一种耐老化沥青再生剂及再生沥青混合料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐老化沥青再生剂及再生沥青混合料的制备方法，耐老化沥青再生剂包括A组分和B组分；以重量份计，A组分中包括：10～12份基础油分，6～8份聚天门冬氨酸酯，3～5份聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石；B组分中包括异氰酸酯固化剂。本发明专利技术使用天冬聚脲树脂和低粘度油料作为沥青再生剂，可有效恢复老化沥青的粘弹性、流变性，提升其路用性能；并添加经聚天门冬氨酸酯插层改性的蒙脱石作为抗老化剂，可有效提升再生沥青混合料的耐老化性能。可有效提升再生沥青混合料的耐老化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种耐老化沥青再生剂及再生沥青混合料的制备方法


[0001]本专利技术涉及再生沥青混凝土
，尤其是涉及一种耐老化沥青再生剂及再生沥青混合料的制备方法。

技术介绍

[0002]沥青混凝土路面使用一段时间后会在自然条件下缓慢老化，容易导致沥青硬化变脆，失去其应有的物理特性，从而影响路用性能，再加上水和车辆载荷的作用，更是会加重路面病害。随着路面维修养护和改扩建工程数量的不断增加，废旧沥青的产生量将会越来越大，将性能不达标的沥青路面进行再生之后利用，能够充分利用原沥青路面所产生的废料，节约大量沥青，减少施工成本，同时还能够减少废料对于土地资源的占用，保护环境。
[0003]沥青路面再生技术，是将需要翻修或者废弃的旧路面材料，经过翻挖、回收、破碎、筛分，再和再生剂、新集料、新沥青材料适当配合，重新拌和，形成具有一定路用性能的再生沥青混合料。而废弃沥青混合料路用性能的恢复主要在于其沥青粘弹性的恢复，该过程大多借助再生剂来实现，可见，再生剂性能的优劣直接影响废弃沥青混合料的再生效果。
[0004]目前，一般使用低粘度油料和树脂的混合物作为沥青的再生剂，以达到软化老化沥青，恢复其流变性质和粘弹性的目的。而现有的再生剂中一般使用环氧树脂作为其树脂组分，以提升再生沥青的粘结性及抗疲劳性能。但环氧树脂的韧性和耐候性不佳，用其作为再生剂组分，不利于再生沥青混合料路用性能的提升。并且，再生沥青混合料的耐老化性能与新沥青混合料相比也会有所下降，导致再生沥青路面的使用期限较短。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为了克服现有技术中用环氧树脂作为废弃沥青混合料再生剂组分时，其韧性和耐候性不佳，不利于再生沥青混合料路用性能的提升；且得到的再生沥青混合料的耐老化性能与新沥青混合料相比也会有所下降，导致再生沥青路面的使用期限较短的问题，提供一种耐老化沥青再生剂及再生沥青混合料的制备方法，使用天冬聚脲树脂和低粘度油料作为再生剂，可有效恢复老化沥青的粘弹性、流变性，提升其路用性能；并添加经插层改性的蒙脱石作为抗老化剂，可有效提升再生沥青混合料的耐老化性能。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种耐老化沥青再生剂，包括A组分和B组分；以重量份计，A组分中包括：10～12份基础油分，6～8份聚天门冬氨酸酯，3～5份聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石；B组分中包括异氰酸酯固化剂；所述的聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石的制备方法包括如下步骤：(1)将马来酸二甲酯与C12～C16的直链脂肪族二元胺进行迈克尔加成反应，得到初始聚天门冬氨酸酯；直链脂肪族二元胺与马来酸二甲酯的的摩尔比为1:2～2.4；(2)将初始聚天门冬氨酸酯与2
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羟丙基三甲基氯化铵进行酯交换反应，得到季铵盐改性聚天门冬氨酸酯；2
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羟丙基三甲基氯化铵与步骤(1)中添加的马来酸二甲酯的摩尔
比为2～2.4:1；(3)分别将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯和钠基蒙脱石加入水中，搅拌均匀后得到季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液，将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液混合，搅拌反应得到所述聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石；季铵盐改性聚天门冬氨酸酯与钠基蒙脱石的质量比为7～8:10。
[0007]本专利技术的沥青再生剂中，基础油分可增加沥青中油分的含量，以达到软化、调和老化沥青的作用，使废旧沥青恢复流变性。为了可以进一步提升再生沥青的高低温性能及粘韧性，使再生沥青混合料可以满足高等级沥青路面的使用要求，本专利技术在再生剂中添加了聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂，聚天门冬氨酸酯和异氰酸酯固化剂反应后可生成天冬聚脲树脂，与环氧树脂相比具有韧性高、耐候性佳等优点。天冬聚脲树脂的加入可对沥青微观结构进行弹性骨架增强，提高再生沥青的延伸能力及粘结性能，提升再生沥青混合料的高温恢复性能、抗车辙性能和抗低温开裂能力。
