CN105754358A - 一种植物油基沥青再生剂及其制备方法 - Google Patents
一种植物油基沥青再生剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于道路工程材料技术领域,涉及一种植物油基沥青再生剂及其制备方法,植物油基沥青再生剂包括轻质基础油组分、稳定组分和改性组分,所述轻质基础油为由废食用油经预处理,去除杂质后得到的轻质植物油。本发明中的植物油基沥青再生剂以废食用油为原材料,解决了植物废油的回收再利用问题,并实现沥青及沥青混合料拌和温度的降低和旧沥青混合料的再生利用,解决了传统的沥青及沥青混合料拌和温度高、旧料利用率低等问题。
Description
技术领域
本发明涉及道路工程材料技术领域,具体涉及沥青胶结料的添加剂,尤其涉及一种植物油基沥青再生剂及其制备方法。
背景技术
近年来,沥青再生及植物废油的回收利用为一种新技术,越来越被人们重视。
沥青路面的再生技术,是将旧沥青路面经过铣刨、回收、筛分的预处理工艺后,采用相应的再生技术与新沥青路面材料按一定比例重新拌和成沥青混合料,使之能够满足一定的路用性能并用其重新铺筑路面的工艺技术。传统的沥青路面再生技术主要是将沥青再生剂加入到旧沥青混合料并加热至150℃-180℃的高温下与新沥青和矿料进行拌和再生。
目前,植物油沥青再生技术备受关注,为了能够有效提高植物油沥青再生技术中的旧料比例,急需开发一种新型的复合温拌再生剂,这将成为实现道路材料节能环保和旧料再生利用的开创性技术。
公开号为CN104788975A的中国发明专利申请公开了一种具有改性功能的沥青再生剂及其制备方法,它由轻质基础油、改性功能组分、稳定平衡组分、渗透增强组分、分散组分和流态调节组分制备而成,各组分所占质量份数为:轻质基础油30~60份,改性功能组分20~35份,稳定平衡组分5~20份,渗透增强组分2~15份,分散组分2~10份,流态调节组分1~10份。
公开号为CN102585529A的中国发明专利申请公开了一种利用废食用油配制的沥青再生剂及其制备工艺,由废食用油、增塑剂、稳定剂和抗老化剂经混合配制而成,各组分含量按重量百分比为:废食用油85%-95%,增塑剂2%-5%,稳定剂2%-5%,抗老化剂1%-5%。但是废食用油中还包含许多杂质,如实物残渣等,而这些杂质会对沥青的录用性能,如抗疲劳性造成负面影响。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题,而提供一种植物油基沥青再生剂及其制备方法。该植物油基沥青再生剂为一种复合高分子材料,可直接地、一次性地将其添加到沥青或者沥青混合料中,实现沥青或者沥青混合料的再生利用,进而实现路面材料的固废利用和节能减排的双重效果。这种沥青再生剂可以有效地恢复沥青及沥青混合料的各项性能指标。
本发明的中的植物油基沥青再生剂可实现老化沥青及旧沥青混合料的再生利用,其掺配率可达到40-50%,旧料的利用率显著提高,进而实现固体废弃物循环再生利用和减少新材料的开采,保护生态环境。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
第一方面:本发明提供一种植物油基沥青再生剂。
一种植物油基沥青再生剂,包括轻质基础油组分、稳定组分和改性组分,其中,所述轻质基础油为轻质植物油,所述轻质植物油由废食用油经预处理,去除杂质后得到。
废食用油经过高温后,不容易发生轻质成分挥发的现象,但废食用油中含有许多杂质,如食物残渣,这些杂质会对沥青再生剂的再生效率及得到的沥青的路用性能造成不良影响,而经过预处理后,使得废食用油中的杂质,如食物残渣,被去除,使得其得到纯化,进而使得再生沥青的路用性能,如抗疲劳性,得到提高,真正达到沥青的再生,且沥青再生效率高。
优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂为其中各组分分散均匀,没有离析分层现象的均一复合物。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂加入沥青中后,所述植物油基沥青再生剂通过所述稳定组分与回收老化沥青之间的交联(硬化)反应,与所述回收老化沥青形成稳定的空间网络结构,将回收老化沥青包裹在网络中,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解,阻止所述轻质基础油组分和回收老化沥青的分离,显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。树脂和硬脂酸能与所述回收老化沥青发生交联反应,最终使得所述植物油基沥青再生剂与所述回收老化沥青形成三维交联结构的固化物,结构稳定,并在宏观上显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性,使得回收老化沥青得到再生利用。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
但是,为了将老化沥青从旧混合料中剥离,需要加入大量的三氯乙烯,使得老化沥青再生后,其黏度会比新沥青偏低,而再生剂中加入树脂,能增加再生沥青的黏度,使得其黏度接近新沥青,使得再生沥青的粘结性接近新沥青。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂,优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分用来进一步改善再生沥青的路用性能及表面特性。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰和/或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而提高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在树脂和硬脂酸的作用下,炭黑或石灰能均匀分散在所述轻质植物油中,并与所述轻质植物油、树脂、硬脂酸形成均一的产物,不会出现分层离析的现象。
为了达到一定的效果,本领域技术人员可以选择其他的稳定组分和改性组分,如添加其他稳定组分和/或改性组分,或替换上述稳定组分和/或改性组分,且具体的粒径可以根据实际需要进行选择或变化。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
所述植物油基沥青再生剂中的植物油能使回收老化沥青中的沥青质得到很好的分散,使得再生温度降低,节约能源,操作安全。
轻质植物油、稳定组分及改性组分按照以上质量百分比配比,得到的沥青再生剂,具有高的回收老化沥青再生效率,且能对再生沥青的性能进行很好的改善,进而对再生沥青混合料的性能进行改善。如果轻质植物油的质量百分比超过90%,会导致所述稳定组分和/或改性组分的含量偏少,而对所述沥青再生剂的稳定性造成不良影响,和/或,对再生沥青的改性性能不能得到很好的改善;而如果所述轻质植物油组分的含量低于60%,会导致所述沥青再生剂在再生沥青的时候,回收老化沥青的沥青质不能很好的分散开,降低再生效率,降低旧混合料的利用率,降低性价比。
