一种抗水损沥青改性剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及筑路材料技术领域，公开了一种抗水损沥青改性剂及其制备方法和应用。制备该抗水损沥青改性剂的方法包括以下步骤：S1：将退役风电叶片进行粉末化处理并过筛，得到退役风电叶片粉末；S2：将步骤S1中的退役风电叶片粉末与硅烷偶联剂水解溶液混合，然后干燥，得硅化退役风电叶片粉末；S3：将步骤S2中的硅化退役风电叶片粉末与弹性体混合，然后进行熔融共混、破碎和过筛，得到抗水损沥青改性剂。将该抗水损沥青改性剂用于制备改性沥青和改性沥青混合料，改性沥青和改性沥青混合料的工作性能和路用性能有了明显的提升。能和路用性能有了明显的提升。能和路用性能有了明显的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种抗水损沥青改性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及筑路材料
，具体涉及一种抗水损沥青改性剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]玻璃钢是以玻璃纤维为增强材料，以环氧树脂、不饱和聚酯树脂以及聚氨酯树脂为基体树脂的热固性复合材料。废弃玻璃钢指玻璃钢相关工业和企业在生产、运输、销售和使用过程中产生的废弃边角料、不合格产品以及在无法正常满足工作性能要求而报废需要进行处置的复合材料。废弃玻璃钢传统的处理方式包括掩埋和燃烧，但是上述处理方式没有充分利用废弃玻璃钢的力学性能和残余价值，同时还需要占用大量土地资源，且对地下水和空气造成了严重的污染。而退役风电叶片含有大量的玻璃纤维，面对未来大量的退役风电叶片，如何对其进行资源化、高值化再利用已成为行业普遍关注的难题。因此开发低成本、高效率退役风电叶片再生方法并制作成高附加值且满足性能要求的产品具有重要意义。
[0003]为提高沥青路面的质量，延长沥青路面的寿命，上世纪九十年代国际上就提出使用SBS改性沥青铺筑路面。SBS是一种由丁二烯和苯乙烯通过聚合反应形成的三嵌段结构的热塑性共聚物，分为线型结构与星型结构两种。在室温条件下，SBS大分子结构中的聚苯乙烯硬段（PS段）由于内聚能较高，会相互聚集形成物理交联点，使SBS表现出橡胶弹性。基于SBS独特的结构特点和性能优势，将其用于沥青改性，可显著改善沥青的低温抗开裂性与高温抗车辙性，因此SBS改性沥青已被广泛应用于高级公路的建设。
[0004]由于SBS价格较高，导致筑路成本居高不下，近些年来，开展研究如何利用低成本、高质量的新材料来代替成本较高的SBS，同时保证沥青路面的耐久性不会受到影响，但目前还未出现理想的改性沥青材料。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的退役风电叶片处置困难、SBS改性沥青价格昂贵的问题，提供了一种抗水损沥青改性剂及其制备方法和应用，该抗水损沥青改性剂具有性能优异、价格低廉的特点，且其制备方法简单。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种制备抗水损沥青改性剂的方法，该方法包括以下步骤：S1：将退役风电叶片进行粉末化处理并过筛，得到退役风电叶片粉末；S2：将步骤S1中的退役风电叶片粉末与硅烷偶联剂水解溶液混合，然后干燥，得硅化退役风电叶片粉末；S3：将步骤S2中的硅化退役风电叶片粉末与弹性体混合，然后进行熔融共混、破碎和过筛，得到抗水损沥青改性剂。
[0007]优选地，步骤S1中，退役风电叶片中玻璃纤维的含量大于70重量%。
[0008]优选地，步骤S1中，所述退役风电叶片粉末的粒径≤0.3mm。
[0009]优选地，步骤S2中，所述硅烷偶联剂水解溶液由硅烷偶联剂、水和无水乙醇混合得到，其中，硅烷偶联剂、水和无水乙醇的用量的重量比为14
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19:6
‑
11:100；和/或所述退役风电叶片粉末与所述硅烷偶联剂的用量的重量比为100:10
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20。
[0010]优选地，步骤S2中，所述混合的条件包括：温度为55
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85℃，时间为10
‑
60min。
[0011]优选地，步骤S3中，所述硅化退役风电叶片粉末与所述弹性体的用量的重量比为100:15
‑
45；和/或所述弹性体选自SBR、SBS、SIS、SEBS、IIR或EVA。
[0012]优选地，步骤S3中，熔融共混的条件包括：温度为50
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70℃，转速为40
‑
70rpm，时间为15
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40min；和/或所述破碎为冷冻破碎。
[0013]优选地，步骤S3中，所述抗水损沥青改性剂的粒径≤0.3mm。
[0014]本专利技术第二方面提供了采用上述方法制备的抗水损沥青改性剂。
