一种丙烯酸化环氧植物油及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种丙烯酸化环氧植物油及其制备方法和应用，其制备步骤如下：按质量份计，将100份环氧植物油、1

【技术实现步骤摘要】
一种丙烯酸化环氧植物油及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于沥青材料
，具体涉及一种丙烯酸化环氧植物油及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]我国公路采用沥青路面传统的热拌沥青技术，然而HMA存在高能耗、高污染等环境问题。在HMA生产过程中的拌和温度往往达到150～180℃，并且持续时间长，在拌合、摊铺以及碾压等一系列的过程中，需要耗费大量的化石能源。除此之外，在施工过程中还会产生大量的二氧化碳、有毒气体以及粉尘，严重威胁着现场施工作业人员的身体健康以及周围大气环境。
[0003]要想降低沥青混合料拌合和压实的温度，需要向混合料中添加温拌剂。传统的温拌剂制备技术采用的原料是橡胶油、蜡等不可再生资源，它们的环保效果较差，价格较为昂贵，制备成本较高，同时也不可生物降解。为了解决这些缺点，科学家们致力于将生物基材料运用于制备生物温拌剂。
[0004]植物油及其衍生物因为其资源丰富、环保的优势而被研究者所注意，植物油作为生物基材料与沥青具有相容性优势。目前已有研究证明植物油、木纤维、农业残留物和动物粪便等生物基材料作为沥青改性剂，能有效提高石油沥青的低温性能以及抗疲劳性能。因此，如何进一步对植物油进行改性，使其获得更好的温拌效果，降低沥青混合料拌合和压实的温度成为研究的热门方向。

