本发明属于石油化工领域，尤其涉及一种橡胶改性沥青降粘除味剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：石油沥青是原油蒸馏后的副产品，原油的不可再生性决定了石油沥青资源的不可持续性；随着国家基础建设步伐的加快，对沥青的需求量也日益增加，寻求石油沥青替代品的重要性逐渐凸显出来。随着我国经济的快速发展及人民生活水平的提高，汽车保有量呈逐年增加趋势,据统计2017年我国汽车保有量达到3亿量，2013年中国废旧轮胎产量已达到2.99亿条(约1080万吨)，废旧轮胎以8％～10％的速度急剧增加，已形成“黑色污染”，越来越多的废旧轮胎堆积形成的“黑色污染”已成为一个严峻的环境问题。大量堆积的废旧轮胎恶化环境、破坏植被并严重影响人类健康。而由废旧轮胎加工的橡胶粉用于石油沥青改性得到的橡胶沥青，不但可以改善沥青的高低温性能，减缓沥青路面的老化，提高车辆的行驶安全和道路使用寿命，还可为废旧橡胶的回收利用和保护环境做出贡献。因此，橡胶沥青的研究与应用越来越受到材料应用和公路科技工作者的关注。目前已研究开发出橡胶改性沥青，已被成功用于沥青路面建设，并表现出了良好的高温稳定性、低温柔韧性、耐老化性、抗疲劳性等优点。大幅提高可再生废旧材料的利用比例，不但缓解了石油沥青不可再生和道路工程快速发展之间的矛盾，而且可以改善路面性能，延长路面使用寿命，减轻废轮胎带来的环境压力，创造经济价值的同时，也顺应了以人为本、保护环境、资源循环利用的时代要求，符合我国当前建设节约型社会和发展循环经济的政策，也符合我国当前公路建设可持续发展的需求。由于橡胶改性沥青的生产温度较高，在橡胶沥青混合料拌和以及摊铺时要求的温度也较高，导致其在生产和施工过程中会产生大量的橡胶气味和沥青烟，被环保投诉现象经常发生，受此影响，橡胶改性沥青的产生及应用受到限制。此外，生产和施工的温度过高还会在一定程度上造成沥青老化，影响其使用性能。技术实现要素：有鉴于此，本发明的目的在于提供一种橡胶改性沥青降粘除味剂及其制备方法和应用，本发明提供的橡胶改性沥青降粘除味剂可以降低橡胶改性沥青在生产、拌和及摊铺过程中产生的橡胶气味和沥青烟，同时缓解沥青在上述过程中的老化。本发明提供了一种橡胶改性沥青降粘除味剂，由包括以下重量份组分的原料制成：优选的，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇和/或聚四氢呋喃二醇；所述聚醚多元醇的数均分子量为3000～4000。优选的，所述聚二甲基硅氧烷的数均分子量为50000～100000。优选的，所述橡胶油在40℃下的运动粘度为100～120mm2/s。优选的，所述白油在40℃下的运动粘度为50～100mm2/s。优选的，所述聚醚环氧树脂在25℃下的粘度≤120pa.s；所述聚醚环氧树脂的环氧值为0.4～0.6mol/100g。本发明提供了一种上述技术方案所述橡胶改性沥青降粘除味剂的制备方法，包括以下步骤：a)将聚醚多元醇、聚二甲基硅氧烷、蒽油和气相二氧化硅混合进行发育，得到第一半成品；将三乙醇胺、橡胶油、白油和聚醚环氧树脂混合后进行发育，得到第二半成品；b)将所述第一半成品和第二半成品混合后进行发育，得到橡胶改性沥青降粘除味剂。本发明提供了一种橡胶改性沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括橡胶改性沥青原料和上述技术方案所述的降粘除味剂。本发明提供了一种生产橡胶改性沥青的基质沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括基质沥青原料和上述技术方案所述的降粘除味剂。本发明提供了另一种橡胶改性沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括橡胶粉和上述技术方案所述的基质沥青。与现有技术相比，本发明提供了一种橡胶改性沥青降粘除味剂及其制备方法和应用。本发明提供的橡胶改性沥青降粘除味剂由包括以下重量份组分的原料制成：聚醚多元醇10～14份；聚二甲基硅氧烷15～20份；蒽油30～50份；气相二氧化硅8～16份；三乙醇胺2～3份；橡胶油50～67份；白油15～20份；聚醚环氧树脂8～10份。