一种远红外协同分散生物基复合再生剂及其制备方法与沥青热再生方法与流程

本发明涉及道路工程沥青材料再生，特别涉及一种远红外协同分散生物基复合再生剂及其制备方法与沥青热再生方法。

背景技术：

1、沥青路面在拌和、施工及长期服役过程中持续受到热、氧、紫外线、水分和交通荷载作用，沥青结合料会发生轻质组分损失、氧化极性组分增加和胶体结构重排，宏观上表现为针入度和延度降低、黏度与刚度升高、低温应力松弛能力下降以及沥青-集料界面耐水性衰减。对于sbs改性沥青，老化还伴随sbs链段损伤、聚合物相态失稳和弹性网络衰减。

2、现有的再生剂主要存在如下问题：

3、1、生物基再生油能够补充老化沥青中损失的轻质组分并改善流动性和低温柔性，但单纯提高生物基油掺量往往导致沥青高温结构支撑和弹性恢复能力明显下降。为此，现有技术引入橡胶粉以吸收油分发生溶胀，形成弹性网络结构从而增强高温抗变形能力。然而，由于橡胶粉表面能较高、颗粒间接触面积大，在油相或沥青中极易发生团聚，团聚不仅导致分散不均，还会造成局部过度吸油，使橡胶粉过度溶胀而刚化，进一步劣化低温性能。

4、2、现有沥青热再生通常依赖外部热传导方式加热，热源由混合料表面向内部传递，容易产生外热内冷的温度梯度，导致加热效率低、升温时间长，且外层沥青易因局部过热而加速老化。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种各组分均匀分散的远红外协同分散生物基复合再生剂及其制备方法与沥青热再生方法，既能降低热再生过程中的内外温差，又能兼顾再生沥青的高低温性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明远红外协同分散生物基复合再生剂及其制备方法与沥青热再生方法采用的如下技术方案：

3、一种远红外协同分散生物基复合再生剂，包括以下重量份的各组分：生物基再生油39～60重量份、增塑剂3～16重量份，抗老化剂0.6～2.4重量份、远红外陶瓷粉0.6～2.4重量份、基质沥青13～36重量份、橡胶粉2～14重量份；其中，所述增塑剂包括环氧植物油类增塑剂。

4、优选的，所述环氧植物油类增塑剂选自环氧大豆油、环氧亚麻油、环氧脂肪酸甲酯中的一种或几种。

5、优选的，所述增塑剂还包括耐寒酯类增塑剂，所述耐寒酯类增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯中的一种或几种；所述环氧植物油类增塑剂占增塑剂总质量的30～100%。

6、优选的，所述生物基再生油选自妥尔油类生物基油、废弃食用油改性产物、植物油、植物油脂肪酸酯和生物质热解油改性产物中的一种或几种；所述妥尔油类生物基油选自妥尔油、蒸馏妥尔油、妥尔油脂肪酸、妥尔油沥青、妥尔油沥青改性产物中的一种或多种。

7、优选的，所述远红外陶瓷粉选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化铁、氧化锰、氧化镁、氧化钙、氧化铈、锆英砂、长石、麦饭石、堇青石和尖晶石类矿物中的一种或几种。

8、优选的，所述抗老化剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂；所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和/或硫代酯类抗氧剂。

9、一种远红外协同分散生物基复合再生剂的制备方法，包括如下步骤：

10、s1、将橡胶粉与远红外陶瓷粉预混，得到复合粉体；

11、s2、取部分生物基再生油与部分增塑剂混合，形成预分散介质；

12、s3、将复合粉体加入预分散介质中，共同预分散，得到分散浆料；

13、s4、取余量生物基再生油、余量增塑剂和抗老化剂混合，然后加入分散浆料混匀，得到生物基功能分散母液；

14、s5、将基质沥青加热后，与生物基功能分散母液混合，保温至橡胶粉完成吸油溶胀，橡胶粉吸油溶胀至原粒径的1.2～1.8倍，得到远红外协同分散生物基复合再生剂。

15、优选的，步骤s2中生物基再生油的加入量占其总质量的5～20%，步骤s2中增塑剂的加入量占增塑剂总质量的30～60%，且步骤s2中加入的增塑剂为环氧植物油类增塑剂。