技术实现思路

[0005]解决的技术问题：针对上述技术问题，本专利技术提供了一种丙烯酸化环氧植物油及其制备方法和应用，可以提升沥青的低温及抗疲劳性能，降低沥青混合料拌合和压实的温度，节约能耗和减少二氧化碳排放。
[0006]技术方案：一种丙烯酸化环氧植物油的制备方法，步骤如下：按质量份计，将100份环氧植物油、1
‑
2份催化剂在20
‑
30℃下混合，搅拌并加热至60
‑
90℃，加入6
‑
9份丙烯酸化剂和0.3
‑
1份阻聚剂，滴加完毕后升温至100
‑
130℃，在500
‑
800r/min转速下恒温反应6
‑
8h，减压去除剩余的丙烯酸化剂，即得到丙烯酸化环氧植物油。
[0007]优选的，所述环氧植物油的环氧值≥6.0％。
[0008]优选的，所述环氧植物油为环氧大豆油、环氧菜籽油、环氧花生油和环氧葵花籽油中的一种或几种。
[0009]优选的，所述催化剂为三苯基膦、对苯二酚、三乙胺和二甲基乙酰胺中的一种或几种。
[0010]优选的，所述阻聚剂为二丁基羟基甲苯、4
‑
叔丁基邻苯二酚、对羟基苯甲醚中的一种或几种。
[0011]优选的，所述丙烯酸化剂为丙烯酸、甲基丙烯酸、2
‑
丙基丙烯酸和甲基丁烯酸中的
一种或几种。
[0012]由上述方法制得的丙烯酸化环氧植物油。
[0013]所述丙烯酸化环氧植物油在沥青中的应用，步骤如下：按3
‑
16wt.％的掺量将丙烯酸化环氧植物油加入基质沥青中，以3000r/min剪切速度剪切30
‑
60min，冷却后可得到丙烯酸化环氧植物油改性沥青。
[0014]有益效果：本专利技术解决了生产传统石油基沥青温拌剂、再生剂、改性剂带来的污染环境、价格高昂等问题，提供的丙烯酸化环氧植物油可以提升沥青的温拌效果和低温及抗疲劳性能。
[0015]具体的：
[0016]本专利技术提供的丙烯酸化环氧植物油改性沥青，其低温性能与抗疲劳性能均优于SBS改性沥青，性能提升15％以上，且成本降低10％以上；
[0017]本专利技术采用可再生的生物基材料，与传统石油基改性剂相比，原料生产更加环保，大幅减少CO2排放，且丙烯酸化环氧植物油改性沥青制备过程中，因改性剂为液体，高速剪切机采用的剪切时间、温度、速度也可采用较小指标，热能消耗更少，使用丙烯酸化环氧植物油改性沥青总计可减少总能耗40％以上，减少CO2排放量达34％以上；
[0018]丙烯酸化环氧植物油可以降低混合料在拌合和压实中的温度30℃左右，在工程中使用可以降低总能耗30％以上，减少CO2排放量达25％以上。
附图说明
[0019]图1是本专利技术的制备流程图；
[0020]图2是本专利技术的反应机理图；
[0021]图3是本专利技术实施例1制得的环氧大豆油(ESO)和丙烯酸化环氧大豆油(AESO)的红外光谱图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。
[0023]本专利技术中改性沥青混合料的性能检测方法，以及丙烯酸化环氧植物油改性沥青及其混合料的制备与性能检测方法，均参照《公路沥青路面再生技术规范》(中华人民共和国行业标准，JTG/T 5521—2019)和《公路沥青路面施工技术规范》(中华人民共和国行业标准，JTG F40
‑
2004)。
[0024]粗集料(粒径≥2.36mm)采用玄武岩碎石，细集料(粒径＜2.36mm)采用石灰岩碎石，填料使用矿粉。集料各项指标符合JTGF40
‑
2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。沥青混合料油石比采用5.0％，级配采用AC
‑
13，以下实施例中混合料材料的级配如下表1所示
[0025]表1实施例1
‑
7中所用沥青混合料的级配
[0026][0027]备注：实施例用级配意思为实施例1
‑
7中的混合料级配均采用此级配，若实际使用其他级配则根据规范计算得到相应混合料中其他材料的加入量即可。
[0028]实施例1
[0029]丙烯酸化环氧植物油的原料按质量份数配比：
[0030][0031]丙烯酸化环氧植物油的制备：
[0032]将上述配比的环氧植物油、催化剂，加入至洁净的三口烧瓶中(放置于集热式恒温加热磁力搅拌器中)，在恒温20℃下混合均匀，搅拌加热至60℃，逐滴加入丙烯酸(AA)和阻聚剂对羟基苯甲醚(MEHQ)，滴加完毕后升温至110℃，在搅拌速率为500r/min的条件下，反应7h，最后用油泵减压除去剩余的丙烯酸化剂，得到丙烯酸化环氧植物油。
[0033]所述丙烯酸化环氧植物油改性沥青的原料按质量份数配比：
[0034]高粘沥青
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
100份
[0035]丙烯酸化环氧大豆油
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
3份
[0036]丙烯酸化环氧植物油改性高粘沥青的制备：
[0037]高粘沥青的配方：将双龙70#基质沥青加热至170℃，向其中加入用量为改性沥青重量3％的SBS，用高速剪切机剪切1h，剪切速度为3000r/min。后加入用量为改性沥青重量2％的8
‑
24号橡胶油，升温到180℃，1h内加入SBS质量的1/30的硫磺稳定剂，待硫磺添加完成后，175℃下搅拌发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丙烯酸化环氧植物油的制备方法，其特征在于，步骤如下：按质量份计，将100份环氧植物油、1
‑
2份催化剂在20
‑
30℃下混合，搅拌并加热至60
‑
90℃，加入6
‑
9份丙烯酸化剂和0.3
‑
1份阻聚剂，滴加完毕后升温至100
‑
130℃，在500
‑
800r/min转速下恒温反应6
‑
8h，减压去除剩余的丙烯酸化剂，即得到丙烯酸化环氧植物油。2.根据权利要求1所述的一种丙烯酸化环氧植物油的制备方法，其特征在于，所述环氧植物油的环氧值≥6.0%。3.根据权利要求1所述的一种丙烯酸化环氧植物油的制备方法，其特征在于，所述环氧植物油为环氧大豆油、环氧菜籽油、环氧花生油和环氧葵花籽油中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈葱琳，丁非凡，马涛，陈香，王小虎，刘杰，
申请(专利权)人：江苏创为交通科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：