本发明的植物油基沥青再生剂(即本发明的第一方面),无毒、无污染、无腐蚀性,能够稳定存在,不会产生离析分层的现象,原材料常见,容易获得,价格低廉,而且对回收老化沥青的再生效果良好、再生效率高,对环境友好,同时具有重要的经济意义和社会意义,本发明的沥青再生剂再生的沥青,路用性能,尤其是抗疲劳性和水稳定性,得到提高,进而改善再生沥青混合料的路用性能,延长道路使用寿命。
本发明的沥青再生剂,采用废食用油经过处理的轻质植物油作为基底,由于废食用油经过高温油炸、煎炸等,其中的易挥发成分早已不存在,而废食用油经历的温度往往高于沥青常用拌和温度,这使得在回收老化沥青再生的过程中、制备混合料的过程中,所述轻质植物油不会挥发,减少再生沥青早期老化,进而使得再生沥青混合料的寿命延长,且再生效率高。
本发明的植物油基沥青再生剂,还能降低回收老化沥青拌和温度可降低至110℃,减少操作危险,节约能源。
第二方面:本发明还提供一种植物油基沥青再生剂的制备方法。
植物油基沥青再生剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)以废食用油为原材料,进行预处理,分离得到轻质植物油组分;
(2)称取适量的所述轻质植物油组分,并与稳定组分和改性组分均匀混合;
(3)在常温下陈化后,即得到所述植物油基沥青再生剂。
本发明制备的沥青再生剂制备方法,可以增加沥青中轻组分的含量,降低沥青质含量,有效降低沥青黏度,恢复沥青性能。
所述轻质植物油组分与所述稳定组分及改性组分拌和后形成复合材料,所述复合材料为植物油基沥青再生剂。
优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
在上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
在上述任一方案中优选的是,所述离心和/或过滤采用离心过滤机进行离心过滤,可实现离心和过滤一步完成,操作简单方便。
在上述任一方案中优选的是,所述废食用油在进行离心、过滤之前,先将废食用油进行沉化,以得到更好的废食用油预处理效果,得到的轻质植物油里的杂质更少,制备得到的植物油基沥青再生剂对回收老化沥青的再生效率更高。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行48~72小时,优选48小时、60小时或72小时。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂与所述轻质植物油及所述改性组分混合前,先使其熔化,形成流体,以便于和所述轻质植物油及改性组分均匀混合。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂,进一步优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而调高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在上述任一方案中优选的是,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为2-5h,进一步优选为3-4h。
本发明经过大量试验证明,在2-5h,尤其是3-4h的陈化时间内,三种物质可充分混合均匀。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
轻质植物油、稳定组分及改性组分按照以上质量百分比配比,得到的沥青再生剂,具有高的回收老化沥青再生效率,且能对再生沥青的性能进行很好的改善,进而对再生沥青混合料的性能进行改善。如果轻质植物油的质量百分比超过90%,会导致所述稳定组分和/或改性组分的含量偏少,而对所述沥青再生剂的稳定性造成不良影响,和/或,对再生沥青的改性性能不能得到很好的改善;而如果所述轻质植物油组分的含量低于60%,会导致所述沥青再生剂在再生沥青的时候,回收老化沥青的沥青质不能很好的分散开,降低再生效率,降低旧混合料的利用率,降低性价比。
本发明第一方面所述的植物油基沥青再生剂具有以下优点:
所述植物油基沥青再生剂对回收老化沥青的再生效率高,其添加量为回收老化沥青的0.06倍时,即可满足回收老化沥青的再生,用量少。
本发明第二方面所述的制备方法以植物油作为主要原料,有效的解决了植物废油的回收再利用问题;使旧沥青得以重新利用,达到了节能减排和废物利用的目的;操作简便,成本低廉,易于实施。
本发明第二方面所述的制备方法制备的沥青再生剂,使得在回收老化沥青再生的过程中、制备混合料的过程中,所述轻质植物油不会挥发,减少再生沥青早期老化,进而使得再生沥青混合料的寿命延长,且再生效率高,还能降低回收老化沥青拌和温度可降低至110℃,减少操作危险,节约能源。
本发明第一方面的植物油基沥青再生剂沥青优选通过第二方面所述的制备方法来制备,但并作为限制,也就是说,第一方面的植物油基沥青再生剂也通过其他的方法来制备得到。
第三方面:本发明还提供一种植物油再生沥青。
一种植物油再生沥青,为一种复合材料,所述植物油再生沥青包括回收老化沥青和植物油基沥青再生剂,所述植物油基沥青再生剂包括轻质基础油组分、稳定组分和改性组分,其中,所述轻质基础油为轻质植物油,所述轻质植物油由废食用油经预处理,去除杂质后得到。
废食用油经过高温后,不会容易发生轻质成分挥发的现象,但废食用油中含有许多杂质,如食物残渣,这些杂质会对沥青再生剂的再生效率及得到的沥青的路用性能造成不良影响,而经过预处理后,使得废食用油中的杂质,如食物残渣,被去除,使得其得到纯化,进而使得再生沥青的路用性能,如抗疲劳性,得到提高,真正达到沥青的再生,且沥青再生效率高。
优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
在上述任一方案中优选的是,所述离心和/或过滤采用离心过滤机进行离心过滤,可实现离心和过滤一步完成,操作简单方便。
上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂为其中各组分分散均匀,没有离析分层现象的均一复合物。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂加入沥青中后,所述植物油基沥青再生剂通过所述稳定组分与回收老化沥青之间的交联(硬化)反应,与所述回收老化沥青形成稳定的空间网络结构,将回收老化沥青包裹在网络中,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解,阻止所述轻质基础油组分和回收老化沥青的分离,显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。树脂和硬脂酸能与所述回收老化沥青发生交联反应,最终使得所述植物油基沥青再生剂与所述回收老化沥青形成三维交联结构的固化物,结构稳定,并在宏观上显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性,使得回收老化沥青得到再生利用。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
