本发明专利技术公开了一种改性沥青的制备方法,属于沥青制备技术领域。本发明专利技术将煤矸石粉碎,用硫酸浸泡,同时加入双氧水和高氧化锰,混合后再加入氯化亚铁以及盐酸,倒入层析袋中,冰水浴层析得粉末,之后将得到的粉末与强力胶以及枫树浆粉末混合,缓慢滴入经过石油醚浸泡的沥青中,高温熔融,冷却常温,从而得到改性沥青的制备方法。实例证明,本发明专利技术方法独特新颖,工艺简便,不仅原料简单易得,节约了石油资源,降低了成本,而且制得的改性沥青施用方便,具有较高的稳定性、分散性以及抗磨性,可与路面完全熔融,热稳定性显著,适宜广泛使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种改性沥青的制备方法,属于沥青制备
技术介绍
随着我国社会经济的迅速发展,交通量急剧增加,公路建设也走上了迅猛发展的阶段,至2011年底,全国高速公路通车总里程已超过8万公里,居世界第二,到2020年中国高速公路通车里程将达到10万公里。在高等级公路中,沥青路面以其良好的力学性能、平整耐磨的表面、平稳舒适的行车性能、扬尘少、振动小、噪音低、施工期短以及养护维修简便等优点得到广泛应用。近年来我国新建的高等级路面中90%以上均采用沥青路面结构型式。大部分高速公路沥青路面的使用状况是良好的,但某些高速公路出现了严重的早期损坏,例如高温车辙、水损坏、疲劳开裂、泛油等病害,其中车辙是主要破坏形式之一。早期损坏导致沥青路面使用寿命缩短,养护成本增加。为此,改性沥青得到广泛应用。改性沥青是指添加了橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细了的胶粉等沥青改性剂的沥青,或通过对沥青进行轻度氧化加工后的沥青混合物。改性沥青在很大程度上克服了普通沥青路面在低温下容易脆裂,在高温下容易软化,在行车载荷的反复作用下容易出现车辙、推移、起包等缺点,延长了路面的使用寿命。改性沥青路面有良好的耐久性、抗磨性,实现高温不软化,低温不开裂。现有的沥青改性剂主要有SBS、EVA、PE、橡胶等,将其与沥青适量混合可得改性沥青。其中SBS是应用最广泛的一种改性剂,此类改性沥青在常温下粘度很大,抵抗车辙能力增强,在高温时具有良好的和易性。但是研究表明,这些改性剂与沥青主要是通过相互的侵入扩散,以分子作用力结合在一起,使得沥青的性能不均一、稳定性较差。而且,现有的沥青改性剂价格昂贵,加大了道路建设的投资,使得成本提高,不宜大规模使用,最重要的是现有沥青改性剂绝大多是石油基改性剂,完全依赖于不可再生的石油资源。另外,我国目前现有的改性沥青大部分是采用物理改性技术方法,实现聚合物对沥青的改性,如加热搅拌、剪切、胶体磨等。物理改性的方法虽然能使沥青的性能有所改善,但综合性能依旧没有得到根本改善,聚合物与沥青之间仅仅存在部份地吸附、相溶,而并非完全溶融。这种体系属于热力学不稳定体系,极易发生两相之间的分离,造成离析现象;当现场加工的改性沥青产品一旦外力停止作用,聚合物就会从沥青中分离上浮于表面凝聚,形成较大颗粒的粗糙表皮。因此物理改性沥青的生产是在施工现场进行,现产现铺,产品不易储存,无法达到产业化生产。现有常用改性沥青的方法是将SBS剪切后与热塑性橡胶SBS在高温下混合,再添加稳定剂等助剂而生产出SBS改性沥青,但是上述SBS改性沥青中,SBS分子杂乱分散于沥青之中,无法形成均一稳定的体系。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题:针对目前现有的改性沥青大部分是采用物理改性技术,虽能够使得沥青性能有所改善,但并非完全熔融,另外常用的沥青改性剂虽常温黏度大,但还是存在稳定性差、分散性差、抗磨性差,且大多数为石油资源,导致成本较高的现状,提供了一种将煤矸石粉碎,用硫酸浸泡,同时加入双氧水和高猛酸钾,混合后再加入氯化亚铁以及盐酸,倒入层析袋中,冰水浴层析得粉末,之后将得到的粉末与强力胶以及枫树浆粉末混合,缓慢滴入经过石油醚浸泡的沥青中,高温熔融,冷却常温,从而得到改性沥青的制备方法。