一种再生温拌剂、沥青混合料及其制备方法

摘要

本申请公开了一种再生温拌剂、沥青混合料及其制备方法，该再生温拌剂包括温拌组分和再生组分，所述温拌组分含有氨基接枝油酸二乙醇酰胺；所述再生组分包含10～20wt%的环氧大豆油，亚麻油为余量。沥青混合料包括如下质量百分比的原料：基质沥青50～60%；老化沥青20～30%；集料10～20%；再生温拌剂3～6%；增韧剂2～5%；所述增韧剂采用端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS。本申请的再生温拌剂可有效缓解温拌组分的迁移问题，提高沥青混合料的水稳定性。

权利要求

1.一种再生温拌剂，包括温拌组分和再生组分，其特征在于，所述温拌组分含有氨基接枝油酸二乙醇酰胺；所述再生组分包含10～20wt％的环氧大豆油，亚麻油为余量；所述氨基接枝油酸二乙醇酰胺的原料包括摩尔比为0.9～1.4:1的氨基‑聚乙二醇‑羧基和油酸二乙醇酰胺。

2.根据权利要求1所述的再生温拌剂，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为400～

1000。

3.根据权利要求1所述的再生温拌剂，其特征在于，所述温拌组分还含有5～15wt％的阴离子表面活性剂。

4.根据权利要求3所述的再生温拌剂，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的再生温拌剂，其特征在于，所述再生组分和温拌组分的质量比为5～7：3～5。

6.一种沥青混合料，其特征在于，含有3～6wt％权利要求1～5任一所述的再生温拌剂和2～5wt％的增韧剂；所述增韧剂采用端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS。

7.根据权利要求6所述的沥青混合料，其特征在于，所述端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS的质量比为2～3:1。

8.根据权利要求6所述的沥青混合料，其特征在于，包括如下质量百分比的原料：基质沥青50～60％；

老化沥青20～30％；

集料10～20％；

再生温拌剂3～6％；

增韧剂2～5％。

9.根据权利要求6～8任一项所述的沥青混合料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在加热条件下，将温拌组分与再生组分混合搅拌均匀，制得再生温拌剂备用；

在90～110℃条件下，将基质沥青、老化沥青、集料、再生温拌剂、增韧剂混合，搅拌均匀即得沥青混合料。

说明书

一种再生温拌剂、沥青混合料及其制备方法

技术领域

[0001] 本申请涉及沥青混合料领域，尤其是涉及一种再生温拌剂、沥青混合料及其制备方法。

背景技术

[0002] 随着全球能源短缺和环境污染问题的日益严重，沥青再生技术成为了道路建设和养护领域的研究热点。温拌沥青技术作为一种节能减排的新型施工技术，受到了广泛关注。

[0003] 传统的热拌沥青工艺需要大量的能源来加热集料和沥青，并且会产生大量的废气和烟尘，对环境和人体健康造成危害。为了降低能源消耗和环境污染，人们开发出了温拌沥青技术。温拌沥青技术是通过添加温拌剂来降低施工温度，从而减少能源消耗和废气排放。温拌剂是一种专门设计的化学剂，可以在较低的温度下发挥其性能，使得沥青混合料能够在比传统热拌工艺更低的温度下进行施工。

[0004] 再生温拌剂包含再生组分和温拌组分，其中温拌组分可以显著降低沥青粘度，从而降低混合料的施工温度，同时提高其路用性能；而再生组分能够补充老化沥青的饱和烃含量，改善老化沥青的性能指标，实现良好的循环再生效果。

[0005] 表面活性型温拌剂是应用较为广泛的温拌组分，其通常由单一或多种表面活性剂构成，通过表面活性剂降低物料表面能，增强沥青对集料的润湿效果来改善沥青混合料的施工温度和路用性能。但是，在摊铺作业后，表面活性剂在外力和环境影响下会逐渐迁移至沥青表面，并在沥青路基内部形成迁移通道，导致路面接触水分后，容易从迁移通道渗透扩散至沥青路基的内部空隙中，降低沥青路基的抗水损性能。