但是,为了将老化沥青从旧混合料中剥离,需要加入大量的三氯乙烯,使得老化沥青再生后,其黏度会比新沥青偏低,而再生剂中加入树脂,能增加再生沥青的黏度,使得其黏度接近新沥青,使得再生沥青的粘结性接近新沥青。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂,进一步优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分用来进一步改善再生沥青的路用性能及表面特性。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而提高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在树脂和硬脂酸的作用下,炭黑或石灰能均匀分散在所述轻质植物油中,并与所述轻质植物油、树脂、硬脂酸形成均一的产物,不会出现分层离析的现象。
为了达到一定的效果,本领域技术人员可以选择其他的稳定组分和改性组分,如添加其他稳定组分和/或改性组分,或替换上述稳定组分和/或改性组分,且具体的粒径可以根据实际需要进行选择或变化。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油再生沥青中各组分的质量百分比为,回收老化沥青90-94%,植物油基沥青再生剂6-10%。
在上述任一方案中优选的是,回收老化沥青91-93%,植物油基沥青再生剂7-9%。
在上述任一方案中优选的是,回收老化沥青92%,植物油基沥青再生剂8%。
由于本发明第一方面的植物油基沥青再生剂,其再生效率高,添加回收老化沥青质量的0.06倍时,即可得到很好的再生效果。
本发明的植物油再生沥青,无毒、无污染,原材料常见,价格低廉,对环境友好,可以较好的恢复沥青的各项性能,同时达到节能减排的目的。该植物油再生沥青可广泛用于城市道路、街道、机场、码头和矿山等区域。
本发明第三面所述的植物油再生沥青,再生效率高,旧混合料利用率高,变废为宝,且再生沥青的性能接近新沥青,甚至与新沥青相同,能够很好的适用于道路,且,相比于新沥青,其中的轻质植物油组分不容易挥发,再生沥青不易老化,使得道路使用时间延长,节约能源,保护环境,性价比高。
第四方面,本发明还提供一种上述植物油再生沥青的制备方法,包括以下步骤:
(1)对旧沥青混合料采用抽提仪抽提的方式收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和温度为110-160℃。更为优选的是,拌和温度为130-150℃。由于本发明的再生剂,将回收老化沥青加热至110℃,即可使其中的沥青质软化,成流体状态,便于与植物油基沥青再生剂进行拌和。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和时间为5-60min。优选的是,拌和时间为20-40min。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的发育温度为110℃-160℃。在将回收老化沥青与植物油基沥青再生剂拌和后,进一步进行保温,保证沥青质能很好地分散开,使得沥青的再生效果好。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的发育时间为30-60min。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和方法为剪切搅拌,搅拌速率为2000-10000r/min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率优选为4000-6000r/min。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油再生沥青中各组分的质量百分比为,回收老化沥青90-94%,植物油基沥青再生剂6-10%。进一步优选的是,回收老化沥青91-93%,植物油基沥青再生剂7-9%。更为优选的是,回收老化沥青92%,植物油基沥青再生剂8%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)以废食用油为原材料,进行预处理,分离得到轻质植物油组分;
(2)称取适量的所述轻质植物油组分,并与稳定组分和改性组分均匀混合;
(3)在常温下陈化后,即得到所述植物油基沥青再生剂。
本发明制备的沥青再生剂制备方法,可以增加沥青中轻组分的含量,降低沥青质含量,有效降低沥青黏度,恢复沥青性能。
所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分拌和后形成复合材料,所述复合材料为植物油基沥青再生剂。
在上述任一方案中优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
在上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
在上述任一方案中优选的是,所述离心和/或过滤采用离心过滤机进行离心过滤,可实现离心和过滤一步完成,操作简单方便。
在上述任一方案中优选的是,所述废食用油在进行离心、过滤之前,先将废食用油进行沉化,以得到更好的废食用油预处理效果,得到的轻质植物油里的杂质更少,制备得到的植物油基沥青再生剂对回收老化沥青的再生效率更高。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行48小时。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行60小时。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行72小时。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂与所述轻质植物油及所述改性组分混合前,先使其熔化,形成流体,以便于和所述轻质植物油及改性组分均匀混合。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C5石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而调高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在上述任一方案中优选的是,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为2-5h。
在上述任一方案中优选的是,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为3-4h。
本发明经过大量试验证明,在2-5h的陈化时间内,三种物质可充分混合均匀。优选的是,陈化时间为3-4h。
本发明的植物油再生沥青制备方法,得到的植物油再生沥青,性能接近新沥青,甚至与新沥青相同,能够很好的适用于道路,且,相比于新沥青,其中的轻质植物油组分不容易挥发,再生沥青不易老化,使得道路使用时间延长,节约能源,保护环境,性价比高。
第五方面,本发明还提供一种植物油再生沥青混合料。
