一种沥青再生剂及其制备方法

摘要

本发明公开一种沥青再生剂及其制备方法，属于沥青再生剂制备技术领域。本发明所述沥青再生剂，由以下原料按质量份数组成：芳烃油50‑70份、废弃机油残留物30‑50份、相容剂1‑10份以及阻燃剂1‑10份。该沥青再生剂经预热、预拌和剪切以及加入阻燃剂等步骤制备而成。本发明技术方案可大量回收利用废弃机油残留物，降低了再生剂制备成本，实现了废弃机油残留物的二次有效利用，有利于废机油加工处理行业的可持续发展，并促进了沥青再生技术的发展。

权利要求

1.一种沥青再生剂，其特征在于，由以下原料按质量份数组成：芳烃油50‑70份、废弃机油残留物30‑50份、相容剂1‑10份以及阻燃剂1‑10份；

所述芳烃油为输送带专用芳烃油、再生胶专用芳烃油、防水卷材专用芳烃油中的一种或多种；

所述废弃机油残留物为废液压油残留物、废冷冻机油残留物、废变压器油残留物、废润滑油残留物中的一种或多种；

所述相容剂为50号道路石油沥青、70号道路石油沥青、90号道路石油沥青、增粘树脂中的一种；

所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、偏硼酸钠、聚磷酸铵、十溴二苯乙烷、十溴二苯醚中的一种；

所述废弃机油残留物是废机油经超滤、离心分离、分子蒸馏、絮凝处理和溶剂精制工艺处理后产生的残渣。

2.根据权利要求1所述的沥青再生剂，其特征在于，由以下原料按质量份数组成：芳烃油55‑65份、废弃机油残留物35‑45份、相容剂3‑7份以及阻燃剂2‑8份。

3.根据权利要求1所述的沥青再生剂，其特征在于，由以下原料按质量份数组成：芳烃油60份、废弃机油残留物40份、相容剂5份以及阻燃剂5份。

4.权利要求1‑3任一项所述沥青再生剂的制备方法，步骤如下：（1）预热

分别将芳烃油、废弃机油残留物、相容剂迅速预热至130 140℃，使用前搅拌均匀；

~

（2）预拌和剪切

将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为8 12r/~

min，预拌时间为15 20min，预拌温度为130 140℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切~ ~

速率为4000‑5000r/min，剪切时间为20 30min，剪切温度为130 140℃，测定其pH值；

~ ~

（3）加入阻燃剂

加入相应的阻燃剂，调整pH至6.8 7.0。

~

5.权利要求4所述方法制备的沥青再生剂在旧沥青再生利用中的应用。

说明书

一种沥青再生剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于沥青再生剂制备技术领域，具体涉及一种沥青再生剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 截至2019年年底，我国高速公路通车里程已达14.2万公里，全国公路通车总里程达到480多万公里。每年的高速公路、国省道沥青路面大修都会产生数以千万吨计的废旧沥
青混合料，废旧沥青混合料的堆放不仅占用了大量的土地资源，而且造成了严重的环境污
染。另一方面，在我国许多地区适用于铺设高等级沥青路面的玄武岩、辉绿岩、安山岩等石
料也是非常稀缺的资源。沥青路面再生技术通过重复利用废旧沥青路面材料(RAP)达到节
约资源和保护生态环境的目的。据统计，充分利用RAP，每年可以节省材料费25亿元以上，而
且该数字还将以每年15％的速度增长。厂拌热再生和就地热再生技术应用过程中，为恢复
旧沥青的性能，需要使用大量的再生剂，再生剂的主要成分为轻质组分，如芳香分、饱和分
等。

[0003] 伴随着机动车、飞机等交通工具的剧增，我国每年仅交通行业就产生2500至3000万吨废弃机油，因此，国家环保局已将废弃机油列为21世纪环保领域主要控制的三大重点
之一。机油在使用过程中由于添加剂的消耗、氧化、磨损产物、污染物混入以及水分吸收等
导致其功能下降，进而失效报废成为废弃机油(REO)。目前，通过超滤、离心分离、分子蒸馏、
絮凝处理和溶剂精制等工艺将REO生产成燃料油或润滑油，可以实现绝大部分废弃机油的
再生利用。通过这些工艺一般能将70‑80％的废弃机油进行有效回收利用，剩余的20‑30％
由于混入的杂质较多无法有效回收而成为废弃机油残留物(REOB)，我国每年产生的REOB大
概为100万吨，其无害化处理耗费巨大，REOB的有效回收利用已成为我国亟需攻克的一大难
题。

