CN113604058B - 一种有机挥发组分捕获转化剂及其应用 - Google Patents

一种有机挥发组分捕获转化剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有机挥发组分捕获转化剂，该有机挥发组分捕获转化剂包括2～99wt％的植物精油和1～98wt％的植物油或植物油酸，还可以进一步在该有机挥发组分捕获转化剂中加入负载纳米银的石墨烯片作为促进剂。植物精油、植物油或植物油酸能捕获沥青中产生不良气味的有害成分，反应生成难挥发成分；负载纳米银的石墨烯片具有催化作用，能加快反应速度，降低反应温度，提高有机挥发组分捕获转化剂的反应效率和净味效果。该有机挥发组分捕获转化剂对人体无害、环境友好、成分简单，成本较低，对沥青中产生不良气味的有害成分捕获和转化效果好，制备得到的热拌沥青组合物和热拌沥青混合料中不含特征沥青气味和其他不良气味。

Description

一种有机挥发组分捕获转化剂及其应用
技术领域
本发明涉及道路工程材料技术领域，尤其涉及一种有机挥发组分捕获转化剂及其应用。
背景技术
沥青类材料在工业上有大量的用途，例如铺设马路，其中应用了沥青类材料与大量碎石头的混合物；又如，沥青类材料用作防止水和水汽渗入建筑物中的隔绝层，并且用于生产密封板材和沥青纸。但沥青经加热用以铺设道路、修补房屋或作防腐涂料的过程都会产生大量的沥青烟气，沥青烟气中含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种环芳烃类物质、硫化氢、二氧化硫、氨气等有刺激性气味的有害气体，对周围环境产生严重的影响，危害人们的健康。因此，减少热拌沥青混合料的异味非常必要。现阶段醛类成分通常被用于减少热拌沥青混合料的异味，但是醛类成分对人体危害性较大。
公开号为CN111849027A的中国专利文献中公开了一种环保净味沥青改性剂，该环保净味沥青改性剂由以下组份制成：醛类化合物10-25份；羧酸酯类化合物10-25份；界面活性剂0.2-1份；植物精油及盐类化合物1-5份；基础油40-60份；该环保净味沥青改性剂通过与沥青中产生异味化合物反应，达到显著气味消除效果并且沥青性能不发生明显变化。
公开号为CN108276783A的中国专利文献中公开了一种净味沥青组合物，该净味沥青组合物由以下组份及重量份制成：沥青98～99份；气味抑制剂0.2～2份；界面活性剂0.2～1份；所述的气味抑制剂由醛类化合物和羧酸酯类化合物组成。
公开号为CN111747685A的中国专利文献中公开了一种环保型净味沥青混合料，该环保型净味沥青混合料包括基质沥青或改性沥青100-150份；净味剂0.1-0.5份；分散剂0.05-0.1份；碳化稻壳粉5-10份；集料1500-2000份；矿粉50-100份，所述净味剂为醛类化合物。
公开号为CN111320785A的中国专利文献中公开了一种吸附型净味剂，该吸附型净味剂组份包括纳米碳酸钙0～8份、氧化锌0～3份、硬脂酸0～5份、香草醛0～8份、硫化促进剂0～0.3份和多孔道无机硅酸盐85～99份。该吸附型净味剂组分复杂，成本较高。
发明内容
本发明提供了一种有机挥发组分捕获转化剂，成分简单、环境友好、在去除沥青的不良气味方面效果良好。
具体采用的技术方案如下：
一种有机挥发组分捕获转化剂，包括：2～99wt％的植物精油；1～98wt％的植物油或植物油酸。
优选的，所述的有机挥发组分捕获转化剂中还包括促进剂，以有机挥发组分捕获转化剂总量计，促进剂的含量为：0＜促进剂≤0.5wt％，所述的促进剂为负载纳米银的石墨烯片。
优选的，所述的有机挥发组分捕获转化剂包括：20～80wt％的植物精油；20～80wt％的植物油或植物油酸。
本发明以植物精油、植物油或植物油酸按一定组分比例混合得到有机挥发组分捕获转化剂，还可将负载纳米银的石墨烯片作为促进剂加入有机挥发组分捕获转化剂中。该有机挥发组分捕获转化剂可以去除沥青的不良气味，其中，植物精油、植物油或植物油酸能捕获沥青中的多环芳烃类物质、硫化氢、二氧化硫、氨气等有刺激性气味的有害成分，并经过化学反应生成难挥发成分；负载纳米银的石墨烯片起到催化作用，能加快反应速度，降低反应温度，提高有机挥发组分捕获转化剂的反应效率和净味效果。
所述的植物精油为川佛手精油、红胡椒精油、红松精油、毛叶木姜子精油、柠檬果皮精油、柠檬精油、山仓子精油中的至少一种。
所述的植物精油也可以替换为所述的植物精油的提取物。
植物油或植物油酸可协助植物精油捕获沥青中产生不良气味的有害成分，并生成难挥发成分。
所述的植物油为棉子油、大豆油、菜籽油、花生油、桐油、玉米油、葵花籽油、蓖麻油、棕榈油、椰子油中的至少一种。
所述的负载纳米银的石墨烯片可依据以下文献公开的制备方法制备得到：范冰冰等.石墨烯/银纳米复合材料的制备及其影响因素研究.物理学报，Vol.62,No.14(2013)148101或邵磊山等.石墨烯/纳米银抗菌剂在聚丙烯中的应用.高分子材料科学与工程，第36卷第11期，134-138。
本发明还提供了所述的有机挥发组分捕获转化剂在沥青净味中的应用。
优选的，所述的有机挥发组分捕获转化剂与液体沥青以1:300～2000质量份比例在60-170℃混合制得热拌沥青组合物。
进一步优选的，所述的有机挥发组分捕获转化剂与液体沥青以1:400～1800质量份比例在70-160℃混合制得热拌沥青组合物。
沥青骨料是沥青混凝土中起到骨架和填充作用的材料，包括但不限于碎石、砾石、矿渣、天然砂、人工砂、石屑、水泥、矿粉、粉煤灰等。
优选的，所述的热拌沥青组合物与沥青骨料以4～8:94～99质量份比例混合制得热拌沥青混合料。
依据本发明配方制备得到的热拌沥青组合物和热拌沥青混合料不含特征沥青气味和其他不良气味，可以进一步应用于铺设马路、构筑建筑物隔层、生产密封板材或沥青纸等工业领域。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明提供的有机挥发组分捕获转化剂对人体无害、环境友好、成分简单，成本较低，制备热拌沥青组合物的条件温和，对沥青中产生不良气味的有害成分的捕获和转化效果好，制备得到的热拌沥青组合物和热拌沥青混合料中不含特征沥青气味和其他不良气味。
具体实施方式
下面参照日本的恶臭强度六级分级法对实施例1-16的热拌沥青组合物进行评价，热拌沥青混合料由热拌沥青组合物与沥青骨料按一定质量份比例混合得到，较热拌沥青组合物的味道更小。
表1日本恶臭强度等级划分表
恶臭强度 指标
0 无味
1 勉强能感到气味
2 气味很弱但能分辨性质
3 很容易感觉到气味
4 强烈的气味
5 无法忍受的强烈气味
实施例1-16中的沥青骨料来自市政道路建设公司，主要成分为：碎石或砾石，砂子等。
实施例1
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含30％柠檬精油、69.5％棕榈油和0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与400质量份液体沥青在70℃下混合得到热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味，恶臭强度评价为1级。
将5质量份上述热拌沥青组合物与95质量份沥青骨料混合后，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例2
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含50％的川佛手精油、49.7％植物油酸和0.3％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与600质量份液体沥青在90℃混合，获得热拌沥青组合物。经过20～50min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份上述热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例3