16、优选的，步骤s1中以转速为300～1000r/min搅拌5～30min，完成预混；

17、步骤s2中预分散介质的温度为50℃～90℃；

18、步骤s3中以转速为800～2500r/min搅拌20～60min，完成共同预分散；

19、步骤s5中，将基质沥青加热至160～180℃，缓慢加入生物基功能分散母液后，在140～180℃条件下搅拌或剪切10～80min，并在140～180℃条件下保温10～60min。

20、一种沥青热再生方法，包括如下步骤：将权利要求1～6中任一项所述的远红外协同分散生物基复合再生剂按2.5～10%的质量配比添加到老化沥青材料中，然后采用主发射波段为8～14μm的远红外加热装置进行加热，将老化沥青材料和远红外协同分散生物基复合再生剂在120℃~170℃的加热条件下搅拌均匀，在持续拌和条件下完成再生。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

22、1、本发明利用生物基油和环氧植物油类增塑剂的双亲结构，在极性陶瓷粉表面与非极性橡胶粉/基质沥青之间构建分子桥接式界面耦合结构，从而实现了多相组分的均匀稳定分散，避免了因团聚导致的局部过度吸油和低温刚化，保证了再生沥青的高低温性能。

23、2、本发明按照橡胶粉与远红外陶瓷粉预混、油相共同预分散的特定顺序，使远红外陶瓷粉预先富集于生物基油相与橡胶粉的交联剪切界面，形成远红外陶瓷微粒间隔层，物理隔离橡胶颗粒，有效抑制其团聚。

24、3、远红外陶瓷粉富集于橡胶颗粒界面，形成远红外辐射微区，从而实现内部加热，缩小内外温差，克服了传统外部热传导导致的外热内冷温差局限，大幅提升加热效率，避免外层沥青因局部过热而加速老化。

25、4、本发明通过远红外辐射微区的加热，促进生物基再生油向橡胶粉内部加速渗透扩散，使橡胶粉进一步溶胀活化，形成稳定的协同溶胀网络。

1.一种远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于，包括以下重量份的各组分：生物基再生油39～60重量份、增塑剂3～16重量份，抗老化剂0.6～2.4重量份、远红外陶瓷粉0.6～2.4重量份、基质沥青13～36重量份、橡胶粉2～14重量份；其中，所述增塑剂包括环氧植物油类增塑剂。

2.根据权利要求1所述的远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于：所述环氧植物油类增塑剂选自环氧大豆油、环氧亚麻油、环氧脂肪酸甲酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于：所述增塑剂还包括耐寒酯类增塑剂，所述耐寒酯类增塑剂选自乙酰柠檬酸三丁酯、柠檬酸三丁酯、癸二酸二辛酯、己二酸二辛酯中的一种或几种；所述环氧植物油类增塑剂占增塑剂总质量的30～100%。

4.根据权利要求1所述的远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于：所述生物基再生油选自妥尔油类生物基油、废弃食用油改性产物、植物油、植物油脂肪酸酯和生物质热解油改性产物中的一种或几种；所述妥尔油类生物基油选自妥尔油、蒸馏妥尔油、妥尔油脂肪酸、妥尔油沥青、妥尔油沥青改性产物中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于：所述远红外陶瓷粉选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化铁、氧化锰、氧化镁、氧化钙、氧化铈、锆英砂、长石、麦饭石、堇青石和尖晶石类矿物中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的远红外协同分散生物基复合再生剂，其特征在于：所述抗老化剂包括主抗氧剂和辅助抗氧剂；所述主抗氧剂为受阻酚类抗氧剂，所述辅助抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂和/或硫代酯类抗氧剂。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的远红外协同分散生物基复合再生剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的远红外协同分散生物基复合再生剂的制备方法，其特征在于：步骤s2中生物基再生油的加入量占其总质量的5～20%，步骤s2中增塑剂的加入量占增塑剂总质量的30～60%，且步骤s2中加入的增塑剂为环氧植物油类增塑剂。

9.根据权利要求7所述的远红外协同分散生物基复合再生剂的制备方法，其特征在于：

10.一种沥青热再生方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1～6中任一项所述的远红外协同分散生物基复合再生剂按2.5～10%的质量配比添加到老化沥青材料中，然后采用主发射波段为8～14μm的远红外加热装置进行加热，将老化沥青材料和远红外协同分散生物基复合再生剂在120℃~170℃的加热条件下搅拌均匀，在持续拌和条件下完成再生。