本发明针对现有橡胶改性沥青在生产和使用过程中普通存在的问题，提供了一种高性能的降粘除味剂，该降粘除味剂可以降低橡胶改性沥青的粘度，从而降低橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺的温度，进而显著减少橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺过程中产生的橡胶气味和沥青烟，同时缓解沥青在上述过程中的老化。实验结果表明，混入本发明提供的降粘除味剂后，橡胶改性沥青的运动粘度可降低60％以上，沥青生产、拌和及摊铺的温度可降低25～40℃，沥青在上述过程中的橡胶气味和老化明显减少，沥青烟量可下降80％以上。具体实施方式下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供了一种橡胶改性沥青降粘除味剂，由包括以下重量份组分的原料制成：本发明提供的橡胶改性沥青降粘除味剂由包括上述组成的原料制成，其中，所述聚醚多元醇包括但不限于聚氧化丙烯二醇和/或聚四氢呋喃二醇，优选为聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇的混合物，混合物中所述聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇的质量比优选为1：(0.5～2)，更优选为1:1；所述聚醚多元醇的数均分子量优选为3000～4000，具体可为3000、3500或4000。在本发明中，聚醚多元醇在所述原料中的含量为10～14重量份，具体可为10重量份、10.5重量份、11重量份、11.5重量份、12重量份、12.5重量份、13重量份、13.5重量份或14重量份。在本发明中，所述聚二甲基硅氧烷的数均分子量优选为50000～100000，具体可为50000、55000、60000、65000、70000、74000、80000、85000、90000或100000。在本发明中，聚二甲基硅氧烷在所述原料中的含量为15～20重量份，具体可为15重量份、15.5重量份、16重量份、16.5重量份、17重量份、17.5重量份、18重量份、18.5重量份、19重量份、19.5重量份或20重量份。在本发明中，所述蒽油在所述原料中的含量为30～50重量份，具体可为30重量份、31重量份、32重量份、33重量份、34重量份、35重量份、36重量份、37重量份、38重量份、39重量份、40重量份、41重量份、42重量份、43重量份、44重量份、45重量份、46重量份、47重量份、48重量份、49重量份或50重量份。在本发明中，所述气相二氧化硅在所述原料中的含量为8～16重量份，具体可为8重量份、8.5重量份、9重量份、9.5重量份、10重量份、10.5重量份、11重量份、11.5重量份、12重量份、12.5重量份、13重量份、13.5重量份、14重量份、14.5重量份、15重量份、15.5重量份或16重量份。在本发明中，所述三乙醇胺在所述原料中的含量为2～3重量份，具体可为2重量份、2.2重量份、2.4重量份、2.6重量份、2.8重量份或3重量份。在本发明中，所述橡胶油在40℃下的运动粘度优选为100～120mm2/s，具体可为100mm2/s、101mm2/s、102mm2/s、103mm2/s、104mm2/s、105mm2/s、106mm2/s、107mm2/s、108mm2/s、109mm2/s、110mm2/s、111mm2/s、112mm2/s、113mm2/s、114mm2/s、115mm2/s、116mm2/s、117mm2/s、118mm2/s、119mm2/s或120mm2/s；所述橡胶油中芳烃(ca)碳优选占橡胶油总碳原子数的0.5～5％，具体可为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％；所述橡胶油中环烷烃(cn)碳优选占橡胶油总碳原子数的40～60％，具体可为40％、41％、42％、43％、44％、45％、49％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％或60％；所述橡胶油中石腊烃(cp)碳优选占橡胶油总碳原子数的40～60％，具体可为40％、41％、42％、43％、44％、45％、49％、47％、48％、49％、50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％或60％；所述橡胶油的具体种类包括但不限于kn4010环烷基橡胶油。