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含20％的柠檬果皮精油、80％植物油酸，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在130℃混合，获得热拌沥青组合物。经过30～70min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为2级。
将6质量份上述热拌沥青组合物与94质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例4
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含70％的红松精油、29.8％桐油和0.2％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与700质量份液体沥青在80℃混合，获得热拌沥青组合物。经过15～45min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例5
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含5％柠檬精油、94.5％棉子油和0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与400质量份液体沥青在100℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为2级。
将6质量份热拌沥青组合物与94质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例6
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含70％的毛叶木姜子精油、29.8％椰子油和0.2％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与1200质量份液体沥青在80℃混合，获得热拌沥青组合物。经过20～50min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价2级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例7
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含50％的柠檬精油、49.8％植物油酸和0.2％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与600质量份液体沥青在100℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为0级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例8
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含50％的柠檬果皮精油、49.5％蓖麻油和0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与800质量份液体沥青在120℃混合，获得热拌沥青组合物。经过5～35min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为0级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例9
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含30％的柠檬精油、69.5％蓖麻油和0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与1800质量份液体沥青在70℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例10
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的柠檬精油、89.7％蓖麻油和0.3％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与1500质量份液体沥青在80℃混合，获得热拌沥青组合物。经过15～50min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例11
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的山仓子精油、90％葵花籽油，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在160℃混合，获得热拌沥青组合物。经过30～70min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为2级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例12
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的山仓子精油、10％柠檬精油、79.5％葵花籽油、0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在70℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为2级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例13
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的川佛手精油、10％的毛叶木姜子精油、40％棉子油、40％菜籽油，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在150℃混合，获得热拌沥青组合物。经过30～70min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为2级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例14
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的红胡椒精油、20％红松精油、39.8％植物油酸、30％椰子油、0.2％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在80℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例15
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的红松精油、20％柠檬精油、10％山仓子精油、15％棉子油、20％植物油酸、15％大豆油、9.5％桐油、、0.5％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在100℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。
实施例16
一种有机挥发组分捕获转化剂，包含10％的毛叶木姜子精油、20％柠檬果皮精油、20％菜籽油、49.6％蓖麻油、0.4％负载纳米银的石墨烯片，总计100％混合而成。
将1质量份该有机挥发组分捕获转化剂与500质量份液体沥青在90℃混合，获得热拌沥青组合物。经过10～40min后，该热拌沥青组合物不含特征沥青气味和其他不良气味。恶臭强度评价为1级。
将4质量份热拌沥青组合物与96质量份沥青骨料混合时，所得热拌沥青混合料基本上没有特征性沥青气味和其他不良气味。