一种植物油再生沥青混合料,为复合材料,所述植物油再生沥青混合料包括矿质集料、回收矿质集料及植物油再生沥青,所述植物油再生沥青包括回收老化沥青和植物油基沥青再生剂,所述植物油基沥青再生剂包括轻质基础油组分、稳定组分和改性组分,其中,所述轻质基础油为轻质植物油,所述轻质植物油由废食用油经预处理,去除杂质后得到。
废食用油经过高温后,不会容易发生轻质成分挥发的现象,但废食用油中含有许多杂质,如食物残渣,这些杂质会对沥青再生剂的再生效率及得到的沥青的路用性能造成不良影响,而经过预处理后,使得废食用油中的杂质,如食物残渣,被去除,使得其得到纯化,进而使得再生沥青的路用性能,如抗疲劳性,得到提高,真正达到沥青的再生,且沥青再生效率高。
优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂为其中各组分分散均匀,没有离析分层现象的均一复合物。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂加入沥青中后,所述植物油基沥青再生剂通过所述稳定组分与回收老化沥青之间的交联(硬化)反应,与所述回收老化沥青形成稳定的空间网络结构,将回收老化沥青包裹在网络中,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解,阻止所述轻质基础油组分和回收老化沥青的分离,显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。树脂和硬脂酸能与所述回收老化沥青发生交联反应,最终使得所述植物油基沥青再生剂与所述回收老化沥青形成三维交联结构的固化物,结构稳定,并在宏观上显著降低回收老化沥青黏度,改善工艺性能,提高沥青胶结料的可塑性,使得回收老化沥青得到再生利用。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
但是,为了将老化沥青从旧混合料中剥离,需要加入大量的三氯乙烯,使得老化沥青再生后,其粘附会比新沥青偏低,而再生剂中加入树脂,能增加再生沥青的黏度,使得其黏度接近新沥青,使得再生沥青的粘结性接近新沥青。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C5石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分用来进一步改善再生沥青的路用性能及表面特性。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而调高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在树脂和硬脂酸的作用下,炭黑或石灰能均匀分散在所述轻质植物油中,并与所述轻质植物油、树脂、硬脂酸形成均一的产物,不会出现分层离析的现象。
为了达到一定的效果,本领域技术人员可以选择其他的稳定组分和改性组分,如添加其他稳定组分和/或改性组分,或替换上述稳定组分和/或改性组分,且具体的粒径可以根据实际需要进行选择或变化。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油再生沥青中各组分的质量百分比为,回收老化沥青90-94%,植物油基沥青再生剂6-10%。优选的是,回收老化沥青91-93%,植物油基沥青再生剂7-9%。更为优选的是,回收老化沥青92%,植物油基沥青再生剂8%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油再生沥青混合料中各组分的质量百分比为,矿质集料40-60%,回收矿质集料35-45%,植物油再生沥青5-15%。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料为碱性集料。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料为玄武岩和/或辉绿岩。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料的粒径为26.5-37.5mm、19.0-26.5mm、16.0-19.0mm、13.2-16.0mm、4.75-9.5mm、0.15-2.36mm和0-0.075mm。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料中各粒径矿质集料的质量百分比为,粒径26.5-37.5mm为0-10%、粒径19.0-26.5mm为0-10%、粒径16.0-19.0mm为0-20%、粒径13.2-16.0mm为0-20%、粒径4.75-9.5mm为15-50%、粒径0.15-2.36mm为40-70%、粒径0-0.075mm为10-15%。
所述矿质集料的级配符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGE20-2011)的要求,且能够满足公路沥青路面上、中、下面层的建设要求。
本发明的植物油再生沥青混合料的功能效果好、污染小、成本低,植物油再生沥青与回收矿质集料、新矿料进行拌和,由此制备的再生沥青混合料在具备良好的路用性能同时也具有良好的表面特性。
本发明的植物油再生沥青混合料,其中的再生沥青不易老化,使得所述植物油再生沥青混合料使用时间延长,节约能源,保护环境,性价比高。
植物油基沥青再生剂中加入石灰或炭黑,有利于提高植物油再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而调高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。
本发明的制备方法制备的植物油基沥青再生剂,使得在回收老化沥青再生的过程中、制备混合料的过程中,所述轻质植物油不会挥发,减少再生沥青早期老化,进而使得再生沥青混合料的寿命延长,且再生效率高,还能降低回收老化沥青拌和温度可降低至110℃,减少操作危险,节约能源。
第六方面,本发明还提供一种上述植物油再生沥青混合料的制备方法。
上述植物油再生沥青混合料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将新矿质集料和旧矿质集料进行拌和;
(2)将植物油再生沥青与新矿质集料、回收矿质集料拌和;
所述植物油再生沥青包括回收老化沥青和植物油基沥青再生剂;
所述植物油基沥青再生剂为轻质植物油组分、稳定组分和改性组分,其中,所述轻质基础油为轻质植物油,所述轻质植物油由废食用油经预处理,去除杂质后得到。
优选的是,所述植物油再生沥青的制备方法,包括以下步骤:
(1)对旧沥青混合料采用抽提仪抽提的方式收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和温度为110-160℃。更为优选的是,拌和温度为130-150℃。由于本发明的再生剂,将回收老化沥青加热至110℃,即可使其中的沥青质软化,成流体状态,便于与植物油基沥青再生剂进行拌和。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和时间为5-60min。优选的是,拌和时间为20-40min。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的发育温度为110℃-160℃。在将回收老化沥青与植物油基沥青再生剂拌和后,进一步进行保温,保证沥青质能很好地分散开,使得沥青的再生效果好。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的发育时间为30-60min。
