一种抗老化型沥青再生剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于道路建筑材料，具体涉及一种抗老化型沥青再生剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、根据现有的文献资料报道可知，我国目前每年产生的再生沥青混合料(rap)高达26亿吨，且这一数字还在逐年递加。因此，研究对rap的再生利用，不仅能解决rap如何处置的问题，而且能极大减少对新沥青、新砂石、燃料等不可再生材料的使用。

2、目前学术界将沥青再生机理划分为以下三种：组分调和原理、相容性原理和橡胶增塑原理。组分调和原理依托于沥青中沥青质、芳香分、饱和分和胶质四大组分，认为沥青老化是随着时间的推移，沥青中的芳香分逐渐氧化为沥青质，所以应该在rap中添加芳香物较多的轻质油分来达到恢复四组分平衡的目的。相容性原理依据“溶解度参数理论”，认为随着沥青的老化，沥青质和软沥青质的溶解度参数也随之增大，所以应该调整两者的溶解度，达到相混相容的目的。橡胶增塑原理是类比橡胶特性，通过增加老化沥青中的油相分子从而达到沥青中油相分子和网状分子相平衡的状态，进而修复老化沥青的性能。目前市面流通的沥青再生剂多为轻质油分类，它们虽然能一定程度上恢复老化沥青性能，但是抗二次老化性能较差、无法满足路用耐久性的要求。因此，研发一种价格低廉、相容性好、抗二次老化性能好的沥青再生剂是非常有必要的。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的不足和缺点，本发明的首要目的在于提供一种抗老化型沥青再生剂，该再生剂兼具优异的再生性能和耐二次老化性能，适用于各种掺配比例的rap，本再生剂制备工艺简便、造价低廉，适合推广应用。

2、本发明的另一目的在于提供一种上述抗老化型沥青再生剂的制备方法。

3、本发明的再一目的在于提供上述抗老化型沥青再生剂的应用。

4、本发明的目的通过下述技术方案实现：

5、一种抗老化型沥青再生剂，该再生剂由以下按重量份数计的原料制成：油脂60～80份、增塑剂10～25份、相容剂5～15份、抗剥落剂5～15份、抗老化剂15～30份；

6、所述抗老化剂为具有式(1)所示结构的叔丁基苯甲酸异辛酯、具有式(2)所示结构的对叔丁基苯乙酸异辛酯和具有式(3)所示结构的叔丁基甲基马来酸二异辛酯中的一种或几种；

7、

8、

9、所述抗老化剂按照以下方法制备得到：

10、(1)将对叔丁基苯甲酸、对叔丁基苯乙酸或叔丁基甲基马来酸，与异辛醇一起放入反应釜中；

11、(2)通入氮气完全置换反应釜内的空气，然后打开加压装置，将反应釜加压至0.02～0.08mpa，同时打开加热装置将反应釜加热至130～160℃；

12、(3)反应完成后将反应釜降压为-0.06～0.05mpa排除反应副产物，然后降温至160～180℃后进行高温减压蒸馏4～6h去除杂物，再将反应釜温度降为80～100℃，用活性炭进行吸附提纯操作，吸附时间为1～2h，最终得到所述抗老化剂。