Claims (7)

1.一种有机挥发组分捕获转化剂，其特征在于，包括：2～99wt％的植物精油；1～98wt％的植物油或植物油酸；
所述的有机挥发组分捕获转化剂中还包括促进剂，以有机挥发组分捕获转化剂总量计，促进剂的含量为：0＜促进剂≤0.5wt％，所述的促进剂为负载纳米银的石墨烯片。
2.根据权利要求1所述的有机挥发组分捕获转化剂，其特征在于，所述的植物精油为川佛手精油、红胡椒精油、红松精油、毛叶木姜子精油、柠檬果皮精油、柠檬精油、山仓子精油中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的有机挥发组分捕获转化剂，其特征在于，所述的植物油为棉子油、大豆油、菜籽油、花生油、桐油、玉米油、葵花籽油、蓖麻油、棕榈油、椰子油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的有机挥发组分捕获转化剂在沥青净味中的应用。
5.根据权利要求4所述的有机挥发组分捕获转化剂在沥青净味中的应用，其特征在于，所述的有机挥发组分捕获转化剂与液体沥青以1:300～2000质量份比例在60-170℃混合制得热拌沥青组合物。
6.根据权利要求4所述的有机挥发组分捕获转化剂在沥青净味中的应用，其特征在于，所述的有机挥发组分捕获转化剂与液体沥青以1:400～1800质量份比例在70-160℃混合制得热拌沥青组合物。
7.根据权利要求5或6所述的有机挥发组分捕获转化剂在沥青净味中的应用，其特征在于，所述的热拌沥青组合物与沥青骨料以4～8:94～99质量份比例混合制得热拌沥青混合料。
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