在本发明中，橡胶油在所述原料中的含量为50～67重量份，具体可为50重量份、50.5重量份、51重量份、51.5重量份、52重量份、52.5重量份、53重量份、53.5重量份、54重量份、54.5重量份、55重量份、55.5重量份、56重量份、56.5重量份、57重量份、57.5重量份、58重量份、58.5重量份、59重量份、59.5重量份、60重量份、60.5重量份、61重量份、61.5重量份、62重量份、62.5重量份、63重量份、63.5重量份、64重量份、64.5重量份、65重量份、65.5重量份、66重量份、66.5重量份或67重量份。在本发明中，所述白油优选由饱和的烷烃和饱和的环烷烃组成；所述白油在40℃下的运动粘度优选为50～100mm2/s，具体可为50mm2/s、55mm2/s、60mm2/s、65mm2/s、70mm2/s、71.7mm2/s、75mm2/s、80mm2/s、85mm2/s、90mm2/s、95mm2/s或100mm2/s。在本发明中，白油在所述原料中的含量为15～20重量份，具体可为15重量份、15.5重量份、16重量份、16.5重量份、17重量份、17.5重量份、18重量份、18.5重量份、19重量份、19.5重量份或20重量份。在本发明中，所述聚醚环氧树脂在25℃下的粘度优选≤120pa.s，具体可为80pa.s、85pa.s、90pa.s、95pa.s、100pa.s、105pa.s、110pa.s、115pa.s或120pa.s；所述聚醚环氧树脂的环氧值优选为0.4～0.6mol/100g，具体可为0.4mol/100g、0.41mol/100g、0.42mol/100g、0.43mol/100g、0.44mol/100g、0.45mol/100g、0.46mol/100g、0.47mol/100g、0.48mol/100g、0.49mol/100g、0.5mol/100g、0.51mol/100g、0.52mol/100g、0.53mol/100g、0.54mol/100g、0.55mol/100g、0.56mol/100g、0.57mol/100g、0.58mol/100g、0.59mol/100g或0.6mol/100g。在本发明中，聚醚环氧树脂在所述原料中的含量为8～10重量份，具体可为8重量份、8.2重量份、8.4重量份、8.6重量份、8.8重量份、9重量份、9.2重量份、9.4重量份、9.6重量份、9.8重量份或10重量份。本发明提供了一种上述技术方案所述橡胶改性沥青降粘除味剂的制备方法，包括以下步骤：a)将聚醚多元醇、聚二甲基硅氧烷、蒽油和气相二氧化硅混合进行发育，得到第一半成品；将三乙醇胺、橡胶油、白油和聚醚环氧树脂混合后进行发育，得到第二半成品；b)将所述第一半成品和第二半成品混合后进行发育，得到橡胶改性沥青降粘除味剂。在本发明提供的降粘除味剂制备方法中，首先制备第一半成品和第二半成品。其中，所述第一半成品按照以下方法进行制备：将聚醚多元醇、聚二甲基硅氧烷、蒽油和气相二氧化硅混合进行发育，得到第一半成品。在本发明提供的上述第一半成品制备方法中，所述发育的温度优选为160～200℃；所述发育的时间优选为2～6h，具体可为4h。在本发明中，发育结束后，优选将制得的第一半成品冷却至60℃以下。在本发明中，所述第二半成品按照以下方法进行制备：将三乙醇胺、橡胶油、白油和聚醚环氧树脂混合后进行发育，得到第二半成品。在本发明提供的上述第二半成品制备方法中，所述发育的温度优选为120～140℃；所述发育的时间优选为1～3h，具体可为2h。在本发明中，发育结束后，优选将制得的第二半成品冷却至60℃以下。获得第一半成品和第二半成品后，将第一半成品和第二半成品混合后进行发育。其中，所述发育的温度优选为40～80℃，具体可为60℃；所述发育的时间优选为1～3h，具体可为2h。发育结束后，得到本发明提供的橡胶改性沥青降粘除味剂。