发明内容

[0004] 本发明提供一种沥青再生剂，能够对旧沥青起到良好的再生效果，提高再生沥青混合料的耐久性能，延长路面使用寿命。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种沥青再生剂，由以下原料按质量份数组成：芳烃油50‑70份、废弃机油残留物30‑50份、相容剂1‑10份以及阻燃剂1‑10份。

[0007] 上述技术方案中，所述沥青再生剂，由以下原料按质量份数组成：芳烃油55‑65份、废弃机油残留物35‑45份、相容剂3‑7份以及阻燃剂2‑8份。

[0008] 在一个技术方案中，沥青再生剂，由以下原料按质量份数组成：芳烃油60份、废弃机油残留物40份、相容剂5份以及阻燃剂5份。

[0009] 芳烃油是含有大量芳香分，且具有良好安全性能和抗老化性能的基础油分。

[0010] 上述技术方案中，所述芳烃油为输送带专用芳烃油、再生胶专用芳烃油、防水卷材专用芳烃油中的一种或多种。

[0011] 在上述方案的基础上，废弃机油残留物是废机油经超滤、离心分离、分子蒸馏、絮凝处理和溶剂精制工艺处理后产生的残渣；按照废机油来源可将废弃机油残留物分为废液
压油残留物、废冷冻机油残留物、废变压器油残留物、废润滑油残留物，以上类型的废弃机
油残留物均可用于本发明使用。

[0012] REOB含有较多的轻质组分，将其制备成为再生剂用于热再生沥青路面中，不仅能够大量回收利用废弃机油残留物，实现废物利用，减轻环境污染压力，有利于可持续发展，
而且废弃机油残留物中的轻质组分能够改善旧沥青的老化情况，实现较好的再生效果，提
高热再生混合料的路用性能。

[0013] 上述技术方案中，所述相容剂为50号道路石油沥青、70号道路石油沥青、90号道路石油沥青、增粘树脂中的一种。

[0014] 上述技术方案中，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、偏硼酸钠、聚磷酸铵、十溴二苯乙烷以及十溴二苯醚中的一种。

[0015] 上述沥青再生剂的制备方法，步骤如下：

[0016] (1)预热

[0017] 分别将芳烃油、废弃机油残留物、相容剂迅速预热至130～140℃，使用前搅拌均匀；

[0018] (2)预拌和剪切

[0019] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为8～12r/min，预拌时间为15～20min，预拌温度为130～140℃，预拌后加入相容剂送入机器剪
切，剪切速率为4000‑5000r/min，剪切时间为20～30min，剪切温度为130～140℃，测定其pH
值；

[0020] (3)加入阻燃剂

[0021] 加入相应的阻燃剂，调整pH至6.8～7.0。

[0022] 上述沥青再生剂可较好地应用于旧沥青的再生。

[0023] 本发明的有益效果为：

[0024] (1)本发明可以大量回收利用废弃机油残留物，降低了再生剂制备成本，实现了废弃机油残留物的二次有效利用，有利于废机油加工处理行业的可持续发展，并促进了热再
生技术的发展。

[0025] (2)废弃机油残留物含有大量的芳香分等轻质组分，对旧沥青能够起到良好的再生效果；同时含有较多的抗老化和抗氧化成分，能够有效防止再生沥青老化，提高热再生沥
青混合料的耐久性能，延长路面使用寿命。

[0026] (3)添加相容剂实现了芳烃油与废弃机油残留物的有效共混，提高了再生剂对旧沥青的融合能力，保证了再生剂的稳定性和相容性。

[0027] (4)根据再生剂的pH值，有针对性的加入酸性、碱性或中性的阻燃剂，可以保证REOB中金属的稳定性，防止对周边农田、水源造成污染，同时提高了再生剂的闪点和燃点，
保障了施工安全。