在上述任一方案中优选的是,所述回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的拌和方法为剪切搅拌,搅拌速率为2000-10000r/min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率优选为4000-6000r/min。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油再生沥青中各组分的质量百分比为,回收老化沥青90-94%,植物油基沥青再生剂6-10%。优选的是,回收老化沥青91-93%,植物油基沥青再生剂7-9%。更为优选的是,回收老化沥青92%,植物油基沥青再生剂8%。
在上述任一方案中优选的是,所述植物油基沥青再生剂的制备方法,包括以下步骤:
(1)以废食用油为原材料,进行预处理,分离得到轻质植物油组分;
(2)称取适量的所述轻质植物油组分,并与稳定组分和改性组分均匀混合;
(3)在常温下陈化后,即得到所述植物油基沥青再生剂。
本发明制备的沥青再生剂制备方法,可以增加沥青中轻组分的含量,降低沥青质含量,有效降低沥青黏度,恢复沥青性能。
所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分拌和后形成复合材料,所述复合材料为植物油基沥青再生剂。
在上述任一方案中优选的是,所述预处理包括离心和/或过滤。
在上述任一方案中优选的是,所述离心的转速为8000r/min,离心时间为10min。
在上述任一方案中优选的是,所述过滤是通过滤纸或滤网进行。
在上述任一方案中优选的是,所述滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
在上述任一方案中优选的是,所述离心和/或过滤采用离心过滤机进行离心过滤,可实现离心和过滤一步完成,操作简单方便。
在上述任一方案中优选的是,所述废食用油在进行离心、过滤之前,先将废食用油进行沉化,以得到更好的废食用油预处理效果,得到的轻质植物油里的杂质更少,制备得到的植物油基沥青再生剂对回收老化沥青的再生效率更高。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行48小时。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行60小时。
在上述任一方案中优选的是,所述沉化进行72小时。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。
在上述任一方案中优选的是,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂与所述轻质植物油及所述改性组分混合前,先使其熔化,形成流体,以便于和所述轻质植物油及改性组分均匀混合。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C5石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述树脂为C9石油树脂。
在上述任一方案中优选的是,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。加入石灰或炭黑,有利于提高再生沥青的抗疲劳性和水稳定性,进而调高再生沥青混合料的抗疲劳性和水稳定性。其中石灰可以是生石灰或熟石灰,可以达到相同的效果。
在上述任一方案中优选的是,所述炭黑的粒径为10nm。
在上述任一方案中优选的是,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为2-5h。
在上述任一方案中优选的是,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为3-4h。
本发明经过大量试验证明,在2-5h的陈化时间内,三种物质可充分混合均匀。优选的是,陈化时间为3-4h。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料与植物油再生沥青的拌和温度为120-170℃。
在上述任一方案中优选的是,拌和温度为140-150℃。
在上述任一方案中优选的是,所述矿质集料与植物油再生沥青的拌和时间为50-120s。优选的是,拌和时间为80-100s。
本发明的植物油再生沥青混合料的制备方法,通过将植物油基沥青再生剂直接添加到回收老化沥青中,制备成植物油再生沥青,再将该植物油再生沥青直接添加到一定级配的矿质集料中,形成植物油再生沥青混合料,该制备方法简单,成本控制良好,达到节能减排的效果,并且该植物油再生沥青混合料具有良好的路用性能。
附图说明
图1为实施例1.1-1.13中的植物油基沥青再生剂的稳定性结果。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1.1
一种植物油基沥青再生剂,由轻质植物油组分、稳定组分、改性组分复合而成,其中所述轻质植物油是将废食用油经过离心、过滤后得到的滤液,在离心及过滤的过程中,所述离心过滤可以采用离心过滤机,所述为8000r/min,离心时间为10min。所述过滤是通过滤纸或滤网,滤网的孔径为0.667mm,滤纸的孔径为90μm。
所述植物油基沥青再生剂为其中各组分分散均匀,没有离析分层现象的均一混合物。
本实例中,稳定组分为C5石油树脂和硬脂酸,C5石油树脂事先经熔化形成流体,以便与所述轻质植物油及改性组分能混合均匀,利于制备均一的植物油基沥青再生剂。
本实例中,改性组分为炭黑。所述炭黑的粒径为10nm。
本实施例的植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为60%,稳定组分的质量百分比为20%,C5石油树脂和硬脂酸各占10%,炭黑的质量百分比为20%。
以10000g回收老化沥青为例,上述植物油基沥青再生剂的制备方法如下:
1)以废食用油为原材料,先沉化48小时,采用离心过滤机对废食用油进行离心过滤,离心的转速为8000r/min,离心时间为10min,分离得到轻质植物油组分;
2)称取所述轻质植物油,并将称取的所述轻质植物油组分倒入容器中,与所述稳定组分和改性组分混合,可以选择依次加入稳定组分和改性组分;
3)在常温下陈化2小时,即得到所述植物油基沥青再生剂。
需制备的植物油基沥青再生剂为回收老化沥青的0.06倍,即600g。植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为60%,即360g;稳定组分的质量百分比为20%,即120g(C5石油树脂60g,硬脂酸60g),抗剥落组分的质量百分比为20%,即120g。
实施例1.2
一种植物油基沥青再生剂,与实施例1基本相同,不同的是,本实施例的植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为70%,稳定组分的质量百分比为15%,抗剥落组分的质量百分比为15%。