该方法方法独特新颖,工艺简便,不仅原料简单易得,节约了石油资源,降低了成本,而且制得的改性沥青施用方便,具有较高的稳定性、分散性以及抗磨性,可与路面完全熔融,热稳定性显著,适宜广泛使用。为了解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:(1)称取1~2kg煤矸石,放入高速球磨机中,加入球径为3~5mm的不锈钢磨球珠,在300~320r/min下处理10~15min,过150目标准筛,得煤矸石粉末,放入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,向其中缓慢倒入质量浓度90%硫酸溶液,直至完全浸没煤矸石粉末为止,随后将烧瓶移入水浴锅,加热升温至35~38℃,启动搅拌器,以320~350r/min的转速搅拌,在搅拌的过程中向其中加入煤矸石质量1~2%高锰酸钾,并利用滴液漏斗向其中缓慢滴加30~40mL质量浓度为17%双氧水,控制20~30min内滴加结束,保温搅拌30~35min,得混合物;(2)将上述混合物倒入容器中,加入混合物质量10~20%质量浓度0.3%氯化亚铁溶液,在常温下,于摇床振荡反应60~90min,待振荡结束,再向其中以3mL/min的速率逐滴滴加20~30mL质量浓度为37%盐酸溶液,用搅拌棒充分搅拌均匀,倒入层析袋中,再将层析袋立即置于冰水浴中,在0~3℃下静置,直至无任何粉末再析出为止,收集析出的粉末;(3)选取一颗枫树,在枫树主干距根部50~60cm处,挖取一个直径为3~5cm,深度为6~8cm的圆柱口,在圆柱口下端安装枫浆收集器,经15~20天收集得到天然枫树浆,倒入喷雾干燥器中,在进口温度为60~70℃,出口温度为45~50℃,进料速率为80~100mL/h条件下,喷雾干燥15~20min,得枫树浆粉末,置于磁力搅拌机中,并向其中加入上述析出的粉末以及枫树浆粉末质量1~2倍强力胶,以200~300r/min的转速搅拌混合30~40min,得混合粘稠液;(4)称取2~3kg沥青放入高速球磨机中,加入球径为5~8mm的不锈钢磨球珠,在320~350r/min下处理25~30min,过120目筛,得沥青颗粒,置于反应釜中,在常温下,向其中倒入石油醚,使其完全浸没沥青颗粒为止,静置浸泡3~5h,待浸泡结束,蒸馏回收石油醚,并以5~8℃/min的速率提升反应釜温度至500~550℃,在升温的过程中向其中缓慢滴加上述得到的混合粘稠液,控制30~35min内滴加结束,保温60~90min后,自然冷却至室温,即可得到一种改性沥青。本专利技术的应用方法是:将本专利技术制得的改性沥青均匀平铺在宽为3~5m的公路上,其中每1~2m长公路的沥青铺设量为12~15L,充分铺匀后,利用喷火枪以600~800℃均匀喷射,使得沥青完全熔融,自行冷却,晾至3~5h,即可行驶。不仅操作方便,节约了成本,而且具有较高的稳定性、分散性以及抗磨性,可与路面完全熔融,热稳定性显著。本专利技术是有益效果是:(1)本专利技术操作简单易行,原料简单易得,节约了石油资源,降低了成本,且制得的改性沥青无毒环保;(2)本专利技术制得的改性沥青施用方便,具有较高的稳定性、分散性以及抗磨性,可与路面完全熔融,热稳定性显著;(3)本专利技术制得的改性沥青适用于各种等级公路底层、中面层以及表层的铺设,可大规模推广应用。具体实施方式首先称取1~2kg煤矸石,放入高速球磨机中,加入球径为3~5mm的不锈钢磨球珠,在300~320r/min下处理10~15min,过150目标准筛,得煤矸石粉末,放入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,向其中缓慢倒入质量浓度90%硫酸溶液,直至完全浸没煤矸石粉末为止,随后将烧瓶移入水浴锅,加热升温至35~38℃,启动搅拌器,以320~350r/min的转速搅拌,在搅拌的过程中向其中加入煤矸石质量1~2%高锰酸钾,并利用滴液漏斗向其中缓慢滴加30~40mL质量浓度为17%双氧水,控制20~30min内滴加结束,保温搅拌30