一種具有改性功能的瀝青再生劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有改性功能的瀝青再生劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國公路交通建設(shè)規(guī)模發(fā)展迅猛，未來幾年將逐漸進(jìn)入道路翻修的高峰期。其中， 廢棄瀝青混凝土是一種是在道路翻修過程中經(jīng)銑刨、破碎作用而獲得的顆粒狀廢棄材料， 由老化瀝青膜包裹集料構(gòu)成，經(jīng)過道路再生技術(shù)處理后，可用于制備再生路面，是一種寶貴 的可再生資源。
[0003] 再生劑由于含有大量輕質(zhì)組分，在與廢棄瀝青混凝土高溫拌合過程中可滲透入老 化瀝青內(nèi)部，恢復(fù)老化瀝青的膠體結(jié)構(gòu)，解決老化瀝青脆性大、粘結(jié)性差的問題，從而使再 生路面的各項(xiàng)路用性能得到一定程度的恢復(fù)，因此，近些年伴隨著再生技術(shù)的發(fā)展，各類再 生劑產(chǎn)品層出不窮。然而，目前用于熱拌瀝青混凝土的再生劑主要以工業(yè)、生活費(fèi)油、石油 副產(chǎn)品或植物抽出油為主要組分，其共同特點(diǎn)是富含芳香分，同時(shí)，為改善由于芳香分揮發(fā) 而造成的再生瀝青易二次老化的問題，通常采用樹脂或增塑劑來對瀝青體系的溶解度參數(shù) 進(jìn)行調(diào)節(jié)，協(xié)助形成穩(wěn)定的高分子溶液，目前的再生劑基本采用上述思路制備。大量實(shí)驗(yàn)室 研宄與工程應(yīng)用結(jié)果表明，以上組分的再生劑可有效降低老化瀝青硬度，具備再生效果，然 而，研宄者也普遍認(rèn)為，盡管再生劑恢復(fù)了瀝青的柔韌性，但其對瀝青粘彈性能并無提升效 果。在未來，一方面交通對再生路面的性能要求不斷提高，另一方面再生技術(shù)往RAP高摻量 的趨勢發(fā)展，因此，再生劑僅僅恢復(fù)瀝青柔韌性，已經(jīng)不能滿足再生路面的性能要求，亟需 一種可提升再生瀝青粘彈性能的老化瀝青再生劑產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種具有改性功能的瀝青再生劑及其制備方法，所述的瀝 青再生劑可有效恢復(fù)老化瀝青的柔韌性并提升再生瀝青的粘彈性能與溫度穩(wěn)定性能，且涉 及的制備方法簡單，適合推廣使用。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種具有改性功能的瀝青再生劑， 它由輕質(zhì)基礎(chǔ)油、改性功能組分、穩(wěn)定平衡組分、滲透增強(qiáng)組分、分散組分和流態(tài)調(diào)節(jié)組分 制備而成，各組分所占質(zhì)量份數(shù)為：輕質(zhì)基礎(chǔ)油30~60份，改性功能組分20~35份，穩(wěn)定 平衡組分5~20份，滲透增強(qiáng)組分2~15份，分散組分2~10份，流態(tài)調(diào)節(jié)組分1~10 份。
[0006] 上述方案中，所述輕質(zhì)基礎(chǔ)油為芳烴油、減三線抽出油和糠醛油中的任意一種或 幾種按任意比例混合。
[0007] 上述方案中，所述改性功能組分為線型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物 (SBS)。
[0008] 上述方案中，所述穩(wěn)定平衡組分為C5石油樹脂、C9石油樹脂、松香樹脂和萜烯樹 脂中的任意一種或幾種按任意比例混合。
[0009] 上述方案中，所述滲透增強(qiáng)組分為甲基丙烯酸酯、馬來酸酐、丙烯酰胺的三元共聚 物和甲基丙烯酸酯、十二烷基苯磺酸、苯乙烯、丙烯酰胺的四元共聚物中的任意一種或兩種 按任意比例混合。
[0010] 上述方案中，所述甲基丙烯酸酯、馬來酸酐、丙烯酰胺的三元共聚物的制備步驟 為：將10~50重量份甲基丙烯酸酯、10~50重量份馬來酸酐和5~20重量份丙烯酰胺 混合，在氮?dú)鈿夥蘸?0~60°C下恒溫反應(yīng)10~12h ;所述甲基丙烯酸酯、十二烷基苯磺酸、 苯乙烯、丙烯酰胺的四元共聚物的制備步驟為：將10~30重量份甲基丙烯酸酯、5~20重 量份十二烷基苯磺酸、10~50重量份苯乙烯、10~50重量份丙烯酰胺在氮?dú)鈿夥蘸?0~ 75°C下恒溫反應(yīng)8~IOh。
[0011] 上述方案中，所述分散組分為鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯中的任意一 種或兩種按任意比例混合。