所述植物油基沥青再生剂的制备过程中,同样以10000g回收老化沥青为例,需制备的植物油基沥青再生剂为回收老化沥青的0.07倍,即700g。植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为70%,即490g;稳定组分的质量百分比为15%,即105g(硬脂酸和C5石油树脂各52.5g),炭黑(作为改性组分,也作为抗剥落组分)的质量百分比为15%,即105g。
本实施例中,轻质油组分、稳定组分和改性组分的拌和陈化时间为3h,废食用油先沉化60小时。
实施例1.3
一种植物油基沥青再生剂,与实施例1基本相同,不同的是,本实施例的植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为80%,稳定组分的质量百分比为10%,抗剥落组分的质量百分比为10%。
所述植物油基沥青再生剂的制备过程中,同样以10000g回收老化沥青为例,需制备的植物油基沥青再生剂为回收老化沥青的0.08倍,即800g。植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为80%,即640g;稳定组分的质量百分比为10%,即180g(C5石油树脂和硬脂酸各90g),炭黑的质量百分比为10%,即180g。
本实施例中,轻质油组分、稳定组分和改性组分的拌和陈化时间为4h,废食用油先沉化72小时。
实施例1.4
一种植物油基沥青再生剂,与实施例1基本相同,不同的是,本实施例的植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为90%,稳定组分的质量百分比为5%,抗剥落组分的质量百分比为5%。
所述植物油基沥青再生剂的制备过程中,同样,以10000g回收老化沥青为例,需制备的植物油基沥青再生剂为回收老化沥青的0.09倍,即900g。植物油基沥青再生剂中,轻质植物油组分的质量百分比为90%,即810g;稳定组分的质量百分比为5%,即45g(C5石油树脂和硬脂酸各22.5g),炭黑的质量百分比为5%,即45g。
本实施例中,轻质油组分、稳定组分和改性组分的拌和陈化时间为5h。
实施例1.5
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,所述改性组分为石灰。石灰可以是生石灰或熟石灰。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.6
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,所述改性组分为炭黑和石灰,且炭黑和石灰的添加量相同。石灰可以是生石灰或熟石灰。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.7
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分中,硬脂酸占60%,C5石油树脂40%。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.8
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分为硬脂酸。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.9
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分C5石油树脂。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.10
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分C9石油树脂。
所述植物油基沥青再生剂的制备方法可选用相同的方法。
实施例1.11
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,所述植物油基沥青再生剂的制备未经过沉化。
实施例1.12
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,所述植物油基沥青再生剂的制备未经过离心过滤。
实施例1.13
一种植物油基沥青再生剂,与上述实施例基本相同,不同的是,所述植物油基沥青再生剂的制备未经过陈化。
实施例2.1
一种植物油再生沥青,为复合材料,所述植物油再生沥青包括回收老化沥青和植物油基沥青再生剂。所述植物油基沥青再生剂中轻质植物油80%、稳定组分10%,改性组分10%。
以配制10000g植物油再生沥青为例,需回收老化沥青的质量百分比为94%,即9400g,需配制植物油基沥青再生剂质量百分比为6%,即600g。在配制植物油基沥青再生剂的过程中,需轻质植物油组分480g,稳定组分60g(C5石油树脂和硬脂酸各30g),改性组分(炭黑,粒径为10nm)60g。
上述植物油再生沥青的制备方法如下:
(1)从旧沥青混合料中以抽提的方式回收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为115℃、拌和时间为50min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为115℃,发育时间为30min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.2
一种植物油再生沥青,与实施例2.1基本相同,不同的是,同样,以配制10000g植物油再生沥青为例,需回收老化沥青的质量百分比为93%,即9300g,需配制植物油基沥青再生剂质量百分比为7%,即700g。在配制植物油基沥青再生剂的过程中,需轻质植物油组分560g,稳定组分70g(C5石油树脂和硬脂酸各35g),改性组分(炭黑,粒径为10nm)70g。
上述植物油再生沥青的制备方法如下:
(1)从旧沥青混合料中以抽提的方式回收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为130℃、拌和时间为60min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为130℃,发育时间为40min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.3
一种植物油再生沥青,与实施例2.1基本相同,不同的是,同样以配制10000g植物油再生沥青为例,需回收老化沥青的质量百分比为92%,即9200g,需配制植物油基沥青再生剂质量百分比为8%,即800g。在配制植物油基沥青再生剂的过程中,需轻质植物油组分640g,稳定组分80g(C5石油树脂和硬脂酸各35g),改性组分(炭黑,粒径为10nm)80g。
上述植物油再生沥青的制备方法如下:
