CN109575613A - 一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沥青改性剂技术领域,具体涉及一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,将废润滑脂、齿轮油和煤焦油混合,以浓硫酸作为催化剂,在加热条件下进行分子间脱水反应,再经絮凝、沉淀、过滤、干燥,制得沥青改性剂。本发明的方法通过采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油作为原料,浓硫酸作为催化剂,原料廉价易得,生产工艺简单,操作控制方便,生产成本低。本发明制得的沥青改性剂可以提高李清的强度和韧性,改善沥青混合料在高温下的路用性能,减少高温时的永久形变,提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化,以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能。
Description
技术领域
本发明涉及沥青改性剂技术领域,具体涉及一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法。
背景技术
随着交通运输业的快速发展,交通量的逐年提高,道路载重量的不断增加,传统的沥青路面已经很难继续满足现代交通的需求;改性沥青作为一种新型沥青材料,通过在实践应用中不断升级换代,正逐步成为国内外公路建设的主角,目前常见的改性沥青主要有SBS改性沥青、橡胶改性沥青等。
我国是世界上最大的橡胶消费国,也是第一大轮胎生产国。据统计,2014年我国轮胎产量超过5.62亿条,而废轮胎产生量约为1500万吨,并正以每年5%~6%的速率增长。用废轮胎胶粉改性沥青无疑是发展绿色循环经济理念下的废轮胎的最佳利用形式;当前,橡胶改性沥青在公路上的主要用途有两种:一是用来拌制沥青混合料,铺筑沥青路面的上面层,以全面提高路面的使用性能;二是用作封层,即应力吸收层,以抑制路面基层裂缝的向上反射。
湿拌橡胶沥青混凝土是将橡胶粉或橡胶颗粒与沥青混合或混炼形成的橡胶沥青,然后作为黏结剂再与矿料拌和而成的混合料,缺点是存储时间短,生产24h内必须使用,否则失效;工艺复杂,需要成套的专用加工设备。干拌橡胶沥青混凝土是将橡胶粉与集料先行拌和共混后,再喷入沥青拌制而成的混合料。干拌橡胶沥青的缺点是橡胶粉不易运输和投放。
专利CN101671144公开了一种胶粉改性沥青及其制备方法,采用的是湿拌橡胶沥青混凝土的方法,得到的胶粉改性沥青虽然具有优秀的弹性、变形能力,且存储稳定性好,但其稳定性依赖于添加稳定剂,工艺复杂。专利CN105176115公开了一种SBS橡胶粉复合改性沥青,制备方法是将基质沥青预热至180℃,将SBS改性剂加入到热沥青中高速剪切分散20min,然后加入活化剂、橡胶粉和稳定剂,并在185℃下的条件下高速剪切分散2h,得到SBS橡胶粉复合改性沥青。该方法通过SBS与橡胶粉两种改性剂的改性作用,并减少SBS的用量,降低改性沥青的成本,但仍存在存储时间短的缺陷。
因此,寻找一种原料廉价易得、生产工艺简单、生产成本低、改性效果好、可长期存储的沥青改性剂具有重要意义。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,该方法通过采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油作为原料,浓硫酸作为催化剂,原料廉价易得,生产工艺简单,操作控制方便,生产成本低。
本发明的另一目的在于提供一种沥青改性剂,该沥青改性剂可以提高李清的强度和韧性,改善沥青混合料在高温下的路用性能,减少高温时的永久形变,提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化,以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现:一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,将废润滑脂、齿轮油和煤焦油混合,以浓硫酸作为催化剂,在加热条件下进行分子间脱水反应,再经絮凝、沉淀、过滤、干燥,制得沥青改性剂。
优选的,所述浓硫酸的用量为废润滑脂、齿轮油和煤焦油总质量的0.1%-1.0%。
优选的,所述反应的温度为260-300℃,反应的时间为1-3h。
优选的,所述废润滑脂、齿轮油和煤焦油的摩尔比通过测量反应液的酸值来确定,使废润滑脂、齿轮油所含的石油酸与煤焦油所含的煤焦酚酸平衡。
优选的,所述反应液的酸值小于1mgKOH/g。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现:一种沥青改性剂,所述沥青改性剂根据上述所述的方法制得。