具体实施方式

[0028] 在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。

[0029] 下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本发明。以下实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。

[0030] 实施例1

[0031] 制备一种沥青再生剂，步骤如下：

[0032] (1)预热

[0033] 分别将6.5kg芳烃油、3.5kg废弃机油残留物、0.3kg 70号道路石油沥青迅速预热至130℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油，所用废弃机油残留物是经离
心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留物；

[0034] (2)预拌和剪切

[0035] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为8r/min，预拌时间为15min，预拌温度为130℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为
4000r/min，剪切时间为20min，剪切温度为130℃，测得其pH值为5.5；

[0036] (3)加入阻燃剂

[0037] 向高速剪切后的混合物中加入0.9kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0038] 实施例2

[0039] 制备一种沥青再生剂，步骤如下：

[0040] (1)预热

[0041] 分别将5.5kg芳烃油、4.5kg废弃机油残留物、0.7kg 70号道路石油沥青迅速预热至140℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油，所用废弃机油残留物是经离
心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留物；

[0042] (2)预拌和剪切

[0043] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为12r/min，预拌时间为20min，预拌温度为140℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为
5000r/min，剪切时间为30min，剪切温度为140℃，测得其pH值为6.3；

[0044] (3)加入阻燃剂

[0045] 向高速剪切后的混合物中加入0.4kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0046] 实施例3

[0047] 制备一种沥青再生剂，步骤如下：

[0048] (1)预热

[0049] 分别将6.0kg芳烃油、4.0kg废弃机油残留物、0.5kg 70号道路石油沥青迅速预热至135℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油，所用废弃机油残留物是经离
心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留物；

[0050] (2)预拌和剪切

[0051] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为10r/min，预拌时间为20min，预拌温度为135℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为
4500r/min，剪切时间为25min，剪切温度为135℃，测得其pH值为5.9；

[0052] (3)加入阻燃剂

[0053] 向高速剪切后的混合物中加入0.7kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0054] 对比例1

[0055] 将废弃机油残留物直接作为一种沥青再生剂，所用废弃机油残留物是经离心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留物。

[0056] 对比例2

[0057] 制备一种沥青再生剂，步骤与材料选择与实施例3相同，不同之处在于未掺加废弃机油残留物，步骤如下：

[0058] (1)预热

[0059] 分别将6.0kg芳烃油、0.5kg 70号道路石油沥青迅速预热至135℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油；

[0060] (2)预拌和剪切

[0061] 将芳烃油输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为10r/min，预拌时间为20min，预拌温度为135℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为4500r/min，剪切时
间为25min，剪切温度为135℃，测得其pH值为6.5；

[0062] (3)加入阻燃剂

[0063] 向高速剪切后的混合物中加入0.3kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0064] 对比例3

[0065] 制备一种沥青再生剂，步骤与材料选择与实施例3相同，不同之处在于未掺加芳烃油，步骤如下：

[0066] (1)预热

[0067] 分别将4.0kg废弃机油残留物、0.5kg 70号道路石油沥青迅速预热至135℃，使用前搅拌均匀，所用废弃机油残留物是经离心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留
物；

[0068] (2)预拌和剪切

[0069] 将废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为10r/min，预拌时间为20min，预拌温度为135℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为4500r/min，
剪切时间为25min，剪切温度为135℃，测得其pH值为5.7；

[0070] (3)加入阻燃剂

[0071] 向高速剪切后的混合物中加入0.8kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0072] 对比例4

[0073] 制备一种沥青再生剂，步骤与材料选择与实施例3相同，不同之处在于未掺加相容剂，步骤如下：

[0074] (1)预热

[0075] 分别将6.0kg芳烃油、4.0kg废弃机油残留物迅速预热至135℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油，所用废弃机油残留物是经离心分离和分子蒸馏工艺处理
后的废润滑油残留物；

[0076] (2)预拌和剪切

[0077] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为10r/min，预拌时间为20min，预拌温度为135℃，预拌后送入机器剪切，剪切速率为4500r/min，剪
切时间为25min，剪切温度为135℃，测得其pH值为5.8；