13、所述油脂为煤焦油、腰果壳油、蓖麻油、糠醛抽出油和裂解馏分油中的一种或多种。

14、所述增塑剂为癸二酸二辛脂、三甘醇二异辛酸酯、硬脂酸丁酯中的一种或几种。

15、所述相容剂为直链烷烃、环烷烃或芳香烃中的一种或几种。

16、所述抗剥落剂为非胺类抗剥落剂。

17、上述的一种抗老化型沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：

18、(1)将油脂在60～90℃恒定温度下保温1～3h，然后向其中加入增塑剂和相容剂，使用搅拌机在70～90℃进行恒温搅拌10～40min，得到混合物a；

19、(2)将抗剥落剂和抗老化剂加入到混合物a中，使用搅拌机在70～90℃进行恒温搅拌30～60min，得到混合物b；

20、(3)将混合物b放入60～90℃保温箱中进行保温发育2～6h，即得所述抗老化型沥青再生剂。

21、步骤(1)中所述搅拌机的转速为200～400r/min；步骤(2)中所述搅拌机的转速为500～800r/min。

22、上述的一种抗老化型沥青再生剂在路面材料回收再利用领域中的应用。

23、本发明的原理为：

24、本发明再生剂中的油脂、增塑剂等组分，主要用于调节废旧沥青中的组分比例，起到软化废旧沥青的作用。研究表明，沥青路面的主要老化形式是沥青胶结料在吸光吸热后与空气中的氧气所发生的反应，其热氧化机理为：沥青中的小分子在受热时易与空气中的氧结合成游离的自由基，游离态自由基仍可与氧元素反应，生成过氧化型游离自由基，过氧化游离自由基与沥青小分子发生卡拉施效应，生成氢过氧化物。随着这一系列反应的进行，沥青中的不饱和小分子不断被氧化，这一过程宏观表现为沥青的老化，即路面的开裂、坑槽等病害。因此，沥青抗老化即为延缓沥青的光热氧化速度，本发明所述抗老化剂能减慢卡拉施效应的发生，阻缓过氧化游离自由基和沥青分子的结合，从而达到沥青抗老化的目的。

25、针对常规抗氧化剂th-1135(叔丁基羟基苯丙酸异辛酯)，将其用于沥青再生剂中时，其分子结构中苯环上的羟基易于石料中的金属阳离子发生取代反应，从而聚集在石料表面形成分子隔膜，这层薄膜削弱了沥青与石料的粘附力，经过自然环境的作用，沥青会很快从石料表面脱落，不利于路用耐久性的要求。本发明所用抗老化剂针对这一弊端，运用化学工艺合成出仅带有较稳定基团的叔丁基苯环化合物，其在沥青混合料中性质稳定，不会发生分子富集效应，同时能发挥自身减慢卡拉施效应速度的作用，延长再生沥青混合料的路用耐久性。

26、本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

27、(1)本发明所述沥青再生剂，原材料来源广泛、廉价易得，制备工艺简便易操作，具有良好的经济效益。

28、(2)本发明所述沥青再生剂，组分种类少，性质稳定耐储存，再生效果好，最高可以达到rap的100％再生，同时所需的拌和温度较低，对于“双碳”战略的实施具有积极的推动作用。

29、(3)本发明所得沥青再生剂，具备良好的抗老化性能，尤其是延缓rap的二次老化，能极大延长道路的使用寿命。

30、(4)本发明针对抗氧剂th-1135易于富集石料表面的缺点，合成带有稳定基团的叔丁基苯环化合物，能在再生混合料中均匀分布，发挥抗老化作用。

技术特征：

1.一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：该再生剂由以下按重量份数计的原料制成：油脂60～80份、增塑剂10～25份、相容剂5～15份、抗剥落剂5～15份、抗老化剂15～30份；

2.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：所述抗老化剂按照以下方法制备得到：

3.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：所述油脂为煤焦油、腰果壳油、蓖麻油、糠醛抽出油和裂解馏分油中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：所述增塑剂为癸二酸二辛脂、三甘醇二异辛酸酯、硬脂酸丁酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：所述相容剂为直链烷烃、环烷烃或芳香烃中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂，其特征在于：所述抗剥落剂为非胺类抗剥落剂。

7.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述搅拌机的转速为200～400r/min；步骤(2)中所述搅拌机的转速为500～800r/min。

9.根据权利要求1所述的一种抗老化型沥青再生剂在路面材料回收再利用领域中的应用。

技术总结
本发明属于道路建筑材料技术领域，公开了一种抗老化型沥青再生剂及其制备方法和应用。该再生剂由以下按重量份数计的原料制成：油脂60～80份、增塑剂10～25份、相容剂5～15份、抗剥落剂5～15份、抗老化剂15～30份，所述抗老化剂为叔丁基苯甲酸异辛酯、对叔丁基苯乙酸异辛酯和叔丁基甲基马来酸二异辛酯中的一种或几种。本发明给出的抗老化型再生剂对RAP的再生能力强，同时可以极大程度上延缓RAP施工后的二次老化，增加道路的使用寿命。

技术研发人员：苏开志,胡成生,蔡祥,彭馨彦,许龙,洪晶,尹昌宇
受保护的技术使用者：广州市市政工程维修处有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15