一种就地热再生用高粘沥青混合料改性剂及制备方法和应用与流程

allin2025-05-06  46


本发明涉及沥青路面材料,具体涉及一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂制备方法及应用。


背景技术:

1、截至2022年末,我国公路网络已发展至约535万公里,其中高速公路里程达到17.7万公里,标志着我国交通运输基础设施的显著进步。然而,随着高速公路网的不断扩展和既有道路的老化,养护需求急剧上升,尤其是21世纪初期建设的部分高速公路开始进入老化阶段,面临安全风险增加和重建改造的巨大压力。在此背景下,就地热再生技术以其高效、环保的特性脱颖而出,成为道路养护的重要手段。该技术通过现场加热、翻松旧沥青路面,结合新沥青、再生剂和其他新材料的掺入,进行热态拌和、摊铺和碾压,实现旧路面材料的快速再生利用,主要工艺包括整形再生、复拌再生和加铺再生。尽管就地热再生技术在实践中显示出巨大潜力,当前应用中使用的沥青混合料仅限于再生利用,缺乏提升混合料性能的有效手段,这成为了技术进步的瓶颈。

2、市场上对高黏改性剂的需求日益增长,但现有专利和技术大多聚焦于改性沥青而非沥青混合料的改性,且制备过程复杂,成本高昂,限制了其广泛应用。例如,cn201210049354.6专利介绍了通过热塑性弹性体和高苯乙烯制备高粘度改性剂,而cn200910063309.4专利则涉及热塑性弹性体、石油树脂、活化橡胶粉等复合制备高粘度高弹性改性剂,二者均未能直接适用于沥青混合料的就地热再生。鉴于此,社会对经济、环保的改性材料及技术的需求日益迫切,特别是在资源循环利用和双碳目标的背景下。值得注意的是,生活废油脂的有效处理成为新的关注点。以往,废油脂被非法回流餐桌或虽转化为生物柴油但成本高且性能受限,未能充分实现其价值。

3、因此,开发一种基于生活废油脂提纯产物的生物基油脂,与热塑性弹性体、石油树脂及其他助剂混合制备的高粘弹改性剂,对于就地热再生沥青混合料的性能提升,具有开创性的意义。


技术实现思路

1、为此,本发明提供一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂制备方法及应用,以解决现有技术中高粘改性剂且制备工艺复杂,未能有效应用于沥青混合料改性,同时对废油脂的循环利用缺乏高效、直接的解决方案的问题。

2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、根据本发明的第一方面,提供了一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,所述改性剂包括如下重量比的组分:弹性体30~70%、生物基油脂0~40%、石油树脂0~30%、填充润滑剂1~5%和抗氧剂0.1~0.5%。

4、进一步地,所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物。

5、进一步地,所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与乙烯-辛烯共聚物共混。

6、进一步地,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与乙烯-辛烯共聚物共混的比例为(8~12):(4~1)。

7、进一步地,所述生物基油脂为软化点>90℃;酸值≤0.5;熔融粘度mpas:1500~3000,相对密度在1g/cm3。

8、进一步地,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯的共混物,混合重量比为1:(2~4)。

9、根据本发明的第二方面,提供了一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂的制备方法,包括以下步骤:

10、s1.密炼:按重量比将弹性体材料加入密炼室中,边搅拌边升温,然后按重量比加入生物基油脂密炼充油,充油完成后继续第二次升温,并按重量比一起投入石油树脂、填充润滑剂、抗氧剂等进行二次密炼,完成密炼后倾倒出胶料;

11、s2.挤出造粒:将密炼好的胶料放入单螺杆挤出造粒,然后通过挤出口模采用风冷热切的方式造粒并收集产品;

