硫代氨基甲酸盐类促进剂以及4千克的双叔丁基 过氧化二异丙基苯硫化剂和1千克的二硫化四甲基秋兰姆硫化剂，搅拌均匀得到再生剂。其 中，硫化植物油通过以下方法制作而成:蓖麻油与硫磺按重量比49:1放入容器内，加热升温 至200°C，发生硫化反应制得。
[0043] 实施例8
[0044]将50千克的松焦油和12千克的芳烃油、2千克的紫外线吸收剂UV-770和6千克的硫 化植物油、983轮胎橡胶放入热裂解器内。热裂解器逐渐升温，升温至351°C停止加热。待热 裂解器内温度降到307°C，于307°C恒温3.6小时，然后自然冷却并将蒸发出的气体冷凝回 收，得到冷凝液。向冷凝液中加入2千克的分散剂WB212和4千克的马来酰胺分散剂、5.3千克 的二硫代氨基甲酸盐类促进剂以及6千克的促进剂CZ和6.5千克的二硫化四甲基秋兰姆硫 化剂，搅拌均匀得到再生剂。
[0045] 试验例1
[0046] 将本发明提供的常温再生剂与兰炼废旧沥青按照1:5的重量比加热拌合，得到再 生沥青。测试废旧沥青、再生沥青的性能，结果如表1所示。
[0047] 表1废旧沥青、再生沥青性能
[0048]
[0050] 表1的各数据按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行测 试，其中针入度按照T0602进行测试，软化点按照T0606进行测试，延度按照T0605进行测试。 结果表明，本发明所制备的沥青混合料再生剂添加到老化的废旧沥青中所得再生沥青的性 能指标得到了改善，满足路用要求。
[0051 ] 试验例2
[0052] 再生沥青混合料的制备及性能测定。
[0053] 对老旧的沥青路面进行铣刨，得到废旧沥青混合料，将破碎后的废旧沥青混合料 在温度120~130°C下加热2~3小时后投入到拌合锅中，将本发明实施例提供的再生剂加入 拌锅中搅拌100秒，添加新集料和基质沥青后继续拌合30s，拌合制成再生沥青混合料。新集 料的用量与废旧沥青混合料的用量根据废旧沥青混合料中老化沥青性能而定，再生剂的用 量为废旧沥青混合料重量的3~4%。市售SBS改性剂和集料、基质沥青于170°C热拌配制沥 青混合料，对其性能进行对比，其试验结果见表2所示。
[0054] 表2新沥青混合料、再生沥青混合料的路用性能
[0055]
[0056]
[0057] 表2中的各数据的测试方法与表1中各数据的测试方法相同。结果表明，废旧沥青 通过本发明所制备的再生剂的进行再生后得到的沥青混合料的性能指标相比于利用现有 的SBS改性剂制备的沥青混合料的性能得到了改善，且废旧沥青的利用率高，具有较好的环 保和经济效益。
[0058]仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来 说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种沥青混合料常温再生剂，其特征在于，主要由按重量份计的以下原料制作而成： 油分5~7份； 稳定剂1~2份； 橡胶90~100份； 分散剂0.5~1份； 硫化剂0.1~0.8份； 促进剂0.3~0.6份。2. 根据权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述油分选自松焦油、 煤焦油、环烷油、芳烃油、石油树脂中的一种或多种。3. 根据权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述稳定剂包括热稳定 剂和/或光稳定剂。4. 根据权利要求3所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述热稳定剂包括硬酸 脂钙、直连脂肪烃、过氧二异丙苯或硫化植物油中的一种或多种。5. 根据权利要求4所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述植物油的酸价为5 ~200mgK0H/g。6. 根据权利要求3所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述光稳定剂包括紫外 线吸收剂UV-531、紫外线吸收剂UV-770、炭黑中的一种或多种。7. 根据权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述硫化剂包括硫磺、 二丁基二硫代氨基甲酸镍、二硫化四甲基秋兰姆、双叔丁基过氧化二异丙基苯中的一种或 多种。8. 根据权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述分散剂包括分散剂 W33、分散剂WB212、马来酰胺、己烯基双硬脂酰胺、硬脂酸单甘油酯中的一种或多种。9. 根据权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂，其特征在于，所述促进剂包括二硫代 氨基甲酸盐类、黄原酸盐类、促进剂CZ、2-硫基噻唑啉、二硫化二苯并噻唑中的一种或多种。10. -种权利要求1所述的沥青混合料常温再生剂的制作方法，其特征在于，包括以下 步骤： 将油分、稳定剂以及橡胶加入预制的裂解装置进行裂解，所述裂解装置的温度达到345 ~365 °C时停止加热； 待所述裂解装置的温度降至300~320°C，于300~320°C条件下恒温2~4小时，然后自 然冷却，并收集蒸发的气体，冷凝所述气体得到冷却液;将所述冷却液与分散剂、促进剂、硫 化剂混合，得到所述再生剂。
【文档编号】C08K5/098GK105885151SQ201610471182
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月23日
【发明人】王洪, 郭朝阳, 马成, 何鹏
【申请人】四川国星高分子树脂有限公司