[0012] 上述方案中，所述流態(tài)調(diào)節(jié)組分為70#微晶蠟、80#微晶蠟和羧化聚乙烯蠟中的任 意一種或幾種按任意比例混合。
[0013] 上述一種具有改性功能的瀝青再生劑的制備方法，包括如下步驟：
[0014] 1)按各組分所占質(zhì)量份數(shù)稱取原料，各組分所占質(zhì)量份數(shù)為：輕質(zhì)基礎(chǔ)油30~60 份，改性功能組分20~35份，穩(wěn)定平衡組分5~20份，滲透增強(qiáng)組分2~15份，分散組分 2~10份，流態(tài)調(diào)節(jié)組分1~10份；
[0015] 2)首先將輕質(zhì)基礎(chǔ)油加熱至155~165°C，開動(dòng)高速剪切機(jī)，添加改性功能組分， 轉(zhuǎn)速控制為3000~5000r/min，持續(xù)剪切10~20min ;然后，添加穩(wěn)定平衡組分、滲透增強(qiáng) 組分和分散組分，提高轉(zhuǎn)速為5000~7000r/min，持續(xù)剪切5~IOmin ;最后添加流態(tài)調(diào)節(jié) 組分，降低轉(zhuǎn)速為2000~3000r/min，持續(xù)剪切5~15min，以上整個(gè)剪切過程的溫度控制 在175~195°C之間；所得產(chǎn)物放置在120~135°C烘箱中發(fā)育30~60min，最后在常溫下 靜置至溫度冷卻，得所述的具有改性功能的瀝青再生劑。
[0016] 根據(jù)上述方案制得的具有改性功能的瀝青再生劑在室溫下為淡黃色膠裝物質(zhì)， 溫度超過130°c后為高流動(dòng)狀態(tài)的淡黃色液體，在使用過程中首先在130°C的環(huán)境下預(yù)熱 lOmin，即可進(jìn)行使用。
[0017] 本發(fā)明的有益效果為：
[0018] 1)本發(fā)明所述的瀝青再生劑改善了傳統(tǒng)再生劑單一的組分恢復(fù)機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了瀝青 再生過程與改性過程的一體化，在普通再生劑恢復(fù)老化瀝青柔韌性的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高 了瀝青的粘彈性與溫度穩(wěn)定性。
[0019] 2)本發(fā)明通過在基礎(chǔ)油分中剪切分散SBS改性功能組分、穩(wěn)定平衡組分、滲透增 強(qiáng)組分、分散組分和流態(tài)調(diào)節(jié)組分制備出了儲(chǔ)存穩(wěn)定性好、擴(kuò)散能力強(qiáng)、再生與改性效果優(yōu) 異的改性瀝青再生劑；將該再生劑應(yīng)用于瀝青混凝土，在高溫拌合的過程中，其內(nèi)部的流態(tài) 調(diào)節(jié)組分發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，增大了改性劑流體層間的運(yùn)動(dòng)阻力，在攪拌作用下使改性劑可以 均勻分散并包裹于廢棄瀝青混凝土（RAP)表面；此時(shí)，高溫下軟化的老化瀝青與再生劑界 面出現(xiàn)擴(kuò)散效應(yīng)，改性瀝青再生劑內(nèi)的滲透增強(qiáng)組分可使老化瀝青膠體結(jié)構(gòu)中相互連接的 瀝青質(zhì)分子團(tuán)分散，降低苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物大分子在瀝青中的擴(kuò)散阻力， 同時(shí)分散組分削弱高溫下再生劑中SBS大分子間的偶極取向力，增加 SBS分子鏈移動(dòng)性，通 過上述雙重作用，使SBS可以與基礎(chǔ)油分及穩(wěn)定平衡組分一起滲透入老化瀝青內(nèi)部；通過 基礎(chǔ)油的組分調(diào)節(jié)作用平衡瀝青老化過程中失去的輕質(zhì)組分，在輕質(zhì)組分中分散的SBS分 子骨架可提升再生瀝青的溫度穩(wěn)定性，樹脂類分子（穩(wěn)定平衡組分）可與瀝青質(zhì)及SBS分 子鏈形成氫鍵網(wǎng)絡(luò)骨架，提高再生瀝青體系的穩(wěn)定性。
[0020] 3)通過滲透增強(qiáng)組分、分散組分、流態(tài)調(diào)節(jié)組分的復(fù)合作用，實(shí)現(xiàn)再生劑與老化瀝 青的充分融合，避免了以調(diào)和瀝青為載體引入再生劑的再生方式，直接高效地同步實(shí)現(xiàn)再 生與改性過程，具有更廣闊