一种再生沥青及其制备方法与流程

文档序号:11805137阅读:218来源:国知局
本发明涉及一种再生沥青及其制备方法,特别是对废旧沥青路面回收沥青的再生方法。
背景技术
:随着公路交通事业的飞速发展,沥青路面的建设也迅猛增长,根据中国高速设计使用年限及实际服役状,在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期,每年约有12%的高速公路沥青面需要维修养护,且以每年15%的速度增长。如果将翻挖、铣刨旧沥青混合料废弃,一方面造成环境污染,另一方面对于中国这种优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源的浪费,而且大量的使用新石料,开采石矿也会对生态环境造成严重破坏。对废旧沥青路面材料进行再生利用,既能减少、节省材料费用及工程投资,同时又能减少环境污染,降低能源消耗,对社会的可持续发展和保护生态环境具有重大意义和价值。沥青材料再生技术一般是通过添加再生剂使废旧的沥青材料恢复各项使用性能。CN201210411170.X提供一种沥青再生剂及制备方法,将40%~65%催化裂化油浆加入30%~50%的重油中,低速搅拌调和0.5~1.0小时,再加入1%~5%聚合物和1%~5%的改性剂高速剪切分散0.5~1.0小时,冷却至室温得到沥青再生剂,其缺点一是所包含的重油组分胶质和沥青质含量较高,不利于再生剂在老化沥青中的渗透和胶溶,再生效率较低,二是所包含改性剂即正磷酸、多磷酸、多聚磷酸等添加量较大,过量酸性物质的存在,会使油浆和重油中的中较活泼化学组分继续发生缩聚反应,变成大分子沥青质,使再生剂性能不稳定,抗老化性和渗透性变差,再生效率降低。技术实现要素:本发明针对现有技术中的不足之处,提供了一种再生沥青及其制备方法。该方法特别适用于废旧沥青路面材料回收的老化沥青的再生,所得的再生沥青性能满足道路沥青技术要求,用于沥青路面的铺筑。本发明提供的再生沥青,其配方包括,以重量份计:回收沥青100份抽出油20~40份催化裂化油浆10~25份热塑性橡胶2.0~8.0份,优选3.0~6.0份增延剂0.5~4.0份,优选1.5~3.0份多聚磷酸0.5~1.5份,优选0.8~1.2份稳定剂0.5~1.5份,优选0.6~1.2份。本发明提供的再生沥青中,还可以加入抗老化剂,其加入量为0~1.5份,优选0.2~1.0份。本发明中,抽出油为石油生产过程中的副产品,富含芳香组分,优选糠醛精制或酚精制的抽出油,芳烃含量45wt%以上,饱和分含量小于30wt%,闪点不低于220℃。本发明中,催化裂化油浆为芳香组分含量不低于50wt%,饱和分含量不大于30wt%,闪点不低于220℃的催化裂化油浆。本发明中,热塑性橡胶为丁二烯或异戊二烯与苯乙烯嵌段型的共聚物,包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)或苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS),优选苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物(SBS),因其具有良好的变形恢复性和裂缝自愈性,本发明所用SBS可以线型或星形结构,嵌段比PS/PB质量比30/70~40/60,分子量8~30万。本发明中,增延剂为丁苯橡胶,如市售的SBR1500、SBR1502和山东显元生产的丁苯橡胶粉末和SBR沥青改质剂的一种或多种混合。本发明中,所述多聚磷酸(PPA)中P2O5含量≥80wt%,优选P2O5含量≥83wt%的多聚磷酸,比如P2O5含量≥83wt%工业级多聚磷酸和P2O5含量≥84wt%食品级多聚磷酸。本发明中,所述回收沥青一般是通过溶剂抽提方法和旋转蒸发方法由废旧沥青路面材料(RAP)回收的老化沥青。