本发明的有益效果在于:本发明的方法通过采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油作为原料,浓硫酸作为催化剂,原料廉价易得,生产工艺简单,操作控制方便,生产成本低。
本发明的沥青改性剂可以提高李清的强度和韧性,改善沥青混合料在高温下的路用性能,减少高温时的永久形变,提高其抗车辙、抗疲劳、抗老化,以及抵抗低温开裂或增加低温时抗疲劳能力等方面的性能。
本发明的沥青改性剂具有如下有点:(1)良好的抗高温变形能力;(2)增强抵抗抗低温开裂和抗反射裂缝的能力;(3)改性沥青与集料有较好的粘附性和抗水损害能力;(4)具有抗长期老化能力和较长的使用寿命;(5)与基质沥青具有良好配伍性;(6)在沥青混合料拌和温度下能够抵抗分解;(7)改性沥青容易加工并能批量生产;(8)在使用过程中能够始终保持原有的优良性能;(9)经济上合理,不显著增加工程造价。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解,下面结合实施例对本发明作进一步的说明,实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,将废润滑脂、齿轮油和煤焦油混合,以浓硫酸作为催化剂,在加热条件下进行分子间脱水反应,再经絮凝、沉淀、过滤、干燥,制得沥青改性剂。
所述浓硫酸的用量为废润滑脂、齿轮油和煤焦油总质量的0.1%。
所述反应的温度为260℃,反应的时间为3h。
所述废润滑脂、齿轮油和煤焦油的摩尔比通过测量反应液的酸值来确定,使废润滑脂、齿轮油所含的石油酸与煤焦油所含的煤焦酚酸平衡。
所述反应液的酸值小于1mgKOH/g。
一种沥青改性剂,所述沥青改性剂根据上述所述的方法制得。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于:所述浓硫酸的用量为废润滑脂、齿轮油和煤焦油总质量的0.5%。
所述反应的温度为280℃,反应的时间为2h。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于:所述浓硫酸的用量为废润滑脂、齿轮油和煤焦油总质量的1.0%。
所述反应的温度为300℃,反应的时间为1h。
将70#基础沥青加热至180℃,加入5wt%的实施例1-3制备的沥青改性剂,以600r/min转速搅拌3h后,得到改性沥青,分别标号为样品A、B和C;对照组加入的是5wt%的SBS沥青改性剂。
采用本发明的沥青改性剂得到的改性沥青指标如下:
检测指标 | 样品A | 样品B | 样品C | 对照组 | 70#基础沥青 |
针入度/0.1mm(25℃) | 44 | 42 | 43 | 53 | 80 |
延度/cm(5℃) | 58 | 62 | 60 | 35 | 20 |
软化点/℃ | 105 | 110 | 108 | 75 | 47 |
弹性恢复/% | 99 | 99 | 98 | 87 | 83 |
储存稳定性 | 好 | 好 | 好 | 较差 | 较好 |
从上述数据可以看出基础沥青添加本发明的沥青改性剂后,从性能指标来看,改性沥青的软化点大幅度提高的同时,又使低温延度明显增加,针入度下降,弹性恢复率特别大,且感温性得到很大改善,还具有较好的储存稳定性。本发明的沥青改进剂可以有效改善基础沥青的针入度、延度和软化点。
上述实施例为本发明较佳的实现方案,除此之外,本发明还可以其它方式实现,在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,其特征在于:将废润滑脂、齿轮油和煤焦油混合,以浓硫酸作为催化剂,在加热条件下进行分子间脱水反应,再经絮凝、沉淀、过滤、干燥,制得沥青改性剂。
2.根据权利要求1所述的一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,其特征在于:所述浓硫酸的用量为废润滑脂、齿轮油和煤焦油总质量的0.1%-1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,其特征在于:所述反应的温度为260-300℃,反应的时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述的一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,其特征在于:所述废润滑脂、齿轮油和煤焦油的摩尔比通过测量反应液的酸值来确定,使废润滑脂、齿轮油所含的石油酸与煤焦油所含的煤焦酚酸平衡。
5.根据权利要求1所述的一种采用废润滑脂、齿轮油和煤焦油制备沥青改性剂的方法,其特征在于:所述反应液的酸值小于1mgKOH/g。
6.一种沥青改性剂,其特征在于:所述沥青改性剂根据权利要求1-4任一项所述的方法制得。
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