一種道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于道路建筑材料領(lǐng)域，設(shè)及一種道路工程用生物結(jié)合料改性漸青材料的 制備工藝及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在漸青路面中所使用的結(jié)合料大都為從原油中提煉的石油漸青，由于過度 開采和使用，石油資源將逐漸枯竭。石油資源的現(xiàn)狀和環(huán)境發(fā)展問題迫使道路研究者不斷 尋找石油漸青結(jié)合料的替代材料。由于生物能源較化石能源相比有可再生性、環(huán)保性和經(jīng) 濟性等特點，國內(nèi)外普遍認為生物能源是解決今后能源短缺的主要方法。與石油漸青相比， 生物結(jié)合料同樣為生物質(zhì)材料加工過程的產(chǎn)品，是生物產(chǎn)業(yè)的廢物和殘渣，通過生物質(zhì)材 料的蒸饋、萃取、調(diào)合和氧化等加工工藝獲取。生物結(jié)合料與石油漸青性質(zhì)接近，將生物結(jié) 合料作為石油漸青的替代或改性材料，既可實現(xiàn)新能源化工領(lǐng)域廢料的再利用，又為道路 新材料開辟新的發(fā)展方向。
[0003] 漸青通常用作鋪路和防水材料，本質(zhì)上屬于一種熱塑性物質(zhì)。該種特性表現(xiàn)在用 漸青鋪設(shè)的路面，夏天高溫季節(jié)時重載荷作用下路面易出現(xiàn)車徹，冬天寒冷季節(jié)時易出現(xiàn) 溫縮裂縫，隨著公路等級的提高和大跨度鋼箱梁結(jié)構(gòu)橋梁的普遍采用，對鋪裝材料的強度、 變形穩(wěn)定性和疲勞耐久性等提出了很高的要求，同時在使用性能上又提出了高黏結(jié)性和不 透水等特殊要求。作為橋梁車系的重要組成部分，橋面鋪裝的好壞直接影響到行車的安全 性、舒適性、橋梁耐久性及投資經(jīng)濟效益。顯然，如此高的性能要求是普通漸青所無法勝任 的，必須使用改性漸青。雖然，大部分生物結(jié)合料具有一定的可塑性和粘結(jié)性，但是承載能 力一般。
[0004] 通常采用的生物結(jié)合料來源于銀末和枯桿、稻殼等農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物或廢棄物，雖然 制備出的生物漸青在一定程度上可W替代石油漸青，但是由于該些廢棄物質(zhì)中重質(zhì)成分較 多，會對與之混合的石油漸青低溫性能等方面造成較大影響。該對于該種材料發(fā)展是十分 不利的。中國專利CN1276820A公開了采用費一托合成法所制的石蠟改性漸青，但該一方 法的缺點是改性漸青的低溫性能不好，其使用受到很大的局限。中國專利01126386. 5報道 了采用核-殼結(jié)構(gòu)的填料單獨或與聚合物復(fù)配，作為漸青改性劑W制備貶存穩(wěn)定的改性漸 青，但該法制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的第一個目的在于為解決不可再生的石油漸青資源逐漸枯竭、廢舊材料再 利用問題W及普通生物漸青低溫性能方面的不足，而提供一種道路工程用生物結(jié)合料改性 漸青材料。
[0006] 本發(fā)明的第二個目的在于提供一種制備方法簡單、加工容易的道路工程用生物結(jié) 合料改性漸青材料的制備方法。
[0007] 為達到W上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0008] 本發(fā)明原料由生物結(jié)合料和石油漸青W重量份計配比而成，其中，生物結(jié)合料重 量百分比為5%-35%，漸青的重量百分比為65%-95%。
[0009] 生物結(jié)合料來源為棉巧和大豆，由煉制油脂后殘余物經(jīng)過蒸饋、氧化等化學工藝， 獲得的附屬物。
[0010] 石油漸青型號為AH50號、W70號漸青為基質(zhì)漸青改性而成的SBS改性漸青。
[0011] 道路工程用生物結(jié)合料改性漸青材料的制備方法，具體包括如下步驟： 步驟1、分別將生物結(jié)合料和石油漸青加熱到115-145°C，使得生物結(jié)合料和石油漸青 具有較好的流動性。
[0012] 步驟2、稱取步驟1中生物結(jié)合料及石油漸青。按照重量進行配比，其中，生物結(jié)合 料重量百分比為5%--35%，石油漸青的重量百分比為65%--95%。