发明内容

[0006] 本申请提供了一种再生温拌剂、沥青混合料及其制备方法，能有效缓解温拌组分在沥青混合料摊铺后形成迁移通道，降低沥青路基抗水损性能的问题。

[0007] 第一方面，本申请提供了一种再生温拌剂，包括温拌组分和再生组分，所述温拌组分含有氨基接枝油酸二乙醇酰胺；所述再生组分包含10～20wt%的环氧大豆油，亚麻油为余量。

[0008] 油酸二乙醇酰胺是具有双羟基的表面活性剂，具有较强的反应活性，将氨基接枝于其分子链后，依然具有降低表面能、润湿集料等表面活性剂的特性。同时该组分在迁移过程中可与环氧大豆油反应键合，有效抑制其向沥青表面的迁移，降低迁移通道的形成概率，提高沥青的水稳定性。

[0009] 优选的，所述氨基接枝油酸二乙醇酰胺的原料包括摩尔比为0.9～1.4:1的氨基‑聚乙二醇‑羧基和油酸二乙醇酰胺。

[0010] 优选的，所述聚乙二醇的分子量为400‑1000。

[0011] 氨基‑聚乙二醇‑羧基分子 为具有聚醚主链，且两端分别以氨基和羧基封端的活性物质，能够和油酸二乙醇酰胺可发生酯化反应，从而将氨基引入油酸二乙醇酰胺分子中。需要说明的是，适宜分子量的聚醚基有助于提高接枝率，保障产物反应性能。

[0012] 优选的，所述温拌组分还含有5～15wt%的阴离子表面活性剂。

[0013] 优选的，所述阴离子表面活性剂为选自十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠中的至少一种。

[0014] 由于上述氨基接枝油酸二乙醇酰胺的作用较为缓慢，渗透速度较差，在温拌过程难以充分发挥降粘效果。为补偿温拌组分前期效果，本申请加入了少量阴离子表面活性剂，其渗透性强，起效快，能够与氨基接枝油酸二乙醇酰胺有效配合，尤其是上述三种阴离子表活，性能更为突出，起到优异的降粘效果。

[0015] 优选的，所述再生组分和温拌组分的质量比为10～22：8～13。

[0016] 第二方面，本申请提供一种沥青混合料，其含有3～6wt%上述任一一种再生温拌剂和2～5wt%的增韧剂；所述增韧剂采用端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS。

[0017] 优选的，所述端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS的质量比为2～3: 1。

[0018] 老化沥青中烷烃和环烷烃减少，因而粘度增大，软化点升高，针入度、延度降低，因而掺有老化沥青的混合料体系韧性较差，尤其是低温条件下，沥青的刚性增强，其形变能力主要依靠沥青本身的黏弹性，下降明显，容易脆化开裂。为此，本申请中加入有上述两种增韧组分以提高混合料的弹性，同时，上述端羧基超支化聚酯相对其他组分不易提高体系粘度，其原因可能在于，端羧基超支化聚酯具有近似球形的超支化结构，流动性好，具有一定润滑作用。同时其球形结构具有自由体积，能够起到增强形变能力的效果。而马来酸酐接枝SBS在起到增韧作用的同时，可改善端羧基超支化聚酯和沥青的相容性，提高沥青混合料的路用性能。

[0019] 最后，端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS均具有羧基，可以氨基氨基接枝油酸二乙醇酰胺、环氧大豆油反应，抑制其析出，进而提高沥青混合料的水稳定性（抗水损性能）。

[0020] 优选的，所述沥青混合料包括如下质量百分比的原料：

[0021] 基质沥青50～60%；

[0022] 老化沥青20～30%；

[0023] 集料10～20%；

[0024] 再生温拌剂3～6%；

[0025] 增韧剂2～5%。

[0026] 本申请对基质沥青、老化沥青无特殊要求，优选采用70#基质沥青或90#基质沥青。

[0027] 第三方面，本申请提供一种沥青混合料的制备方法，其包括如下步骤：

[0028] 在加热条件下，将温拌组分与再生组分混合搅拌均匀，制得再生温拌剂备用；

[0029] 在90～110℃条件下，将基质沥青、老化沥青、集料、再生温拌剂、增韧剂混合，搅拌均匀即得沥青混合料。

[0030] 综上所述，本申请具有如下有益效果：

[0031] 1、通过采用氨基接枝油酸二乙醇酰胺作为温拌组分，配合再生组分中的环氧大豆油，能够有效缓解温拌组分中表面活性剂迁移造成的沥青水稳定性（抗水损性能）下降的问题。