本发明中,所述稳定剂为长链烃基丙撑二胺类,优选为牛脂基丙撑二胺、氢化牛脂基丙撑二胺、月桂基丙撑二胺、十二~十八烷基丙撑二胺中的一种或几种。本发明中,所述抗老化剂为市售抗老化剂,如抗氧剂168、抗氧剂2246S、抗氧剂2246-A、抗氧剂1010、抗氧剂AW和抗氧剂BLE等中的一种或几种。本发明的再生沥青的制备方法,包括:(1)抽出油和催化裂化油浆加热熔融,在搅拌条件下混合均匀;(2)将步骤(1)所得的混合物中加入到加热熔融的回收沥青中,混合均匀;(3)向步骤(2)所得的混合物中加入热塑性橡胶、增延剂,搅拌溶胀后,加入多聚磷酸在高速剪切条件下反应一定时间后,再加入稳定剂,反应一定时间后,制得再生沥青。本发明方法中,步骤(1)所述的加热温度为120~140℃,混合时间15~30min。本发明方法中,步骤(2)的混合条件为:温度145~160℃,混合时间15~30min。本发明方法步骤(3)中,溶胀温度为120~180℃,优选145~160℃,溶胀时间40~100min;加入多聚磷酸在高速剪切条件下进行反应的条件如下:反应温度130~200℃,优选150~170℃,反应时间30~60min;加入稳定剂后的反应条件如下:反应温度130~160℃,反应时间20~40min。本发明方法中还可以加入抗老化剂,抗老化剂可以在步骤(3)加入稳定剂的同时加入抗老化剂,也可以在步骤(3)反应结束后加入抗老化剂,在反应温度130~160℃的条件下反应10~20min。本发明方法先将抽出油和催化裂化油浆与回收沥青混合,使老化的沥青充化地软化,恢复沥青性能,再与热塑橡胶和丁苯橡胶混合后,在多聚磷酸的作用下,使各组分进行相容和交联,同时促进抽出油和催化裂化油浆中的部分不安定轻组分缩聚变成稳定胶质,适时加入长链烃基二胺类物质,能够中和部分未反应的多聚磷酸,避免过度交联和缩聚反应,以使再生后的沥青具有良好的综合性能,满足JTGF40-2004聚合物改性沥青技术要求,由废旧沥青路面材料回收的老化沥青得到高效再生利用。本发明方法简单,原料来源广泛,再生效率高,适用强。具体实施方式为了更好地理解本发明,下面结合实施例来进一步阐述本发明的技术方案,这些实施例对本发明不起限制作用。以下实施例和比较例中所用的原料如下:回收沥青是采用溶剂抽提和旋转蒸发方法从回收的废旧沥青路面材料(RAP)中回收的老化沥青,性质见表1;抽出油为茂名石化糠醛精制抽出油芳香分含量57.5wt%,饱和分含量17.2wt%开口杯闪点253℃,催化裂化油浆荆门石化催化裂化油浆,芳香分含量60.2wt%,饱和分含量21.5wt%,开口杯闪点225℃。热塑橡胶为燕山石化产SBS1301,增延剂为中国石油吉林石化公司生产的SBR-1500;多聚磷酸为寿光市昊罡化工有限公司生产的工业级多聚磷酸,P2O5含量≥84wt%;稳定剂为广州市彬豪化工有限公司生产的N-牛脂基-1,3丙撑二胺。抗老化剂为南京大唐化工有限责任公司的抗氧剂2246S。表1回收沥青的性能项目回收沥青针入度(25℃),1/10mm25软化点,℃63.860℃动力粘度,Pa.s28805℃延度,cm0实施例1再生沥青A,配方以重量份计,如下:回收沥青100份抽出油20份催化油浆25份热塑橡胶3份增延剂3份PPA1份稳定剂1份抗老化剂1份。再生沥青的制备方法如下:(1)将抽出油和催化裂化油浆加热到130℃,至熔融流淌状态,按比例加入反应罐中,搅拌混合25min,(2)将回收沥青升温150℃,至熔融状态,加入步骤(1)所得的混合物,搅拌混合20min;(3)向步骤(2)所得的混合物中加入热塑性橡胶、增延剂,150℃搅拌溶胀60min后,加入多聚磷酸在160℃和高速剪切条件下反应40min后,降至145℃再加入稳定剂和抗老化剂,反应30min,制得再生沥青,性能见表2,符合JTGF40技术要求。