[0078] (3)加入阻燃剂

[0079] 向高速剪切后的混合物中加入0.7kg氢氧化铝，调整pH值为7.0。

[0080] 对比例5

[0081] 制备一种沥青再生剂，步骤与材料选择与实施例3相同，不同之处在于未掺加阻燃剂，步骤如下：

[0082] (1)预热

[0083] 分别将6.0kg芳烃油、4.0kg废弃机油残留物、0.5kg 70号道路石油沥青迅速预热至135℃，使用前搅拌均匀，所用芳烃油是再生胶专用芳烃油，所用废弃机油残留物是经离
心分离和分子蒸馏工艺处理后的废润滑油残留物；

[0084] (2)预拌和剪切

[0085] 将芳烃油、废弃机油残留物输送至高速剪切预拌系统进行预拌，预拌速率为10r/min，预拌时间为20min，预拌温度为135℃，预拌后加入相容剂送入机器剪切，剪切速率为
4500r/min，剪切时间为25min，剪切温度为135℃，测得其pH值为5.9。

[0086] 按照交通部部颁标准《公路沥青路面再生技术规范》(JTG/T 5521‑2019)对本发明实施例1‑3制备的废弃机油残留物沥青再生剂和对比例1‑5的沥青再生剂进行相关指标检
测，并对本发明实施例1‑3制备的废弃机油残留物再生剂和对比例1‑5的沥青再生剂进行老
化沥青再生恢复对比试验，试验情况如下：

[0087] 沥青再生剂相关指标检测试验

[0088] (1)测试仪器

[0089] 沥青标准黏度计(无锡市石油仪器设备有限公司)，棒状薄层色谱仪(淄博山分有限公司)，真空干燥箱(山东路达公路仪器公司)，薄膜加热烘箱(山东路达公路仪器公司)，
克利夫兰开口杯式闪点仪(上海昌吉地质仪器有限公司)。

[0090] (2)检测方法

[0091] 按交通部《公路沥青路面再生技术规范》JTG/T5521‑2019进行检测。

[0092] (3)检测结果

[0093] 检测结果如表1所示。

[0094] 表1

[0095]

[0096]

[0097] 由表1可知，按照本发明的各材料配比制备的实施例1‑3废弃机油残留物沥青再生剂各项指标均满足国家部颁技术标准的要求，且按照实施例3制备的废弃机油残留物沥青
再生剂技术指标最佳；由实施例1‑3和对比例1可知，将废弃机油残留物直接作为沥青再生
剂时，其闪点指标不合格，按照本发明方法制备的沥青再生剂的技术指标优于废弃机油残
留物直接制备的沥青再生剂；由实施例1‑3和对比例2‑5可知，本技术方案制备的沥青再生
剂比缺少废弃机油残留物、芳烃油、相容剂或阻燃剂中任意一种成分而制备的沥青再生剂
的技术指标优异。

[0098] 老化沥青再生恢复试验

[0099] (1)测试仪器

[0100] 针入度仪(济南交专运达设备公司)，延度仪(无锡市石油仪器设备有限公司)，软化点试验仪(北京中科建仪电子科技有限公司)。

[0101] (2)试验方法

[0102] 通过沥青薄膜加热试验制备老化沥青，测定老化沥青的针入度、延度和软化点指标；在老化沥青中加入相同掺量的实施例1‑3或对比例1‑5制备的沥青再生剂，测定再生沥
青的针入度、延度和软化点，评价再生剂的再生恢复效果。

[0103] (2)检测结果

[0104] 检测结果见表2。

[0105] 表2

[0106]

[0107] 由表2可知，掺加实施例1‑3再生剂的再生沥青针入度、延度和软化点指标均恢复至基质沥青水平，说明本发明的废弃机油残留物沥青再生剂具有较好的再生恢复作用，其
中，实施例3再生效果最佳；由实施例1‑3和对比例1可知，本发明方案制备的沥青再生剂对
老化沥青的再生恢复作用优于废弃机油残留物直接作为沥青再生剂对老化沥青的再生恢
复作用；由实施例1‑3和对比例2‑5可知，缺少废弃机油残留物、芳烃油、相容剂或阻燃剂中
任意一种成分而制备的沥青再生剂对沥青的再生恢复效果均不如本发明方案制备的沥青
再生剂。

[0108] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等
效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所
作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。