12、s3.产品测试:熔融指数测试。

13、进一步地,所述s1中,第一次升温的温度为80~100℃,第二次升温的温度为110~120℃。

14、进一步地,所述s1中二次密炼的时长为8~12min,转子转速为10~20r/min。

15、进一步地,所述s2中,挤出温度为100~120℃,真空度为-0.1~-0.04mpa,螺杆转速为250~450r/min。

16、本发明具有如下优点:

17、1.本发明通过精心设计的改性剂配方与组分比例,如弹性体与特定生物基油脂、石油树脂等的共混,以及采用特定类型的弹性体共混物(如sbs与gma接枝sbs或eva的共混),显著增强了改性沥青混合料的高粘弹特性。这种改性剂在提升材料耐久性、高温稳定性、低温稳定性和抗水损、抗老化性能方面表现卓越,有效延长了再生路面的使用寿命,降低了维护成本。

18、2.本发明创造性地将生活废油脂转化利用,通过提纯处理,将其作为生物基油脂成分应用于改性剂中,不仅解决废油脂的绿色循环利用问题,同时增强再生沥青路面的耐久性、高温稳定性、低温稳定性、抗水损及抗老化性能,提高路面的综合使用性能,且使用简便,对环境友好,是向低碳环保目标迈进的重要一步。

19、3.发明提出的制备方法,包括密炼、挤出造粒等步骤,通过精确控制温度、转速、真空度等参数,确保了改性剂的高品质生产。该工艺简单高效,易于操作,不仅缩短了生产周期,还提高了产品的均一性和稳定性。此外,制备出的改性剂在施工中易于应用,有助于提高现场施工效率,降低了对环境的干扰,是面向实际应用的一次重要技术革新,为就地热再生技术的推广与应用奠定了坚实基础。



技术特征:

1.一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述改性剂包括如下重量比的组分:弹性体30~70%、生物基油脂0~40%、石油树脂0~30%、填充润滑剂1~5%和抗氧剂0.1~0.5%。

2.如权利要求1所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物或乙烯-辛烯共聚物或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的共混物。

3.如权利要求2所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述弹性体为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与乙烯-辛烯共聚物共混。

4.如权利要求3所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与gma接枝苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物共混或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物与乙烯-辛烯共聚物共混的比例为(8~12):(4~1)。

5.如权利要求1所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述生物基油脂为软化点>90℃;酸值≤0.5;熔融粘度mpas:1500~3000,相对密度在1g/cm3。

6.如权利要求1所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂,其特征在于,所述抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和双(2,4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亚磷酸酯的共混物,混合重量比为1:(2~4)。

7.一种就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.如权利要求7所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂的制备方法,其特征在于,所述s1中,第一次升温的温度为80~100℃,第二次升温的温度为110~120℃。

9.如权利要求7所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂的制备方法,其特征在于,所述s1中二次密炼的时长为8~12min,转子转速为10~20r/min。

10.如权利要求7所述的就地热再生用高粘弹沥青混合料改性剂的制备方法,其特征在于,所述s2中,挤出温度为100~120℃,真空度为-0.1~-0.04mpa,螺杆转速为250~450r/min。


技术总结
本发明公开了一种就地热再生用高粘沥青混合料改性剂及制备方法和应用,属于沥青路面材料技术领域,改性剂包括如下重量比的组分:弹性体30~70%、生物基油脂0~40%、石油树脂0~30%、填充润滑剂1~5%和抗氧剂0.1~0.5%;弹性体为苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物或GMA接枝苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物或乙烯‑辛烯共聚物或乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物的共混物;弹性体为苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物与GMA接枝苯乙烯‑丁二烯嵌段共聚物共混或苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物与乙烯‑辛烯共聚物共混。解决了现有技术中高粘改性剂制备工艺复杂,未能应用于沥青混合料改性,同时对废油脂的循环利用缺乏高效、直接的解决方案的问题。具有综合性能好,绿色环保的优势。

技术研发人员:陈默,姜智文,王志山,贺冰
受保护的技术使用者:新嘉鹏再升(吉林)科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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