一种仿生物基环保型温拌再生剂及其制备方法和应用

本发明属于道路工程材料，具体涉及一种仿生物基环保型沥青温拌再生剂及其制备方法。

背景技术：

1、我国每年由于公路养护重建产生大约五千万吨的沥青铣刨废料(rap料)。这些废料堆积所产生的问题：一方面是占地，另一方面是污染环境，所以，对于沥青路面废料的处理显得尤为重要。基于此问题，公路领域引进了再生技术，对废旧沥青路面旧料的二次利用。经研究发现，rap料中沥青的老化只是其外部发生了变化，并未影响其内部结构，满足可再生的条件。这就为沥青路面再生技术奠定了理论基础。因此，实现温拌沥青混合料技术与沥青路面再生技术有机结合形成温拌再生技术成为道路建养过程中的热点。

2、目前，国内实现温拌再生技术的主要途径是分批次添加再生剂和温拌剂，增加了混合料生产对设备升级改造的要求，生产工艺复杂，且不易控制。然而，国外虽然有集温拌剂与再生剂为一体的温拌再生剂，但由于价格昂贵，未能广泛应用。因此，开发高效环保型温拌再生剂，实现废旧沥青混合料高质量、高层位和大比例再生应用将具有重要的社会意义和现实意义。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种仿生物基环保型沥青温拌再生剂，该产品常温黏度低，在沥青和集料表面铺展润湿效果明显，通过自制仿生物贻贝胶的加入可提高其在老化沥青中渗透扩散能力，从而达到激活废旧沥青的目的，另外，该产品对降低沥青的拌合温度起到一定的效果，可有效降低拌合温度30℃～40℃，起到中温再生的作用。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种仿生物基环保型温拌再生剂，包括以下重量份的组分：基础油35～50份、抽出油15～20份、橡胶油8～15份、自制仿生物贻贝胶5～15份、抗氧剂5～8份；合计100份。

4、优选的，所述基础油为环氧大豆油，浅黄色油状液体，相对密度0.976～0.989，环氧值不小于6.6％。

5、优选的，所述抽出油为原油经过减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制过程制备的减三线抽出油。

6、优选的，所述橡胶油为环烷基橡胶油和芳香基橡胶油中的一种或二种混合物。环烷基橡胶油或芳烃基橡胶油具有特定碳型结构、低凝点、低芳烃、高环烷烃含量的特点，性能更加稳定，可以很好的溶于沥青当中，并对其组分起到调和再生的作用。

7、优选的，所述自制仿生物贻贝胶采用氧杂环丁烷衍生物合成的仿生贻贝胶，包括a组分和b组分；

8、优选的，所述a组分为侧链含有邻苯二酚基团的化合物；所述b组分为末端是异氰酸酯基团的聚氨酯预聚体；所述a组分与b组分的质量比为2：1。将仿生贻贝胶的合成技术运用在再生沥青的温拌和再生中，基于仿生贻贝胶的生物相容性和高黏附强度研制出温拌和再生效果均良好的温拌再生剂。

9、优选的，所述a组分由含有邻苯二酚基团的单体i与异氰酸酯反应而得；

10、优选的，所述单体i中的羟基与异氰酸酯中异氰酸酯基团的摩尔比为(1:2.5)～(2:3)；

11、优选的，所述b组分的聚多元醇中的羟基与异氰酸酯中异氰酸酯基团的摩尔比为(1.2:2)～(1.4:3)；

12、优选的，所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多苯基多异氰酸酯、奈二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的一种或几种混合物；

13、优选的，所述聚多元醇为聚丙二醇、聚乙二醇、聚四氢呋喃二醇、聚氧丙烯甘油醚或聚氧丙烯季戊四醇醚中的一种；

14、优选的，所述聚氧丙烯甘油醚的分子量为1000～10000，所述聚氧丙烯季戊四醇醚的分子量为1000～10000，所述聚丙二醇的分子量为1000～10000，所述聚乙二醇的分子量为1000～4000，所述聚四氢呋喃二醇的分子量为1000～3000。

15、优选的，所述抗氧剂为亚磷酸类抗氧剂。

16、一种仿生物基环保型温拌再生剂的制备方法，包括如下操作步骤：

17、1)将基础油投入搅拌锅，60℃下保温；

18、2)将步骤1)中得到的基础油加热至80℃，加入抽出油和橡胶油，搅拌；

19、3)将步骤2)得到的物料转移至真空搅拌腔体内，缓慢降温至60℃，随后加入自制仿生物贻贝胶，搅拌；

20、4)加抗氧剂，60℃恒温搅拌，最终制得仿生物基环保型温拌再生剂。

21、优选的，步骤1)所述保温时间为5min；

22、优选的，步骤2)中所述基础油重量份数为35～50份，抽出油重量份数为15～20份，橡胶油重量份数为8～15份，搅拌机转速为2000r/min，搅拌时间为20min；

23、优选的，步骤3)中所述自制仿生物贻贝胶重量份数为5～15份，搅拌机转速为800r/min，搅拌时间为10min；

24、优选的，步骤4)中所述抗氧剂重量份数为5～8份，恒温搅拌时间为10min。

25、本发明的另一方面是提供了一种温拌沥青混合料的制备方法，具体步骤如下

26、1)将rap料和新矿料，放置烘箱中加热保温；

27、2)将加热后的rap料倒入拌和锅中，进行搅和预混；

28、3)将所述的温拌再生剂加入rap料中，进行拌和，得到新集料；

29、4)将步骤3)得到的新集料倒入拌和锅中，进行搅拌预混；

30、5)向步骤4)得到的物料中添加沥青，进行拌和；

31、6)向步骤5)得到的产品中加入矿粉，拌和，得到温拌再生沥青混合料。

32、优选的，步骤1)所述rap料加热温度为120℃，新矿料加热温度为145℃；

33、优选的，步骤2)所述搅和温度为130℃，搅和时间90s；

34、优选的，步骤3)所述温拌再生剂用量由公式温拌再生剂量＝(rap中沥青含量)x6％得出，搅和时间为90s；

35、优选的，步骤4)所述拌和时间为90s；

36、优选的，步骤5)所述新添加沥青用量由公式新添加沥青用量＝总沥青用量-rap中沥青含量-温拌再生剂用量得出，搅和时间90s；

37、优选的，步骤6)所述矿粉添加量为沥青总量的2％，拌和时间为90s。

38、本发明的有益效果：

39、本发明公开了一种仿生物基环保型温拌再生剂。本发明公开的仿生物基环保型温拌再生剂相比现有的沥青再生剂，主要材料为环氧大豆油，具有来源广泛成本低、性能稳定以及耐老化性较好的优点；并通过自制仿生物基贻贝胶对其进行化学改性，使烯烃、芳烃加氢饱和并能脱除金属和沥青等杂质，能够提高废矿物油的稳定性，从而提高沥青再生剂的长期稳定性。从而制备出性能优良的温拌再生剂，实现了对老化沥青的温拌再生功能。此外，使仿生物基环保型温拌再生剂具有高rap掺量、高质量和高层位的“三高”特性，另一方面，本发明所提供的仿生物基环保型温拌再生剂是一种渗透性能好且兼具温拌功能的环保型沥青再生剂对老化沥青的渗透性好，降温拌合效果显著，减少能源的消耗和高温烟气的污染，打造成为一种环境友好型再生剂产品。本发明的普及应用，对实现废旧资源循环利用、减少碳排放具有重要的现实意义。