一种改性沥青的制备方法技术

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