[0008]同时，本专利技术的再生剂中还添加了聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石作为抗老化剂，蒙脱石的添加可增强沥青的抗永久变形能力，且其片层结构可以有效的阻隔氧在沥青中的渗透，从而减缓了沥青的热氧老化，提升了再生沥青的耐老化性能，延长了再生沥青路面的使用期限。但蒙脱石的比表面积巨大，极易团聚，且无机的蒙脱石与有机的沥青基体间的相容性不佳，如果直接将蒙脱石加入再生沥青中，会造成再生沥青路用性能的下降。为了提升蒙脱石与再生沥青基体间的结合力，本专利技术用聚天门冬氨酸酯对蒙脱石进行了插层改性。本专利技术在聚天门冬氨酸酯中引入阳离子季铵盐基团，通过季铵盐基团与钠基蒙脱石层间的无机阳离子的交换反应，使聚天门冬氨酸酯进入蒙脱石的片层之间，使其层间距增大，表面也被有机阳离子覆盖，从而使蒙脱土由亲水性变成亲油性；当将再生剂混合加入废旧沥青中时，插层改性蒙脱石层间的聚天门冬氨酸酯可与异氰酸酯固化剂反应得到天冬聚脲树脂，使蒙脱石层间距进一步增大而得到插层型或剥离型复合材料，有效提升了蒙脱石在再生沥青基体间的分散性及其与再生沥青基体的结合力，有助于再生沥青路用性能及耐老化性能的提升。本专利技术采用C12～C16的直链脂肪族二元胺与马来酸二甲酯反应制备聚天门冬氨酸酯，可提升聚天门冬氨酸酯分子链的柔顺性，便于其进入蒙脱石的层间。
[0009]作为优选，步骤(1)的反应条件为：将直链脂肪族二元胺与马来酸二甲酯混合，并加入200～500ppm的甲醇钠催化剂，氮气保护下60～80℃保温反应6～8h，得到所述初始聚天门冬氨酸酯。
[0010]作为优选，步骤(2)的反应条件为：将初始聚天门冬氨酸酯与2
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羟丙基三甲基氯化铵溶液混合，并加入200～500ppm的对甲苯磺酸催化剂，搅拌均匀后在130～150℃下反应4～6h，脱除溶剂后得到所述季铵盐改性聚天门冬氨酸酯。
[0011]作为优选，步骤(3)将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液混合后，60～80℃下搅拌反应2～4h，得到所述聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石。
[0012]作为优选，所述的聚天门冬氨酸酯经硅烷和羟基酪醇改性，其制备方法为：(a)将乙二醇单烯丙基醚与三乙氧基硅烷进行硅氢加成反应，得到端羟基三乙氧基硅烷；乙二醇单烯丙基醚与三乙氧基硅烷的摩尔比为1:1～1.2；反应条件为：将乙二醇单烯丙基醚和三乙氧基硅烷加入四氢呋喃中，并加入5～10ppm的氯铂酸催化剂，120～150℃下回流反应2～3h，脱除溶剂后得到所述端羟基三乙氧基硅烷；(b)先将羟基酪醇与马来酸二甲酯进行酯交换反应，然后再加入步骤(b)所得的端
羟基三乙氧基硅烷继续进行酯交换反应，得到改性马来酸酯；羟基酪醇、端羟基三乙氧基硅烷与马来酸二甲酯的摩尔比为1～2:2～3:2；反应条件为：将马来酸二甲酯与羟基酪醇的二甲苯溶液混合，并加入200～500ppm的对甲苯磺酸催化剂，搅拌均匀后在130～150℃下反应1～2h；然后再滴加端羟基三乙氧基硅烷，130～150℃下继续反应3～5h，脱除溶剂后得到改性马来酸酯；(c)将步骤(b)所得的改性马来酸二甲酯与C6～C12的直链脂肪族二元胺进行迈克尔加成反应，得到所述聚天门冬氨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐老化沥青再生剂，其特征是，包括A组分和B组分；以重量份计，A组分中包括：10～12份基础油分，6～8份聚天门冬氨酸酯，3～5份聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石；B组分中包括异氰酸酯固化剂；所述的聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石的制备方法包括如下步骤：(1)将马来酸二甲酯与C12～C16的直链脂肪族二元胺进行迈克尔加成反应，得到初始聚天门冬氨酸酯；直链脂肪族二元胺与马来酸二甲酯的的摩尔比为1:2～2.4；(2)将初始聚天门冬氨酸酯与2
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羟丙基三甲基氯化铵进行酯交换反应，得到季铵盐改性聚天门冬氨酸酯；2
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羟丙基三甲基氯化铵与步骤(1)中添加的马来酸二甲酯的摩尔比为2～2.4:1；(3)分别将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯和钠基蒙脱石加入水中，搅拌均匀后得到季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液，将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液混合，搅拌反应得到所述聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石；季铵盐改性聚天门冬氨酸酯与钠基蒙脱石的质量比为7～8:10。2.根据权利要求1所述的一种耐老化沥青再生剂，其特征是，步骤(1)的反应条件为：将直链脂肪族二元胺与马来酸二甲酯混合，并加入200～500ppm的甲醇钠催化剂，氮气保护下60～80℃保温反应6～8h，得到所述初始聚天门冬氨酸酯。3.根据权利要求1所述的一种耐老化沥青再生剂，其特征是，步骤(2)的反应条件为：将初始聚天门冬氨酸酯与2
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羟丙基三甲基氯化铵溶液混合，并加入200～500ppm的对甲苯磺酸催化剂，搅拌均匀后在130～150℃下反应4～6h，脱除溶剂后得到所述季铵盐改性聚天门冬氨酸酯。4.根据权利要求1所述的一种耐老化沥青再生剂，其特征是，步骤(3)将季铵盐改性聚天门冬氨酸酯溶液和蒙脱石分散液混合后，60～80℃下搅拌反应2～4h，得到所述聚天门冬氨酸酯插层改性蒙脱石。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琰，叶华亮，吴利民，李晓珍，
申请(专利权)人：金华市政工程有限公司，
类型：发明
国别省市：