实施例2按照实施例1制备方法制备再生沥青B,各组分配比以重量计如下:回收沥青100份抽出油25份催化油浆20份热塑橡胶4份增延剂2.5份交联剂(PPA)0.8份稳定剂0.8份抗老化剂0.8份;再生沥青性能见表2,符合JTGF40技术要求。实施例3按照实施例1制备方法制备再生沥青C,各组分配比以重量计如下:回收沥青100份抽出油30份催化油浆15份热塑橡胶5份增延剂2份交联剂(PPA)1.0份稳定剂1.0份抗老化剂0.6份。再生沥青性能见表2,符合JTGF40技术要求。实施例4按照实施例1制备方法制备再生沥青D,各组分配比以重量计如下:回收沥青100份抽出油35份催化油浆10份热塑橡胶6份增延剂2份交联剂(PPA)1.2份稳定剂1.2份抗老化剂0.4份;再生沥青的制备方法如下:(1)将抽出油和催化裂化油浆加热到135℃,至熔融流淌状态,按比例加入反应罐中,搅拌混合20min,(2)将回收沥青升温155℃,至熔融状态,加入步骤(1)所得的混合物,搅拌混合20min;(3)向步骤(2)所得的混合物中加入热塑性橡胶、增延剂,155℃搅拌溶胀60min后,加入多聚磷酸在165℃和高速剪切条件下反应35min后,降至150℃再加入稳定剂和抗老化剂,反应30min,制得再生沥青,性能见表2,符合JTGF40技术要求。实施例5按照实施例1制备方法制备再生沥青E,各组分配比以重量计如下:回收沥青100份抽出油40份催化油浆15份热塑橡胶5份增延剂3份交联剂(PPA)1.0份稳定剂0.8份;再生沥青性能见表2,符合JTGF40技术要求。比较例1比较例1按CN201210411170.X提供的方法先制备再生剂,再与回收沥青混合制备再生沥青DA,具体如下:将催化裂化油浆(芳香分为52wt%)加入到135℃减压渣油(饱和分为18wt%)中,低速搅拌0.5小时,然后加入丁苯橡胶(SBR)和多聚磷酸(纯度84wt%),高速剪切0.5小时,冷却至常温得到再生剂。再生剂各组分按重量百分比计为:减压渣油35%催化裂化油浆60%SBR3%多聚磷酸2%;按重量比将20%再生剂加入80%的回收沥青中,在150℃搅拌1小时得到再生沥青,再生沥青性能见表2。比较例2将抽出油和催化裂化油浆加热到130℃,至熔融流淌状态,按比例加入反应罐中,搅拌混合30min,然后加入热塑性橡胶、增延剂和多聚磷酸,高速剪切条件下反应40min后,降至145℃再加入稳定剂和抗老化剂,反应30min,制得沥青再生剂,再生剂各组分按重量计为:抽出油30份催化油浆15份热塑橡胶5份增延剂2份交联剂(PPA)1.0份稳定剂1.0份抗老化剂0.6份;将制备的沥青再生剂加入100份的回收沥青中,在150℃条件下搅拌反应30min得到再生沥青DB,再生沥青性能见表2。比较例3按照实施例3制备方法制备再生沥青DC,不同的是不添加稳定剂组分,再生沥青性能见表2。比较例4按照实施例3制备方法制备再生沥青DD,不同的是将多聚磷酸替换成正磷酸,再生沥青性能见表2。表2实施例和比较例再生沥青性质项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5比较例1比较例2比较例3比较例4JTGF40-2004针入度(25℃),1/10mm66656564666867626660-80软化点,℃64.866.768.671.269.647.061.274.560.2≥55135℃粘度,Pa.s1.581.251.281.591.980.451.094.211.08≤3.05℃延度,cm686358528120402830≥3025℃弹性恢复,%808385878649749062≥65由表2数据表明,本发明再生沥青性能满足JTGF40-2004聚合物改性沥青技术要求,废旧沥青路面材料回收的老化沥青得到高效再生利用。当前第1页1 2 3 
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