[0013] 步驟3、通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油漸青的共混物溫度維持在 130--190°C范圍內(nèi)，采用高速剪切乳化設(shè)備W5(K)巧m--4000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切生物結(jié)合 料與石油漸青的共混物15--60min，再用攬拌的方式使生物結(jié)合料與石油漸青的共混物繼 續(xù)發(fā)育，直到共混物中混合的氣泡基本消失，獲得成品。
[0014] 攬拌的方式可W是機械攬拌設(shè)備低速攬拌、高速剪切設(shè)備低速攬拌或人工持續(xù)攬 拌或者人工間斷。
[0015] 本發(fā)明具有W下有益的技術(shù)效果： 1) 本發(fā)明制備工藝簡單，生產(chǎn)出的生物結(jié)合料改性漸青能夠提高石油漸青的低溫延 度，有效改善低溫環(huán)境下石油漸青防凍抗裂性能，可W部分代替道路用石油漸青，在一定程 度上能夠減緩不可再生的石油漸青的消耗； 2) 本發(fā)明所采用的生物結(jié)合料來源于工業(yè)生產(chǎn)中的廢棄物質(zhì)，價格低廉，能夠有效實 現(xiàn)廢棄物質(zhì)再利用， 3) 本發(fā)明中采用的生物結(jié)合料，其原材料為可再生的生物資源，來源豐富，產(chǎn)量充足， 綠色環(huán)保。
【附圖說明】
[0016] 圖1為一種道路工程用生物結(jié)合料改性漸青材料制備工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0017]W下結(jié)合附圖1來說明本發(fā)明。
[001引實施例1 : 一、生物結(jié)合料來源為棉巧和大豆，由煉制油脂后殘余物經(jīng)過蒸饋、氧化等化學工藝， 獲得的附屬物；分別將生物結(jié)合料和石油漸青加熱到135°c，使得生物結(jié)合料和石油漸青 具有較好的流動性。
[0019] 二、稱取步驟一中的生物結(jié)合料50g，A冊0型號石油漸青450g。
[0020] =、通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油漸青的共混物溫度維持在170°C，采用 高速剪切乳化設(shè)備W4000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切生物結(jié)合料與石油漸青的共混物60min，再 用機械攬拌設(shè)備W5(K)巧m低速攬拌使的生物結(jié)合料與石油漸青的共混物繼續(xù)發(fā)育，直到 生物結(jié)合料與石油漸青的共混物中的氣泡基本消失，獲得成品。
[002U實施例2; 一、生物結(jié)合料來源為棉巧和大豆，由煉制油脂后殘余物經(jīng)過蒸饋、氧化等化學工藝， 獲得的附屬物；分別將生物結(jié)合料和石油漸青加熱到130°C，使得生物結(jié)合料和石油漸青 具有較好的流動性。
[0022] 二、稱取步驟一中生物結(jié)合料75g，A冊0型號的石油漸青425g。
[0023]=、通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油漸青的共混物溫度維持在150°C，采用 高速剪切乳化設(shè)備W3000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切生物結(jié)合料與石油漸青的共混物30min，再 用高速剪切乳化設(shè)備W5(K)巧m低速攬拌使的共混物繼續(xù)發(fā)育，直到生物結(jié)合料與石油漸 青的共混物的氣泡基本消失，獲得成品。
[0024] 實施例3 ; 一、生物結(jié)合料來源為棉巧和大豆，由煉制油脂后殘余物經(jīng)過蒸饋、氧化等化學工藝， 獲得的附屬物；分別將生物結(jié)合料和石油漸青加熱到140°C，使得生物結(jié)合料和石油漸青 具有較好的流動性。
[00巧]二、稱取步驟一中生物結(jié)合料lOOg，SBS改性漸青400g。
[0026]=、通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油漸青的共混物溫度維持在160°C，采用 高速剪切乳化設(shè)備W2000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切生物結(jié)合料與石油漸青的共混物45min，再 用人工攬拌的方式使的生物結(jié)合料與石油漸青的共混物繼續(xù)發(fā)育，直到生物結(jié)合料與石油 漸青的共混物的氣泡基本消失，獲得成品。
