一种增强型沥青再生剂及其制备方法技术

一种增强型沥青再生剂及其制备方法，该沥青再生剂包括以下质量份数的组分：再生组分10～60份，所述再生组分包括将轻质油和重油按适量比例混合而成的混合油；超细粉体1～30份，所述超细粉体为经过低温等离子体改性得到的多孔结构超细粉体，粉体的平均粒径小于100μm。本发明专利技术能够得到分散效果好、相容性高的超细粉体增强沥青再生剂，其制备方法耗能低、操作简便、处理效率高，且利用该沥青再生剂生成的再生沥青混合料的性能提升较大，特别是其抗二次老化性能获得大幅提升，进而延长再生沥青混合料铺筑路面的服役寿命，工程上有望降低铺筑路面的后期维护成本。

A reinforced asphalt regenerant and its preparation method

An enhanced asphalt regenerant and its preparation method include the following components: 10-60 parts of the regeneration component, the regeneration component includes a mixture of light oil and heavy oil in an appropriate proportion; 1-30 parts of the ultrafine powder, which is a porous ultrafine powder modified by low temperature plasma, and the average particle size of the powder. Less than 100 um. The invention can obtain superfine powder reinforced asphalt recycling agent with good dispersion effect and high compatibility. The preparation method has the advantages of low energy consumption, simple operation and high treatment efficiency, and the performance of the recycled asphalt mixture generated by the asphalt recycling agent has been greatly improved, especially its anti-secondary aging performance has been greatly improved, thereby prolonging the service life of the recycled asphalt mixture pavement. It is expected to reduce the cost of late maintenance of paved pavement in engineering.

