[发明专利]一种沥青再生剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于道路建筑材料领域，具体涉及一种沥青再生剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国高速公路建设步伐加快，道路的养护维修任务随之加剧。每年，在道路重建、翻修或者养护过程中会产生数以千万吨计的路面旧料(RAP)，如何合理有效的处理路面旧料，在道路发展的同时如何有效的保护生态环境，将成为必须面对的问题。据已有研究经验，利用沥青再生技术对路面旧料进行再生利用，将是解决路面旧料问题的有效方法。传统沥青混合料再生的研究思路是通过添加再生剂，使老化变硬的沥青软化，从而恢复其性能，但再生的混合料中旧料掺加比例不高，一般在10％～20％左右，且再生的混合料抗疲劳性能较差，使用寿命较短。

传统的再生剂多由轻质油份芳烃油、高标号沥青组成，传统再生剂的主要功能是补充轻质油分，不能分散大颗粒的沥青质和胶质，因此难以从根本上恢复沥青的性能，反而会降低沥青混合料的高温性能，造成再生沥青混合料的高温抗车辙性能降低。另外由于轻质油份受热后易挥发，导致施工过程中大部分再生剂挥发，导致再生沥青混合料的低温抗开裂性能和抗水损害性能降低，不能大比例回收利用旧料；且由于再生剂的闪点低，施工安全性难以保证；由此可见，在一定程度上，传统的再生剂无法解决旧料大规模利用的同时又保证路用性能的难题。

目前，市场出现的植物沥青为植物油炼制后的废弃物，约占植物油质量分数的3～5％左右，其主要成分为60～80％的脂肪酸和植物醇，油溶性与沥青接近，主要应用于铸造粘合剂和防水沥青等领域，或直接作为重油填充料燃烧掉，2009年英国材料产业联合会的专家利用植物沥青代替铺设柏油公路所需沥青的20％，取得了成功。该种沥青不但具有可再生的概念，而且还可以在低温下加工，能耗更低，减少“温拌沥青技术”所依赖的溶剂，降低成本。我国也有专利介绍植物沥青替代传统石油沥青，如专利CN201210206244、CN201110283102、CN201110289149。目前植物沥青虽有一定应用，但用量较小，随着近年来我国的粮食深加工行业不断发展，作为副产物的植物沥青产量越来越大，却无法得到大量应用。

发明内容

本发明提供了一种沥青再生剂，不仅能够良好的恢复和改善老化沥青的路用性能，而且实现废旧资源再利用，降低沥青再生剂生产成本。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是这样的，一种沥青再生剂，其按质量百分比计由以下原料组成：65％-80％植物沥青，3％-5％界面增强改性剂，15％-30％增塑剂，0.3％-1％渗透剂，0.5％-1％抗老化剂；所述的界面增强改性剂为环氧脂肪族多乙烯多胺、环氧硅树脂、环氧树脂中的一种或2种以上任意比例的混合，界面增强改性剂中环氧基的含量为10～40wt％。

其中，所述的环氧脂肪族多乙烯多胺的制备方法由下述方法制备而成，并已在专利CN103113618中公开；

1)将多胺加入到1.4～4mol/L醛溶液中反应生成醛亚胺溶液，加入的多胺和醛的物质的量比为1.5:1；

2)将步骤1)得到的溶液降温，然后将生成的醛亚胺与烷基酚在10～120℃反应3～8小时生成曼尼希碱溶液，加入的烷基酚与步骤1)中加入的醛的物质的量比1:1～1.5；

3)往步骤2)得到的溶液中加入环氧乙烷衍生物在10～120℃反应3～8小得到冷再生乳化沥青添加剂，加入的环氧乙烷衍生物与步骤1)中加入的醛的物质的量比1～1.5:1～1.5；所述环氧乙烷衍生物为式(4)所示结构的化合物：

其中，R₃为H、甲基、或氯甲基。

本发明所述的增塑剂采用改性石油树脂、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素中的一种或2种以上任意比例的组合。

所述的改性石油树脂是指在石油树脂中引入极性基团的单体进行接枝共聚改性得到的。

前述所述的增塑剂分子结构具有极性部分和非极性部分，可插入高聚物分子链之间，削弱分子间作用力，增大高聚物分子链之间的距离和活动空间，增加高聚物的塑性，因此这些增塑剂的加入可降低植物沥青的黏度，并可在改性植物沥青体系内形成稳定结构的作用。

本发明所述的抗老化剂采用抗氧剂、紫外线吸收剂中的一种或2种任意比例组合。所有本领域人员所熟知的抗氧化剂和紫外线吸收剂均可适用本发明，其中抗氧化剂优选二丁基羟基甲苯(BHT)，紫外线吸收剂优选2-羟基-4-甲氧基-5-磺基二苯甲酮(UV-284)。