~35min,得混合物;然后将上述混合物倒入容器中,加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种改性沥青的制备方法,其特征在于具体操作步骤为:(1)称取1~2kg煤矸石,放入高速球磨机中,加入球径为3~5mm的不锈钢磨球珠,在300~320r/min下处理10~15min,过150目标准筛,得煤矸石粉末,放入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,向其中缓慢倒入质量浓度90%硫酸溶液,直至完全浸没煤矸石粉末为止,随后将烧瓶移入水浴锅,加热升温至35~38℃,启动搅拌器,以320~350r/min的转速搅拌,在搅拌的过程中向其中加入煤矸石质量1~2%高锰酸钾,并利用滴液漏斗向其中缓慢滴加30~40mL质量浓度为17%双氧水,控制20~30min内滴加结束,保温搅拌30~35min,得混合物;(2)将上述混合物倒入容器中,加入混合物质量10~20%质量浓度0.3%氯化亚铁溶液,在常温下,于摇床振荡反应60~90min,待振荡结束,再向其中以3mL/min的速率逐滴滴加20~30mL质量浓度为37%盐酸溶液,用搅拌棒充分搅拌均匀,倒入层析袋中,再将层析袋立即置于冰水浴中,在0~3℃下静置,直至无任何粉末再析出为止,收集析出的粉末;(3)选取一颗枫树,在枫树主干距根部50~60cm处,挖取一个直径为3~5cm,深度为6~8cm的圆柱口,在圆柱口下端安装枫浆收集器,经15~20天收集得到天然枫树浆,倒入喷雾干燥器中,在进口温度为60~70℃,出口温度为45~50℃,进料速率为80~100mL/h条件下,喷雾干燥15~20min,得枫树浆粉末,置于磁力搅拌机中,并向其中加入上述析出的粉末以及枫树浆粉末质量1~2倍强力胶,以200~300r/min的转速搅拌混合30~40min,得混合粘稠液;(4)称取2~3kg沥青放入高速球磨机中,加入球径为5~8mm的不锈钢磨球珠,在320~350r/min下处理25~30min,过120目筛,得沥青颗粒,置于反应釜中,在常温下,向其中倒入石油醚,使其完全浸没沥青颗粒为止,静置浸泡3~5h,待浸泡结束,蒸馏回收石油醚,并以5~8℃/min的速率提升反应釜温度至500~550℃,在升温的过程中向其中缓慢滴加上述得到的混合粘稠液,控制30~35min内滴加结束,保温60~90min后,自然冷却至室温,即可得到一种改性沥青。...
【技术特征摘要】
1.一种改性沥青的制备方法,其特征在于具体操作步骤为:(1)称取1~2kg煤矸石,放入高速球磨机中,加入球径为3~5mm的不锈钢磨球珠,在300~320r/min下处理10~15min,过150目标准筛,得煤矸石粉末,放入带有搅拌器、滴液漏斗和温度计的三口烧瓶中,向其中缓慢倒入质量浓度90%硫酸溶液,直至完全浸没煤矸石粉末为止,随后将烧瓶移入水浴锅,加热升温至35~38℃,启动搅拌器,以320~350r/min的转速搅拌,在搅拌的过程中向其中加入煤矸石质量1~2%高锰酸钾,并利用滴液漏斗向其中缓慢滴加30~40mL质量浓度为17%双氧水,控制20~30min内滴加结束,保温搅拌30~35min,得混合物;(2)将上述混合物倒入容器中,加入混合物质量10~20%质量浓度0.3%氯化亚铁溶液,在常温下,于摇床振荡反应60~90min,待振荡结束,再向其中以3mL/min的速率逐滴滴加20~30mL质量浓度为37%盐酸溶液,用搅拌棒充分搅拌均匀,倒入层析袋中,再将层析袋立即置于冰水浴中,在0~3℃下静置,直至无任何粉末再析出为止,收集析出...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭舒洋,张明,
申请(专利权)人:郭舒洋,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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