[0032] 2、采用阴离子表面活性剂与氨基接枝油酸二乙醇酰胺协同配合，能够显著提高温拌组分的降粘效果，提高沥青混合料的路用性能。

[0033] 3、在沥青混合料体系中加入以端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS复配得到的增韧剂，能够在不增加体系粘度的前提下，显著提高沥青混合料的弹性能力，尤其是低温下的弹性形变能力。并进一步抑制温拌组分的迁移现象，提高水稳定性。

具体实施方式

[0034] 制备例1，一种氨基接枝油酸二乙醇酰胺，按照如下步骤制得：

[0035] 将2mol油酸二乙醇酰胺与2.5mol氨基‑十聚乙二醇‑羧基计量完毕，投入反应釜中，搅拌10min，得混合物。

[0036] 将混合物升温至80℃，在200rpm转速下反应1.0小时，然后在‑0.09MPa的真空度和110℃温度条件下脱除水分，制得氨基接枝油酸二乙醇酰胺。

[0037] 制备例2，一种氨基接枝油酸二乙醇酰胺，与制备例1的区别在于，原料为2mol油酸二乙醇酰胺与2mol氨基‑十五聚乙二醇‑羧基。

[0038] 制备例3，一种氨基接枝油酸二乙醇酰胺，与制备例1的区别在于，原料为2mol油酸二乙醇酰胺与2.8mol氨基‑十聚乙二醇‑羧基。

[0039] 实施例所用原料性能参数如下：

[0040] 基质沥青70#基质沥青；老化沥青为市政道路抽提分离的沥青（软化点73.2℃，135℃布氏粘度2.06 Pa·s）；集料密度600kg/m³；环氧大豆油环氧值为6.2%；亚麻油（碘值170‑205g 碘/100g油）；端羧基超支化聚酯（HyPer C101）；马来酸酐接枝SBS（190℃/2.16kg熔融指数 7.5g/10min，软化温度89℃）。

[0041] 实施例1，一种沥青混合料，按照如下步骤制备得到：

[0042] 取制备例1所得氨基接枝油酸二乙醇酰胺、十二烷基二苯醚二磺酸钠、环氧大豆油、亚麻油加入混合釜中，加热至50～55℃，1500rpm转速下搅拌10min，制得再生温拌剂备用；

[0043] 在110℃条件下，将基质沥青、老化沥青、集料、再生温拌剂、增韧剂混合，300rpm转速下搅拌均匀，得到沥青混合料。

[0044] 实施例2，一种沥青混合料，按照如下步骤制备得到：

[0045] 取制备例2所得氨基接枝油酸二乙醇酰胺、十二烷基苯磺酸钠、环氧大豆油、亚麻油加入混合釜中，加热至50～55℃，2000rpm转速下搅拌10min，制得再生温拌剂备用；

[0046] 在110℃条件下，将基质沥青、老化沥青、集料、再生温拌剂、增韧剂混合，300rpm转速下搅拌均匀，得到沥青混合料。

[0047] 实施例3，一种沥青混合料，按照如下步骤制备得到：

[0048] 取制备例3所得氨基接枝油酸二乙醇酰胺、十二烷基硫酸钠、环氧大豆油、亚麻油加入混合釜中，加热至50～55℃，1500rpm转速下搅拌10min，制得再生温拌剂备用；

[0049] 在100℃条件下，将基质沥青、老化沥青、集料、再生温拌剂、增韧剂混合，300rpm转速下搅拌均匀，得到沥青混合料。

[0050] 表1、沥青混合料原料配比（kg)

[0051]

[0052] 实施例4，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，温拌组分中，采用等量烯丙氧基羟基丙烷磺酸钠盐替代十二烷基二苯醚二磺酸钠。

[0053] 实施例5，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，温拌组分中，采用等量琥珀酸单十八酰胺磺酸钠盐替代十二烷基二苯醚二磺酸钠。

[0054] 实施例6，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，温拌组分中，采用等量氨基接枝油酸二乙醇酰胺替代十二烷基二苯醚二磺酸钠。

