废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，由以下组分按照质量份数配比计：30～40份回收沥青；20～40份新沥青；0.02～0.5份氧化石墨烯；10～20份废食用大豆油；6～8份废橡胶粉；3.0～5.0份热塑性橡胶；3.0～4.0份增塑剂；0.6～0.8份稳定剂。本发明专利技术还公开了废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青的制备方法，包括制备氧化石墨烯改性沥青、制备复合再生沥青初样、制得再生沥青三个步骤；其制备工艺简单，所得再生沥青具有良好的粘结性、流动性和延度，且配方中包含大量废旧原料，价格低廉、节能环保。

【技术实现步骤摘要】
废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青及其制备方法
本专利技术属于环保领域的废弃物再利用领域，具体涉及一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青及其制备方法。
技术介绍
随着公路交通事业的飞速发展，沥青路面的建设也迅猛增长，根据中国高速公路设计使用年限及实际服役状况，在90年代以后陆续建成的高速公路已进入大、中修期，每年约有12%的高速公路沥青路面需要维修养护，且以每年15%的速度增长。如果将翻挖、铣刨的旧沥青混合料废弃，一方面造成环境污染，另一方面对于中国这种优质沥青极为匮乏的国家来说是一种资源的浪费，而且大量使用新沥青，开采石油也会对生态环境造成严重破坏。对废旧沥青路面材料进行再生利用，既能减少、节省材料费用及工程投资，又能减少环境污染、降低能源消耗，对社会的可持续发展和保护生态环境具有重大意义和价值。近年来我国地沟油事件频发，严重危害着人们身心健康，已引起全社会关注。地沟油泛指人们生活中的各类劣质油，其主要成分仍然是甘油三酯，但却比食用油多了许多致病、致癌的毒性物质，如主要危害物黄曲霉素是一种强致癌物质，其毒性是砒霜的100倍；地沟油含有的毒素流向江河会造成水体营养化，长期食用会对人体造成明显伤害，如发育障碍、易患肠炎，并伴有肝、心和肾肿大以及脂肪肝等病变。我国对地沟油原料即废食用油的处理回收还缺乏系统完善的管理机制，解决“地沟油”回流餐桌的最佳办法就是对其原料—废食用油进行综合利用。中国专利CN102585529A提供了一种利用废食用油配制的沥青再生剂及其制备工艺，将85～95%废食用油加热到120～140℃，在该温度分别加入2～5%增塑剂、2～5%稳定剂和1～5%抗老化剂搅拌20～40min，冷却后制得沥青再生剂。此方法缺点之一是所选废食用油为回收废油或反复油炸用油，未明确废油种类及来源，其主要成分及含量无法统一，进而难以控制其对老化沥青的再生效果，导致再生效率降低；二是稳定剂选用Sasobit或硫磺可显著提升再生沥青的高温稳定性，但对低温抗裂性有抑制作用，因而其使用范围受限。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，目的之一是提供了一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青。本专利技术的第二个目的在于提供一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青的制备方法。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，由以下组分按照质量份数配比计：30～40份回收沥青；20～40份新沥青；0.05～0.2份氧化石墨烯；10～20份废食用大豆油；6～8份废橡胶粉；3.0～5.0份热塑性橡胶；3.0～4.0份增塑剂；0.6～0.8份稳定剂。在较佳实施情况下，所述的组分按照以下质量份数配比计：30份回收沥青；40份新沥青；0.05份氧化石墨烯；15份废食用大豆油；7份废橡胶粉；3.5份热塑性橡胶；3.0份增塑剂；0.7份稳定剂。所述的回收沥青为通过溶剂抽提和旋转蒸发的方法从废旧沥青路面材料中回收的老化沥青。所述的新沥青为70#基质沥青。所述的氧化石墨烯采用Hummers方法制得，层间距为0.7～1.2nm，比表面积为2100～2600m2/g。所述的废食用大豆油来源于反复煎炸废油，其主要成分为甘油三酯，氧元素含量约为40%～50%，水分及挥发物含量小于0.2%。所述的废橡胶粉来源于废旧货车轮胎，主要成分为丁苯橡胶，颗粒细度为80目。所述的热塑性橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS），星型，嵌段比S/B=30/70，分子量14～30万。所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。所述的稳定剂为过氧二异丙苯。一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青的制备方法，包括以下制备步骤：步骤1，将新沥青与回收沥青按比例混合后加热，向加热后的混合沥青中加入氧化石墨烯，经剪切、搅拌，得到氧化石墨烯改性沥青；步骤2，向所述步骤1得到的氧化石墨烯改性沥青中依次加入废食用大豆油、废橡胶粉、热塑性橡胶、增塑剂，经剪切、搅拌，得到复合再生沥青初样；步骤3，向所述步骤2得到的复合再生沥青初样中加入稳定剂，经搅拌，溶胀，制得再生沥青。