[0027] 采用JTGE20-2011《公路工程漸青及漸青混合料試驗規(guī)程》分別對上述實施例制 備得到的產(chǎn)品進行25°C針入度、10°C延度的測試。
[0028] 另外采用美國PG分級技術(shù)指標對實施例進行了漸青測試，測試結(jié)果如表1所示。
[0029] 在原材料和加工設(shè)備滿足本發(fā)明相關(guān)要求后，可開始進行改性漸青的加工生產(chǎn)， 采用即時加工的方式進行生產(chǎn)，即在使用之前十個小時W內(nèi)進行加工，生產(chǎn)完馬上使用，盡 可能避免長時間（超過24小時）高溫（超過160°C)下存儲。
【主權(quán)項】
1. 一種道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料，其特征在于：原料由生物結(jié)合料和石油 瀝青以重量份計配比而成，其中，生物結(jié)合料重量百分比為5%-35%，瀝青的重量百分比為 65%-95%。2. -種道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在于： 步驟1、分別將生物結(jié)合料和石油瀝青加熱到115-145 °C，使得生物結(jié)合料和石油瀝青 具有較好的流動性； 步驟2、稱取步驟1中生物結(jié)合料及石油瀝青，按照權(quán)利要求1所述的重量進行配比； 步驟3、通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油瀝青的共混物溫度維持在130-190°C 范圍內(nèi)，采用高速剪切乳化設(shè)備高速剪切生物結(jié)合料與石油瀝青的共混物15-60min，再用 攪拌的方式使生物結(jié)合料與石油瀝青的共混物繼續(xù)發(fā)育，直到生物結(jié)合料與石油瀝青的共 混物中的氣泡基本消失，獲得成品。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在 于：所述生物結(jié)合料為棉籽和大豆煉制油脂后的殘余物經(jīng)過蒸餾、氧化，獲得的附屬物。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在 于：所述瀝青型號為AH50號、以70號瀝青為基質(zhì)瀝青改性而成的SBS改性瀝青。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在 于：高速剪切乳化設(shè)備的轉(zhuǎn)速為500rpm-4000rpm〇6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在 于：高速剪切乳化設(shè)備為高剪切混合器或膠體磨。7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法，其特征在 于：所述攪拌的方式為：機械攪拌設(shè)備低速攪拌、高速剪切設(shè)備低速攪拌、人工持續(xù)攪拌或 者人工間斷攪拌。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料及其制備方法，原料由生物結(jié)合料和石油瀝青以重量份計配比而成，其中，生物結(jié)合料重量百分比為5%--35%，瀝青的重量百分比為65%--95%。道路工程用生物結(jié)合料改性瀝青材料的制備方法具體步驟如下：1）將生物結(jié)合料和石油瀝青加熱到115-145℃；2）稱取步驟1中的生物結(jié)合料及瀝青；3）通過恒溫加熱設(shè)備將生物結(jié)合料與石油瀝青的共混物溫度維持在130--190℃范圍內(nèi)，采用高速剪切乳化設(shè)備以500rpm--4000rpm的轉(zhuǎn)速高速剪切共混物15--60min，再用攪拌的方式使共混物繼續(xù)發(fā)育，直到共混物的氣泡基本消失，獲得成品。本發(fā)明制備工藝簡單，生產(chǎn)出的生物結(jié)合料改性瀝青能夠提高瀝青低溫延度性能，價格低廉，來源豐富，產(chǎn)量充足，綠色環(huán)保。
【IPC分類】C08L53/00, C08L89/00, C08L3/02, C08L95/00
【公開號】CN104987733
【申請?zhí)枴緾N201510344673
【發(fā)明人】朱耀庭, 奚進, 俞喜蘭
【申請人】江西省交通科學研究院, 江蘇省交通科學研究院股份有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年6月19日