[0055] 实施例7，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，增韧剂中，采用等量端羧基超支化聚酯替代马来酸酐接枝SBS。

[0056] 实施例8，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，增韧剂中，采用等量马来酸酐接枝SBS替代端羧基超支化聚酯。

[0057] 实施例9，一种沥青混合料，与实施例1的区别在于，采用等量70#基质沥青替代端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS（即增韧剂）。

[0058] 对比例1，一种沥青混合料，与实施例9的区别在于，采用等量油酸二乙醇酰胺替代氨基接枝油酸二乙醇酰胺。

[0059] 对比例2，一种沥青混合料，与实施例9的区别在于，采用等量十二烷基二苯醚二磺酸钠替代氨基接枝油酸二乙醇酰胺。

[0060] 对比例3，一种沥青混合料，与实施例9的区别在于，采用等量亚麻油替代环氧大豆油。

[0061] 性能检测试验1、沥青混合料水稳定性：按照浸水马歇尔试验测定，试验结果见表 2所示。

[0062] 2、沥青常规性能：按照上述实施例、对比例中基质沥青、老化沥青、再生组分、温拌组分的原料配比，在110℃、300rpm条件下搅拌混合均匀作为试样；另外以70#基质沥青和老化沥青混合物（质量比为2:1）为空白对照。然后按照JTJ‑052‑2000中T0625、T0605、T0604的规定分别测试沥青试样的粘度、针入度和软化点，试验结果见表 3所示。

[0063] 3、沥青混合料低温弯曲性能：按照 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20‑2011中T0715沥青混合料弯曲试验方法的规定，试验温度为‑10℃，加载速率为 50 mm/min。测定沥青混合料抗弯拉强度、破坏应变、破坏劲度模量，试验结果见表4所示。

[0064] 表2、水稳定性测试结果

[0065]

[0066] 表3、沥青粘度、针入度和软化点测试结果

[0067]

[0068] 表4、低温弯曲性能测试结果

[0069]

[0070] （1）结合实施例1～9和对比例1～3并结合表2可以看出，本申请温拌组分中过的氨基接枝油酸二乙醇酰胺与再生组分中的环氧大豆油具有协同效应，两者同时应用能够有效提高沥青混合料的水稳定性（抗水损性能），而油酸二乙醇酰胺或十二烷基二苯醚二磺酸钠则无此效果。其原因可能在于，氨基接枝油酸二乙醇酰胺在缓慢迁移的过程中，可通过其氨基与环氧大豆油反应形成化学键合，从而抑制氨基接枝油酸二乙醇酰胺的迁移趋势，大大减少迁移通道的形成，从而降低被水分渗透破坏的概率。

[0071] （2）结合实施例1和实施例4～6并结合表3可以看出，本申请的温拌组分采用氨基接枝油酸二乙醇酰胺与特定几种阴离子表面活性剂配合，能够有效保障其对沥青混合料的降粘作用，并改善其针入度、软化点等路用性能；且单独采用上述任一温拌组分均无法取得最佳效果。其原因可能在于，氨基接枝油酸二乙醇酰胺虽然具有良好的抗迁移效果，但其分子链较长，渗透性以及作用效率较低，而本申请所采用的特定阴离子表活渗透性强、润湿速度快，因而能够有效补偿氨基接枝油酸二乙醇酰胺的不足。

[0072] （3）结合实施例1和实施例7～9并结合表2和表4可以看出，本申请以端羧基超支化聚酯和马来酸酐接枝SBS为增韧剂，能够有效提高沥青混合料的抗弯拉强度等低温性能以及水稳定性，且单独采用上述任一增韧组分均无法取得最优效果。其原因可能在于，端羧基超支化聚酯近似球形的超支化结构可起到良好的增韧效果，而马来酸酐接枝SBS可在增韧的同时，增强端羧基超支化聚酯与沥青的相容性，促进增韧效果和低温性能的充分提高。并且，端羧基超支化聚酯与马来酸酐接枝SBS均具有羧基基团，可以氨基接枝油酸二乙醇酰胺键合，抑制其迁移，从而提高沥青混合料的水稳定性。

[0073] 本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。