一种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固废利用技术领域，公开了一种沥青改性剂及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种沥青改性剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及固废利用
，具体涉及一种沥青改性剂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]我国的风电产业的规模化发展是从
2004
年开始的，根据初步市场调研，截止到
2019
年年底，全国撞击规模达到
2.09
亿千瓦，风机台数约
13
万台左右，风机千瓦的叶片复合材料用量基本在
15
公斤左右，复合材料的用量高达
350 400
万吨，服役寿命一般为
2025
年
。
随着风能产业的快速发展，到
2025
年，我国退役叶片将达
8112
吨，而在
2025
年之后，退役叶片总量将迅速增长，
2028
年退役总量预计将达
412784
吨，
2029
年预计高达约
715664
吨，因此如何有效处置退役风电机组废弃物成为亟待解决的问题
。
[0003]由于风机叶片是一种热固性的玻璃纤维增强树脂聚合物
(GFRP)
复合材料，其主要特点就是不可生物降解
、
耐高温
、
耐腐蚀等，故采用堆放
、
填埋和焚烧等简单的处理方式，已不能满足国家对于环保与资源化利用等重大政策要求
。
为充分实现风机叶片的资源化再生利用，国内外已有一些公司和研究人员将其回收应用于不同领域，如丹麦某公司通过设计
、
剪裁等方式将回收叶片制成自行车棚；荷兰某公司将其设计成为了游乐池；我国某公司将叶片粉末化后用于
3D
打印，增材制造为一些低强度要求的构造物；我国某高校研究人员也尝试将叶片粉末化后用于墙板制造
。
尽管这些回收利用方式均展现出了明显的社会价值，但其仍然存在消耗量小
、
附加值低的应用痛点，很难实现大规模增值化应用
。
目前，退役风电叶片的回收方法主要有热回收
、
化学回收与机械回收等主流形式，但根据其不溶不熔
、
模量高等物化特性，机械破碎的处理方式是工程应用上最简单可行的回收方式之一
。
[0004]随着在我国未来几年里风机叶片的大规模持续性退役，其回收处理市场将迎来高峰并维持很长时间，退役叶片的综合处置问题将逐步常态化
。
根据国内的研究状况来看，现阶段退役叶片并没有很好的处理解决方案，其大规模高质化消耗是目前存在的突出问题
。

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堆积量大
、
回收效率低以及增值应用难的问题，提供一种沥青改性剂及其制备方法和应用，该方法将回收的风电叶片为主要原料，实现了退役风电叶片的规模化开发和资源化利用
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种沥青改性剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0007](1)
将回收的风电叶片进行粉碎并过筛，得到废风电叶片粉末；
[0008](2)
将步骤
(1)
得到的废风电叶片粉末与硅烷水解液进行反应，干燥后得到沥青改性剂；
[0009]步骤
(2)
中，所述硅烷水解液为含有硅烷偶联剂
、
水和无水乙醇的混合液；
[0010]所述废风电叶片粉末与所述硅烷水解液中的硅烷偶联剂的用量的重量比为
100
：
10
‑
20
；
[0011]步骤
(2)
中，所述反应条件包括：温度为
55
‑
85℃
，时间为
10
‑
60min。
[0012]优选地，步骤
(1)
中，所述废风电叶片粉末的粒径
≤0.3mm。
[0013]优选地，步骤
(1)
中，所述废风电叶片粉末中玻璃纤维的重量占比
≥70
重量％
。
[0014]优选地，步骤
(2)
中所述硅烷水解液的制备方法包括：将硅烷偶联剂加入无水乙醇和水中，室温静置
10
‑
60min。
[0015]优选地，所述硅烷偶联剂
、
所述水与所述无水乙醇的用量的重量比为
(14
‑
19)
：
(6
‑
11)
：
100。
[0016]优选地，所述硅烷偶联剂选自
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧
)
丙基三甲氧基硅烷和
γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或两种以上
。
[0017]本专利技术第二方面提供了由前文所述的方法制备的沥青改性剂
。
[0018]本专利技术第三方面提供了一种制备改性沥青的方法，该方法包括：将改性剂与熔融态的基质沥青混合；其中，所述改性剂为前文第二方面所述的沥青改性剂和可选的
SBS
改性剂
。
[0019]优选地，所述改性剂与所述基质沥青的重量比为1‑
20
：
100。
[0020]优选地，所述沥青改性剂与所述
SBS
改性剂的重量比为2‑6：
1。
[0021]优选地，所述混合的条件包括：温度为
150
‑
210℃
，时间为1‑
6h。
[0022]本专利技术第四方面提供了由前文所述的方法制备的改性沥青
。
[0023]本专利技术第五方面提供了一种制备改性沥青混合料的方法，该方法包括：将改性沥青预热至熔融态，然后与预热后的集料和矿粉进行混合；其中，所述改性沥青为前文第四方面所述的改性沥青
。
[0024]优选地，所述改性沥青的重量与集料和矿粉的总重量的用量比为4‑6：
100。
[0025]优选地，矿粉为集料和矿粉的总量的4‑6重量％
。
[0026]本专利技术第六方面提供了由前文所述的方法制备的改性沥青混合料
。
[0027]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果主要在于：
[0028](1)
本专利技术采用回收的废弃风电叶片为主要原料制备沥青改性剂，能有效解决风机叶片退役浪潮带来的严峻资源浪费和环境污染问题
。
[0029](2)
本专利技术利用硅烷偶联剂对废弃风电叶片粉末进行硅烷化处理，旨在利用硅烷偶联剂水解后产生的硅羟基与废弃风电叶片粉末表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种沥青改性剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)
将回收的风电叶片进行粉碎并过筛，得到废风电叶片粉末；
(2)
将步骤
(1)
得到的废风电叶片粉末与硅烷水解液进行反应，干燥后得到沥青改性剂；步骤
(2)
中，所述硅烷水解液为含有硅烷偶联剂
、
水和无水乙醇的混合液；所述废风电叶片粉末与所述硅烷水解液中的硅烷偶联剂的用量的重量比为
100
：
10
‑
20
；步骤
(2)
中，所述反应条件包括：温度为
55
‑
85℃
，时间为
10
‑
60min。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述废风电叶片粉末的粒径
≤0.3mm。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述废风电叶片粉末中玻璃纤维的重量占比
≥70
重量％
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤
(2)
中所述硅烷水解液的制备方法包括：将硅烷偶联剂加入无水乙醇和水中，室温静置
10
‑
60min。5.
根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂
、
所述水与所述无水乙醇的用量的重量比为
(14
‑
19)
：
(6
‑
11)
：
100。6.
根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂选自
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷
、
γ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁慧森，王晓丹，李沛欣，陈维杰，王富平，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：