本发明针对现有橡胶改性沥青在生产和使用过程中普通存在的问题，提供了一种高性能的降粘除味剂，该降粘除味剂可以降低橡胶改性沥青的粘度，从而降低橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺的温度，进而显著减少橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺过程中产生的橡胶气味和沥青烟，同时缓解沥青在上述过程中的老化。实验结果表明，混入本发明提供的降粘除味剂后，橡胶改性沥青的运动粘度可降低60％以上，沥青生产、拌和及摊铺的温度可降低25～40℃，沥青在上述过程中的橡胶气味和老化明显减少，沥青烟量可下降80％以上。本发明提供了一种橡胶改性沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括橡胶改性沥青原料和上述技术方案所述的降粘除味剂。本发明提供的上述橡胶改性沥青由原料加热混合制成，所述原料包括橡胶改性沥青原料和所述降粘除味剂。其中，所述橡胶改性沥青原料的运动粘度(178℃下)可为2.5～3.5pa.s，具体可为2.5pa.s、2.6pa.s、2.7pa.s、2.8pa.s、2.9pa.s、3pa.s、3.1pa.s、3.2pa.s、3.3pa.s、3.4pa.s或3.5pa.s。在本发明中，所述橡胶改性沥青原料和降粘除味剂的质量比优选为(10～30)：0.08，具体可为20:0.08；所述加热混合的温度优选为120～170℃，具体可为150℃；所述加热混合的时间优选为0.5～2h，具体可为1h。本发明通过在橡胶改性沥青中混入一定量本发明提供的降粘除味剂，可以显著降低橡胶改性沥青的粘度，从而降低橡胶改性沥青拌和及摊铺的温度，进而显著降低橡胶改性沥青生在拌和及摊铺过程中橡胶气味和沥青烟的产生。实验结果表明，混入本发明提供的降粘除味剂后，橡胶改性沥青的运动粘度可降低60％以上，拌和与摊铺温度可降低25～40℃，拌和及摊铺过程中沥青烟降低80％以上。本发明提供了一种生产橡胶改性沥青的基质沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括基质沥青原料和上述技术方案所述的降粘除味剂。本发明提供的上述基质沥青由原料加热混合制成，所述原料包括基质沥青原料和所述降粘除味剂。其中，所述基质沥青原料可选择90号基质沥青；所述加热混合的温度优选为100～150℃，具体可为130℃；所述加热混合的时间优选为10～30min，具体可为20min。本发明通过在基质沥青中混入一定量本发明提供的降粘除味剂，可以显著降低后续橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺的温度，进而显著减少橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺过程中产生的橡胶气味和沥青烟，同时缓解沥青在上述过程中的老化。实验结果表明，相比于传统基质沥青，以本发明提供的基质沥青为原料生产橡胶改性沥青时，加热温度可降低25～30℃，可有效的降低生产时橡胶粉的气味，减少沥青老化。本发明还提供了另一种橡胶改性沥青，由原料加热混合制成；所述原料包括橡胶粉和上述技术方案所述的基质沥青。本发明采用本发明提供的基质沥青制备橡胶改性沥青，可以显著降低橡胶改性沥青生产、拌和及摊铺过程中产生的橡胶气味和沥青烟，同时缓解沥青在上述过程中的老化。实验结果表明，相比于传统基质沥青，采用本发明提供的基质沥青为原料生产橡胶改性沥青时，加热温度可降低25～30℃，可有效的降低生产时橡胶粉的气味，减少沥青老化。为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。本申请的下述实施例中，所采用的聚醚多元醇为聚氧化丙烯二醇(数均分子量3500)和聚四氢呋喃二醇(数均分子量3500)的混合物，两者的质量比为1:1；所采用的聚二甲基硅氧烷的数均分子量为74000；所述采用的橡胶油的具体类型为kn4010环烷基橡胶油，运动粘度(40℃)为109.0mm2/s，碳型分析结果为ca1.0％、cn50.0％、cp49.0％；所采用的白油由饱和烷烃和饱和环烷烃组成，运动粘度(40℃)为71.7mm2/s；聚醚环氧树脂的粘度(25℃)为100mpa.s，环氧值为0.45～0.50mol/100g。