(1)从旧沥青混合料中以抽提的方式回收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为145℃、拌和时间为70min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为145℃,发育时间为50min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.4
一种植物油再生沥青,与实施例2.1基本相同,不同的是,同样以配制10000g植物油再生沥青为例,需回收老化沥青的质量百分比为91%,即9100g,需配制植物油基沥青再生剂质量百分比为9%,即900g。在配制植物油基沥青再生剂的过程中,需轻质植物油组分720g,稳定组分90g(C5石油树脂和硬脂酸各35g),改性组分(炭黑,粒径为10nm)90g。
上述植物油再生沥青的制备方法如下:
(1)从旧沥青混合料中以抽提的方式回收老化沥青;
(2)将回收老化沥青加热至拌和温度;
(3)将植物油基沥青再生剂添加到已经加热至拌和温度的回收老化沥青中进行拌和;
(4)将拌和后的回收老化沥青与植物油基沥青再生剂的混合物放入烘箱中进行发育。
回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为160℃、拌和时间为80min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为160℃,发育时间为60min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.5
一种植物油再生沥青,与实施例2.1不同的是,植物油基沥青再生剂中轻质植物油90%、稳定组分5%、改性组分5%。
在制备所述植物油再生沥青时,回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为110℃,拌和时间为60min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为110℃,发育时间为30min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.6
一种植物油再生沥青,与实施例2.1不同的是,植物油基沥青再生剂中轻质植物油70%、稳定组分15%、改性组分15%。
在制备所述植物油再生沥青时,回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为120℃,拌和时间为60min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为120℃,发育时间为30min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.7
一种植物油再生沥青,与实施例2.1不同的是,植物油基沥青再生剂中轻质植物油60%、稳定组分20%、改性组分20%。
在制备所述植物油再生沥青时,回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的拌和温度为150℃,拌和时间为60min;回收老化沥青和植物油基沥青再生剂的发育温度为110℃,发育时间为30min。使用剪切仪进行高速拌和,搅拌速率为4000r/min。
实施例2.8
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,所述改性组分为石灰。
实施例2.9
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,所述改性组分为炭黑和石灰,且炭黑和石灰的添加量相同。
实施例2.10
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分中,硬脂酸占60%,C5石油树脂40%。
实施例2.11
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分为硬脂酸。
实施例2.12
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分C5石油树脂。
实施例2.13
一种植物油再生沥青及其制备方法,与上述实施例基本相同,不同的是,稳定组分为C9石油树脂。
实施例3.1
一种植物油再生沥青混合料,为复合材料,所述植物油再生沥青混合料包括新矿质集料、回收矿质集料及植物油再生沥青。所述植物油再生沥青及其制备方法为实施例2.1-2.13中的一种,包括回收老化沥青和植物油基沥青再生剂。所述植物油基沥青再生剂及其制备方法为实施例1.1-1.10中一种,包括轻质油组分、稳定组分和改性组分。
本实施例中,矿质集料为玄武岩。
所述矿质集料中各粒径矿质集料的质量百分比为,粒径26.5-37.5mm为0-10%、粒径19.0-26.5mm为0-10%、粒径16.0-19.0mm为0-20%、粒径13.2-16.0mm为0-20%、粒径4.75-9.5mm为15-50%、粒径0.15-2.36mm为40-70%、粒径0-0.075mm为10-15%。
以配制10000g植物油再生沥青混合料为例,需新矿质集料的质量百分比为60%,即6000g;需回收矿质集料的质量百分比为35%,即3500g;需配制植物油再生沥青的质量百分比为5%,即500g。
上述植物油再生沥青混合料的制备方法如下:
(1)将新矿质集料和旧矿质集料按比例进行拌和;
(2)将植物油再生沥青与新矿质集料、回收矿质集料按一定比例在一定温度下拌和一定时间。
矿质集料、植物油再生沥青的拌和温度为130℃,拌和时间为90s。
实施例3.2
一种植物油再生沥青混合料,与实施例3.1基本相同,不同的是,本实施例中,矿质集料为玄武岩。
以配制10000g植物油再生沥青混合料为例,需新矿质集料的质量百分比为50%,即5000g;需回收矿质集料的质量百分比为40%,即4000g;需配制植物油再生沥青的质量百分比为10%,即1000g。
上述植物油再生沥青混合料的制备方法与实施例3.1相同
实施例3.3
一种植物油再生沥青混合料,与实施例3.1基本相同,不同的是,本实施例中,矿质集料为玄武岩。
以配制10000g植物油再生沥青混合料为例,需新矿质集料的质量百分比为40%,即4000g;需回收矿质集料的质量百分比为45%,即4500g;需配制植物油再生沥青的质量百分比为15%,即1500g。
上述植物油再生沥青混合料的制备方法与实施例3.1相同。
实施例3.4
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,矿质集料与植物油再生沥青的拌和温度为120℃,拌和时间为120s。
实施例3.5
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,矿质集料与植物油再生沥青的拌和温度为140℃,拌和时间为100s。
实施例3.6
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,矿质集料与植物油再生沥青的拌和温度为150℃,拌和时间为80s。
实施例3.7
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,矿质集料与植物油再生沥青的拌和温度为170℃,拌和时间为50s。