[0015]本专利技术第三方面提供了一种改性沥青，该改性沥青包含基质沥青和改性剂，所述改性剂为前文所述的抗水损沥青改性剂和可选的SBS。
[0016]优选地，改性剂和基质沥青的用量的重量比为1
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20:100。
[0017]本专利技术第四方面提供了一种制备前文所述的改性沥青的方法，该方法包括：将改性剂与熔融态的基质沥青进行机械共混。
[0018]本专利技术第五方面提供了一种改性沥青混合料，该改性沥青混合料包含改性沥青、集料和矿粉；其中，所述改性沥青为前文所述的改性沥青。
[0019]本专利技术第六方面提供了一种制备前文所述的改性沥青混合料的方法，该方法包括以下步骤：（1）将集料和矿粉进行预热，并将改性沥青预热至熔融态；（2）依次将熔融态的改性沥青与矿粉加入集料中，进行拌和。
[0020]本专利技术与现有技术相比具有如下优点：（1）本专利技术所述的方法中，硅烷偶联剂水解后产生的硅羟基基团与退役风电叶片粉末表面的硅羟基反应，增加了退役风电叶片粉末表面的非极性基团，再将其与弹性体按照一定的比例熔融共混，使弹性体与其表面的非极性基团相互作用，实现化学包覆改性，通过硅烷偶联剂与弹性体协同处理退役风电叶片粉末，提高了退役风电叶片粉末与沥青的相容性；通过上述方法，将制备的抗水损沥青改性剂用于制备改性沥青，能一定程度提高沥青的软化温度，不会显著增加黏度而影响改性沥青的工作性能；将制备的改性沥青用于制备改性沥青混合料，可以显著提升沥青混合料的水稳定性，同时改善沥青混合料的抗永久变形性、高温性能与低温性能，实现风电叶片沥青改性剂对沥青混合料的高质化改善效果。
[0021]（2）本专利技术所述方法制备的抗水损沥青改性剂成本低廉，用于部分或全部替换沥青路面领域常见的聚合物改性剂，具有显著成本优势，能较大程度上降低道路建设施工中所产生的经济成本。
[0022]（3）本专利技术所述方法中以退役风电叶片为主要原料制备沥青改性剂，可以有效解决风电叶片退役浪潮带来的资源浪费和环境污染等严峻问题，实现退役风电叶片规模化开发和资源化利用，是一种具有显著的经济效益与工程价值的绿色高效回收方案。
附图说明
[0023]图1为本专利技术制备抗水损沥青改性剂的方法的工艺流程图；图2为本专利技术实施例1制备的退役风电叶片粉末放大500倍的SEM图；图3为本专利技术实施例1制备的退役电叶片粉末放大5000倍的SEM图；图4为本专利技术实施例1制备的抗水损沥青改性剂放大500倍的SEM图；图5为本专利技术实施例1制备的抗水损沥青改性剂放大5000倍的SEM图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0025]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备抗水损沥青改性剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：将退役风电叶片进行粉末化处理并过筛，得到退役风电叶片粉末；S2：将步骤S1中的退役风电叶片粉末与硅烷偶联剂水解溶液混合，然后干燥，得硅化退役风电叶片粉末；S3：将步骤S2中的硅化退役风电叶片粉末与弹性体混合，然后进行熔融共混、破碎和过筛，得到抗水损沥青改性剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，退役风电叶片中玻璃纤维的含量大于70重量%。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述退役风电叶片粉末的粒径≤0.3mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述硅烷偶联剂水解溶液由硅烷偶联剂、水和无水乙醇混合得到，其中，硅烷偶联剂、水和无水乙醇的用量的重量比为14
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19:6
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11:100；和/或所述退役风电叶片粉末与所述硅烷偶联剂的用量的重量比为100:10
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20。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述混合的条件包括：温度为55
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85℃，时间为10
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60min。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述硅化退役风电叶片粉末与所述弹性体的用量的重量比为100:15
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45；和/或所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛欣，王晓丹，陈维杰，王富平，宁慧森，姜德旭，
申请(专利权)人：国能联合动力技术保定有限公司，
类型：发明
国别省市：