实施例1制备橡胶改性沥青降粘除味剂步骤1：通过计量泵将聚醚多元醇11kg、聚二甲基硅氧烷16kg、蒽油32kg、气相二氧化硅9kg分别排放到反应釜中，反应釜采用导热油加热，加热至160℃～180℃，发育4小时后，采用冷却循环水方法经冷凝器冷却，冷却温度低于60℃后，将其排放至合成反应釜。步骤2：通过计量泵将三乙醇胺3kg、橡胶油53kg、白油16kg、聚醚环氧树脂10kg分别排放到反应釜中，反应釜采用导热油加热，加热至120℃～140℃，发育2小时后，采用冷却循环水方法经冷凝器冷却，冷却温度低于60℃后，将其排放至合成反应釜。步骤3：将步骤1和步骤2制成的半成品在合成反应釜加热至60℃，发育2小时，制成橡胶改性沥青降粘除味剂a。实施例2制备橡胶改性沥青降粘除味剂步骤1：通过计量泵将聚醚多元醇14kg、聚二甲基硅氧烷18kg、蒽油45kg、气相二氧化硅14kg分别排放到反应釜中，反应釜采用导热油加热，加热至160℃-180℃，发育4小时后，采用冷却循环水方法经冷凝器冷却，冷却温度低于60℃后，将其排放至合成反应釜。步骤2：通过计量泵将三乙醇胺3kg、橡胶油58kg、白油18kg、聚醚环氧树脂10kg分别排放到反应釜中，反应釜采用导热油加热，加热至120℃-140℃，发育2小时后，采用冷却循环水方法经冷凝器冷却，冷却温度低于60℃后，将其排放至合成反应釜。步骤3：将步骤1和步骤2制成的半成品在合成反应釜加热至60℃，发育2小时，制成橡胶改性沥青降粘除味剂b。实施例3制备橡胶改性沥青取20kg橡胶改性沥青加热150℃，将0.08kg实施例1制成的降粘除味剂a加入到橡胶改性沥青中，搅拌1小时，制备成降粘环保型橡胶改性沥青。降粘环保型橡胶改性沥青与橡胶改性沥青技术指标详见表1：表1降粘环保型橡胶改性沥青与橡胶改性沥青技术指标对比表实施例4制备橡胶改性沥青先将实施例2制成的降粘除味剂b按0.5wt％(橡胶改性沥青重)加入到90号基质沥青中，在130℃以上的温度搅拌20分钟，此生产的沥青作为生产橡胶改性沥青的基质沥青，生产橡胶改性沥青时基质沥青的加热温度可比不加降粘除味剂b时，降低25℃-30℃，可有效的降低生产时橡胶粉的气味，减少沥青老化。实施例5按照《公路沥青路面施工技术规范》(jtgf40-2004)规定的方法分别对本发明实施例3制备的降粘环保型橡胶改性沥青和实施例3中未混合降粘除味剂a的橡胶改性沥青进行混合料的拌和、成型试验，并进行沥青混合料性能评价。其中，沥青混合料矿料级配见表2：表2沥青混合料矿料级配表具体拌和过程如下：1)降粘环保型橡胶改性沥青混合料：a、按设定量称取石料在160℃的烘箱中加热4小时，实施例3制备的降粘环保型橡胶改性沥青在140℃烘箱中加热2小时，拌合机温度设定为150℃。b、将粗石料在设定温度下先加入拌合机，均匀搅拌3.5分钟。c、将实施例3制备的降粘环保型橡胶改性沥青加入拌合机，拌和2分钟，再加入矿粉，于150℃温度下继续拌和3分钟。d、油石比(沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数)为6.6％。2)橡胶改性沥青混合料：a、按设定量称取石料在210℃的烘箱中加热4小时，实施例3中未混合降粘除味剂a的橡胶改性沥青在180℃烘箱中加热2小时，拌合机温度设定为190℃。b、将粗石料在设定温度下先加入拌合机，均匀搅拌3.5分钟。c、将实施例3中未混合降粘除味剂a的橡胶改性沥青加入拌合机，拌和2.5分钟，再加入矿粉，于190℃温度下继续拌和3分钟。d、油石比(沥青混凝土中沥青与矿料质量比的百分数)为6.7％性能评价结果见表3：表3沥青混合料性能测试结果试验项目降粘环保型橡胶改性沥青混合料橡胶改性沥青混合料动稳定度(次/mm)65976723低温弯曲破坏应变(με)56945465浸水残留稳定度(％)93.292.6冻融劈裂残留强度比(％)91.791渗水系数(ml/min)00沥青析漏损失△m(％)0.060.05沥青混合料飞散损失△s(％)4.25.2沥青烟相比于橡胶改性沥青混合料降低80％正常试验数据表明，应用降粘环保型橡胶改性沥青混合料制备的橡胶改性沥青混合料在拌和与成型温度相对明显降低25～40℃的情况下，各项性能指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》(jtgf40-2004)的要求。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12