实施例3.8
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,所采用的再生剂为未经过沉化的植物油。
实施例3.9
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,所采用的再生剂为未经过离心过滤的植物油。
实施例3.10
一种植物油再生沥青混合料,与上述实施例不同的是,所采用的再生剂为未经过陈化的植物油。
实施例1.1至实施例1.13所制备的植物油基沥青再生剂的性能测试结果如表1所示。
表1植物油基沥青再生剂的性能测试结果
实施例1.1-1.13中的植物油基沥青再生剂的稳定性结果如图1所示,从图1中可以看出,植物油再生剂的稳定性非常好,可以稳定保存,不会出现离析分层的现象。
依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJE20-2011)对实施例2.1至实施例2.13所制备的植物油再生沥青进行针入度、延度、软化点、黏度等性能测试,测试结果如表2所示。
表2植物油再生沥青的性能测试结果
从表2中可以看出,本发明的植物油基沥青再生剂再生的植物油再生沥青,其各方面性能均与新沥青非常相近,说明,回收老化沥青再生效果非常好。且植物油再生沥青的抗疲劳性及水稳定性远远高于新沥青,说明植物油再生沥青的抗疲劳性和水稳定性比新沥青还好,不易老化,使用寿命长。
另一方面,再生沥青的过程中,植物油基沥青再生剂的添加量非常少,甚至不足植物油再生沥青的10%,说明植物油基沥青再生剂对回收老化沥青的再生效率非常高,性价比非常高。
将实施例3.1至实施例3.7所制备的植物油再生沥青混合料进行高温动稳定度、低温抗裂和冻融劈裂测试,测试结果如表3所示。从测试结果来看,植物油再生沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性可以得到有效地恢复。
表3植物油再生沥青混合料的路用性能测试结果
从表3中可以看出,植物油再生沥青混合料的使用性能均远好于新沥青配制的混合料,尤其是抗疲劳性及水稳定性,说明本发明的植物油基沥青再生剂再生的植物油再生沥青有助于提高再生沥青混合料的路用性能,尤其是抗疲劳特性和水稳定性。
废食用油(未经过离心过滤的废植物油)、经过离心过滤得到的轻质植物油及矿物质油(芳烃油、糠醛油)单因素变量制备得到的沥青再生剂再生效率、再生沥青的抗老化性、抗疲劳性、水稳定性对比如表4所示。
表4经过离心过滤、未经离心过滤植物油与矿物油的再生效果
从表4中,可以看到,经过离心过滤得到的轻质植物油制备得到的沥青再生剂(本发明提供的植物油基沥青再生剂)对回收老化沥青的再收效率远远高于其他两种,而抗老化性、抗疲劳性和水稳定性远远好于其他两种。
稳定组分为树脂、硬脂酸、树脂与硬脂酸,通过对再生剂均匀性的对比,添加树脂和硬脂酸,得到的植物油基沥青再生剂的均匀性最好。
废食用油不经沉化直接与稳定组分、改性组分混合,废食用油先沉化48小时以上在于稳定组分、改性组分混合,对得到的植物油基沥青再生剂的再生侠侣、抗疲劳性、水稳定性的对比数据如表4所示。
从表4中可知,废食用油沉化48后,再离心过滤得到的轻质植物油更利于所述植物油基沥青再生剂的均匀、稳定,再生效率更高,再生沥青的抗疲劳性、水稳定性更好。
本领域技术人员不难理解,本发明的植物油再生沥青及其制备方法包括上述本发明说明书的发明内容和具体实施方式部分的任意组合,限于篇幅并为使说明书简明而没有将这些组合构成的各方案一一描述。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,包括轻质基础油组分、稳定组分和改性组分,所述轻质基础油为轻质植物油,所述轻质植物油由废食用油经预处理,去除杂质后得到。
2.根据权利要求1所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述预处理包括离心和/或过滤。
3.根据权利要求1所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸。
4.根据权利要求3所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述树脂为石油树脂。
6.根据权利要求1所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。
7.根据权利要求1所述的一种植物油基沥青再生剂,其特征在于,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%;
优选为,轻质植物油组分为70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%;
进一步优选为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
8.一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)以废食用油为原材料,进行预处理,分离得到轻质植物油组分;
(2)称取适量的所述轻质植物油组分,并与稳定组分和改性组分均匀混合;
(3)在常温下陈化后,即得到所述植物油基沥青再生剂。
9.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述预处理包括离心和/或过滤。
10.根据权利要求9所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述废食用油在进行离心、过滤之前,先将废食用油进行沉化,沉化进行48-72小时。
11.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述树脂与所述轻质植物油及所述改性组分混合前,先使其熔化,形成流体。
12.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述轻质植物油组分与所稳定组分及改性组分的陈化时间为2-5h,优选为3-4h。
13.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述稳定组分包括树脂和硬脂酸,所述稳定组分中,树脂和硬脂酸的质量比为1:1。
14.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述树脂为石油树脂,优选为C5石油树脂或C9石油树脂。
15.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述改性组分包括炭黑和/或石灰。
16.根据权利要求8所述的一种植物油基沥青再生剂的制备方法,其特征在于,所述植物油基沥青再生剂中各组分的质量百分比为,轻质植物油组分为60-90%,稳定组分5-20%、改性组分5-20%;
优选为,轻质植物油组分为70-90%,稳定组分5-15%、改性组分5-15%;
进一步优选为,轻质植物油组分为80-90%,稳定组分5-10%、改性组分5-10%。
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