在较佳实施情况下，步骤1所述的加热温度为150～160℃；剪切速率为2500±500r/min，剪切时间为15±5min；搅拌时间为20±5min。在较佳实施情况下，步骤2所述的剪切速率为3500±500r/min，剪切时间为20±5min；搅拌时间为30±5min。在较佳实施情况下，步骤3所述的搅拌时间为15±5min；溶胀温度为150～160℃，溶胀时间为50-60min。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术创造适用于各种废旧沥青路面材料回收的老化沥青再生，其制备工艺简单，所得再生沥青具有良好的粘结性、流动性和延度，且配方中包含大量废旧原料，价格低廉、节能环保；2.氧化石墨烯在再生沥青中起抗老化剂和增溶剂的作用，氧化石墨烯比表面积极大且具有丰富的含氧官能团，使其极易与沥青中的组分形成氢键并产生范德华力，氧化石墨烯就可以快速吸附老化沥青中的大分子物质（如胶体和沥青质）；废食用大豆油中含有大量脂肪酸，是一种油脂，具有闪点高、粘度低、产量大、价格低等特点，同时已经过高温烹饪过程，具有较好的耐热性，制备再生沥青的过程中，废食用大豆油充当了小分子溶剂；两者同老化沥青一起协同作用，不仅在提高沥青质溶解度和渗透性的同时降低了老化沥青的刚度，并使处于凝胶状态的老化沥青质溶胀，促进了大分子组分间的相互作用，增强了沥青的柔韧性，粘度、抗永久变形和弹性功能方面显著增强，而且提高了老化沥青与其他添加剂的相溶性，同时沥青也可固化废食用油中残存的少量有害物质，因此，这三者在制备再生沥青时缺一不可；3.本专利技术中使用的废橡胶粉来源于废旧车辆轮胎，经机械粉碎处理后得到粉末状颗粒，其主要成分为丁苯橡胶，废橡胶粉在再生沥青中起增延剂的作用，是良好的老化沥青增延剂；4.本专利技术最后加入的稳定剂为过氧二异丙苯，是为了中和部分未反应的增塑剂，避免过度交联；5.本专利技术再生沥青中的主要成分回收沥青、废食用大豆油和废橡胶粉均为废料，属于废旧资源再利用，经济、环境效益显著，具有广泛的推广应用前景；实现沥青再生的主要方法是通过添加沥青再生剂和其他辅剂，使老化沥青中的沥青质相对含量降低，改善沥青的相容性，进而提高沥青的针入度和延度，使其恢复或接近原有的性能；本专利技术方法简单，价格低廉，易于实施。具体实施方式原理分析：本专利技术的基本原理为：作为新型碳基纳米材料，氧化石墨烯比表面积极大且具有丰富的含氧官能团，使其极易与沥青中的组分形成氢键并产生范德华力，所以极少量的氧化石墨烯就可以快速吸附老化沥青中的大分子物质（如胶体和沥青质），从而在粘度、抗永久变形和弹性功能方面显著增强，并提高老化沥青与其他添加剂的相溶性。另外，氧化石墨烯具有独特的二维层状结构（结构式如下），在沥青中可形成“插层”结构阻隔氧气的氧化作用和紫外光辐射，进而提高改性沥青的抗老化性能。在制备再生沥青的过程中，废食用大豆油充当了小分子溶剂，在提高沥青质溶解度和渗透性的同时降低了老化沥青的刚度，并使处于凝胶状态的老化沥青质溶胀，因而促进了大分子组分间的相互作用，增强了沥青的柔韧性。热塑性橡胶和丁苯橡胶在增塑剂的作用下与沥青各组分产生物理和化学交联，同时促进各组分形成稳定的立体网络胶质结构；最后加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，由以下组分按照质量份数配比计：30～40份回收沥青；20～40份新沥青；0.05～0.2份氧化石墨烯；10～20份废食用大豆油；6～8份废橡胶粉；3.0～5.0份热塑性橡胶；3.0～4.0份增塑剂；0.6～0.8份稳定剂。

【技术特征摘要】
1.一种废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，由以下组分按照质量份数配比计：30～40份回收沥青；20～40份新沥青；0.05～0.2份氧化石墨烯；10～20份废食用大豆油；6～8份废橡胶粉；3.0～5.0份热塑性橡胶；3.0～4.0份增塑剂；0.6～0.8份稳定剂。2.根据权利要求1所述的废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，所述的回收沥青为：通过溶剂抽提和旋转蒸发的方法从废旧沥青路面材料中回收的老化沥青；所述的新沥青为70#基质沥青。3.根据权利要求1所述的废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，所述的氧化石墨烯采用Hummers方法制得，层间距为0.7～1.2nm，比表面积为2100～2600m2/g。4.根据权利要求1所述的废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，所述的废食用大豆油来源于反复煎炸废油，其主要成分为甘油三酯，氧元素含量约为40%～50%，水分及挥发物含量小于0.2%。5.根据权利要求1所述的废食用大豆油与氧化石墨烯复合再生沥青，其特征在于，所述的废橡胶粉来源于废旧货车轮胎，主要成分为丁苯橡胶，颗粒细度为80目；所述的热塑性橡胶为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，星型，嵌段比S/B=30/70，分子量14～30万。6.根据权利要求1所述的废食用大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克非，蒋康，张雪飞，叶泳，石鲜明，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43