【技术实现步骤摘要】
一种增强型沥青再生剂及其制备方法
本专利技术涉及一种增强型沥青再生剂及其制备方法。
技术介绍
随着我国沥青路面使用年限的增长，近几年大量公路已经达到了设计寿命。因此能够避免大量废旧沥青混合料浪费的废旧沥青再生新技术成为了新一轮的研究重点，其中沥青再生剂作为这一技术的核心受到了广泛的关注。虽然现有的沥青再生剂可以一定程度恢复老化沥青的基本性能，但在实际工程应用时其综合力学性能却很难完全满足施工要求。虽然可以在沥青再生剂体系中引入超细粉体对再生混合料进行强化改性，然而超细粉体表面能高，很容易发生团聚，使得它在有机相基体中分散性差，降低了其增强、增韧效果。当前常用的办法是化学改性，参见公开号为CN106479203B，名称为一种碳纳米管增强环氧沥青复合材料及其制备方法的专利申请，但是这种改性流程多、成本高且增加了环境负荷。沥青再生剂的研究目前主要以添加一些工业废油或石化油份补充沥青胶结料由于老化而失去的芳香分和胶质组分，恢复老化沥青化学组分平衡为主。美国专利151US7357594介绍了一种由极性树脂、芳香分和饱和烷烃溶剂组成的再生组分。然而轻质油分挥发性大，与旧沥青相容性差，容易流失。在热拌过程中和再生混合料铺筑使用过程中，受到高温环境影响，轻质油容易挥发而失去作用。此外，根据反应式芳香分→胶质→沥青质，油分的过量加入，会加快这种不可逆反应的进程，加速了沥青的老化。因此油分的保持和油分比例的有效控制对于再生混合料的抗老化能力尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于弥补上述现有技术的不足，提供一种增强型沥青再生剂及其制备方法，得到分散效果好、相容性高的超细粉体增强沥青再生剂，其制备方法耗能低、操作简便、处理效率高，且利用该沥青再生剂生成的再生沥青混合料的性能提升较大，特别是其抗二次老化性能获得大幅提升，进而延长再生沥青混合料铺筑路面的服役寿命，工程上有望降低铺筑路面的后期维护成本。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种增强型沥青再生剂，包括以下质量份数的组分：再生组分10～60份，所述再生组分包括将轻质油和重油按适量比例混合而成的混合油；超细粉体1～30份，所述超细粉体为经过低温等离子体改性得到的多孔结构超细粉体，粉体的平均粒径小于100μm。进一步地：所述轻质油包含环氧大豆油和机油添加剂，所述机油添加剂与所述环氧大豆油按1：5～20的质量比混合。所述重油为环保芳烃油。所述重油和所述轻质油是按1∶1～8的质量比混合。所述超细粉体的粒径为粒径小于10μm的粉体。所述超细粉体选自碳纳米管、石墨烯、活性碳纤维、凹凸棒、蒙脱土、氧化铝、硅藻土中的一种或多种。所述低温等离子体改性使用的气体为空气、氧气、氮气、氨气、氢气中的一种或者多种的混合。一种制备所述的增强型沥青再生剂的制备方法，包括以下步骤：S1、对超细粉体进行低温等离子体射流的喷射处理，得到改性后的所述多孔结构超细粉体；S2、将所述多孔结构超细粉体与所述再生组分混合，得到所述增强型沥青再生剂。进一步地：步骤S1中，在大气压低温等离子体设备中按照10cc/min～150cc/min的气流量通入气体，将干燥处理后的超细粉体送入所述等离子体设备中，使粉体处于低温等离子体射流出口5～10cm处，控制所述等离子体设备的喷射出口的移动速度在0～30mm/s，处理0.5～30min后，得到改性后的所述多孔结构超细粉体。步骤S2中，将所述多孔结构超细粉体与所述再生组分混合在一起搅拌5～15min，得到所述增强型沥青再生剂。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术弥补了现有技术的不足，在沥青再生剂体系中引入超细粉体作为强化相，提高再生沥青混合料的力学性能。使用低温等离子体对超细粉体进行改性，有效减少粉体在混合料中的团聚。这种有别于粉体传统表面改性的方法，能够在改变粉体表面形貌的同时在粉体中引入活性官能团。极性的含氧官能团能够与沥青中极性较强的沥青质分子发生相互作用，因此，低温等离子体改性后的超细粉体能作为一种两亲物质使老化沥青和被吸附到超细粉体中的沥青再生剂中的油分更好地结合。得到分散效果好、相容性高的超细粉体增强沥青再生剂。这种方法耗能低、操作简便、处理效率高，且性能提升较大，无污染物排放，绿色环保利于可持续发展。采用本专利技术的增强型沥青再生剂，利用多孔结构超细粉体吸附再生剂中的油相，并在再生混合料使用过程中缓释油相，对再生混合料中的油相进保护，有效地解决油相稳定性问题，达到对再生沥青混合料中油相的有效调控，同时也能很好地避免油相过多导致加速沥青老化的问题。低温等离子体对多孔结构超细粉体的改性，能够进一步提高超细粉体孔结构内部与油相的结合力，减慢油相受热或是铺筑路面服役期间从超细粉体中释放的速度，延长再生沥青混合料铺筑路面的服役寿命。本专利技术提出一种增强型废旧沥青再生剂制备方法，以低温等离子体改性后的超细粉体为强化相制备沥青再生剂。该方法能提高再生沥青混合料的力学性能，并利用超细粉体增强沥青再生剂与沥青混合料的相容性，延缓再生沥青混合料老化，延长其使用寿命，特别是其抗二次老化性能获得大幅提升。通过表面改性，可在超细粉体表面根据需要引入多种活性官能团，进而改善超细粉体与有机再生剂基体的相容性，利于超细粉体在混合料中的均匀分散。本专利技术与现有技术对比的优点有：(1)本专利技术中使用的超细粉体通过纳米强化的机理，能够作为增强相改善再生混合料的流变性能，进而有效提升其力学性能。(2)本专利技术中使用等离子体处理超细粉体。通过低温等离子体处理过程中释放的加速电子、离子轰击粉体表面，改变了超细粉体的表面形貌，提高油相与沥青界面之间的相容性。另一方面，等离子体改性在超细粉体表面引入活性官能团。官能团与沥青基质分子的强相互作用，进一步提高了再生剂与混合料之间的结合力。低温等离子处理使超细粉体在混合料中的分散效果更好，因此再生混合料的性能更加均匀稳定。该方法通过低温等离子体改性的方式对超细粉体进行改性，耗能低、操作简便、对实验条件要求低，在常温常压下即可完成；处理效率高，可在较短时间内完成改性，且性能提升较大；无污染物排放，利于可持续发展。(3)本专利技术使用的超细粉体大多数具有多孔结构、片层或中空结构，其吸附作用能够有效的对再生剂中的油相进行吸收。这种超细粉体增强沥青再生剂具有一定缓释作用，通过再生混合料中油相与沥青之间的平衡作用，油相可以在热拌或再生混合料铺筑及使用过程中随着混合料中油相的挥发缓慢从超细粉体中释放出来。避免油相挥发使再生混合料路用性能下降，同时避免油相过多加速再生混合料老化，提高再生混合料的抗老化性能。低温等离子体处理后粉体孔隙内部引入活性基团，增强粉体与油相的结合，使油相能够更长时间的贮存在沥青中，进一步延长再生混合料铺装路面的服役寿命。附图说明图1至图3为本专利技术实施例1中再生基质沥青混合料和再生混合料二次老化后的针入度、15℃延迟以及软化点三大指标。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。在一种实施例中，一种增强型沥青再生剂，包括以下质量份数的组分：再生组分10～60份，所述再生组分包括将轻质油和重油按适量比例混合而成的混合油；超细粉体1～30份，所述超细粉体为经过低温等离子体改性得到的多孔结构超细粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强型沥青再生剂，其特征在于,包括以下质量份数的组分：再生组分10～60份，所述再生组分包括将轻质油和重油按适量比例混合而成的混合油；超细粉体1～30份，所述超细粉体为经过低温等离子体改性得到的多孔结构超细粉体，粉体的平均粒径小于100μm。

【技术特征摘要】
1.一种增强型沥青再生剂，其特征在于,包括以下质量份数的组分：再生组分10～60份，所述再生组分包括将轻质油和重油按适量比例混合而成的混合油；超细粉体1～30份，所述超细粉体为经过低温等离子体改性得到的多孔结构超细粉体，粉体的平均粒径小于100μm。2.如权利要求1所述的增强型沥青再生剂，其特征在于,所述轻质油包含环氧大豆油和机油添加剂，所述机油添加剂与所述环氧大豆油按1：5～20的质量比混合。3.如权利要求1或2所述的增强型沥青再生剂，其特征在于,所述重油为环保芳烃油。4.如权利要求1至3任一项所述的增强型沥青再生剂，其特征在于,所述重油和所述轻质油是按1∶1～8的质量比混合。5.如权利要求1至4任一项所述的增强型沥青再生剂，其特征在于,所述超细粉体的粒径为粒径小于10μm的粉体。6.如权利要求1至5任一项所述的增强型沥青再生剂，其特征在于,所述超细粉体选自碳纳米管、石墨烯、活性碳纤维、凹凸棒、蒙脱土、氧化铝、硅藻土中的一种或多种。7.如权利要求1至6任一项所述的增强...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐国翌，宋国林，谢俊伟，张泽，范鑫，沈成柱，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东,44