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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于道路工程,具体涉及一种基于废弃食用油再生老化沥青的方法。
技术介绍
1、沥青结合料是道路建设的主要材料之一,每年在旧路面的维护过程中,都会产生大量的再生沥青路面材料。据统计,仅在中国,每年路面养护产生的废旧沥青混合料就达到5000~8000万吨,而且这一数据还在持续增长。如果不处理这些废旧沥青混合料,不仅会对环境造成巨大负担,还会造成大量的资源浪费(沥青来源于石油)。因此,面对原油资源短缺和公路建设的迫切需求,再生沥青路面已成为一种既有经济效益又有环境效益的选择。
2、沥青主要包括烷烃、环烷烃和缩合的芳香烃。现代胶体理论通常认为沥青主要由沥青质和可溶质两部分组成,可溶质又可分为油分(芳香分和饱和分)和胶质。沥青老化后表现为:沥青质明显增加,芳香分和胶质含量降低,而饱和分变化不大,因为其分子本身处于较稳定的状态。目前,道路工程中主要运用石油基再生剂,但在其再生老化沥青时存在以下技术问题:(1)再生剂的轻组分在高温下容易挥发,再生效率较差;(2)石油基再生剂通常具有更高的芳烃含量和更多的不饱和键,它们在高温下容易被氧化。因此,开发绿色、环保、高效的再生剂具有重要的意义。冉龙飞利用不同废弃油脂为基础油分,与增塑剂、增粘树脂等制备沥青再生剂,开发了一种环境友好型再生剂,对老化后的sbs改性沥青进行再生(冉龙飞. 热、光、水耦合条件下sbs改性沥青老化机理研究及高性能再生剂开发[d].重庆: 重庆交通大学, 2016.),结果表明:再生剂能够使老化沥青的各项性能恢复至原样沥青水平,并且具有很好的经济价值以及环保效
3、废弃食用油的排放增加了废水和废油的处理压力,对环境保护造成了一定的威胁。值得注意的是,废弃食用油的主要成分为脂肪酸,属芳香油,与老化沥青所缺失的芳香分结构相似。此外,将废弃食用油进行改性后,能够降低废弃食用油的酸值,使其表现出低饱和效应,能进一步提升老化沥青的高温性能、抗剪切性能、流变性能等。因此,以废弃食用油来替代常规的废旧沥青再生剂的基础油,能够变废为宝,提升环境和经济效益,受到了广泛的关注。虽然废弃食用油能使老化沥青部分指标恢复至基质沥青的水平,但其延度显著下降,这严重影响沥青了的再生效果。针对此问题,研究人员将废弃食用油与乙酰基柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、c5石油树脂等化学试剂进行拌合成再生剂,但这种方法还存在成本较高、合成过程复杂等问题。
4、有鉴于此,本专利技术对废弃食用油进行两步改性,将两步改性的废弃食用油进行简单的混合即可制得再生剂,这种再生剂能使老化沥青各项指标恢复至基质沥青的水平,尤其使延度恢复至路用水平,对老化沥青的再生具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种基于废弃食用油再生老化沥青的方法,以提升老化沥的性能,减缓废旧沥青浪费及废弃食用油排放等问题。
2、为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:
3、步骤s1,废弃食用油酯化改性:将氢氧化钠溶液和甲醇、废弃食用油混合,并置于油浴锅中,边搅拌边加热,最后静置分层,得到的下层液体即为酯化改性的废弃食用油。
4、步骤s2,废弃食用油环氧化改性:将过氧化氢、冰乙酸、浓硫酸、酯化改性食用油混合在一起,并置于油浴锅中,边搅拌边加热,最后高温蒸馏得到环氧化改性的废弃食用油。
5、步骤s3,再生剂的制备:将步骤s1酯化改性得到的废弃食用油和步骤s2环氧化改性得到的废弃食用油混合、搅拌得到沥青再生剂。
6、步骤s4,老化沥青的再生:将老化沥青置于烘箱中,加热至其有较好的流动性,倒入搅拌容器中,启动电动搅拌机,将再生剂加入到老化沥青中,匀速剪切制得再生沥青。
7、优选地,步骤s1所述的废弃食用油为常规餐厅、酒店等餐饮淘汰的食用油,主要成分为大豆油。
8、优选地,步骤s1所述的氢氧化钠溶液浓度为0.8~1.2 mol/l,氢氧化钠加入量为废弃食用油体积的0.5~2%,甲醇与废弃食用油的体积比为(4~8):1,废弃食用油用量为90~110ml。
9、优选地,步骤s1所述的加热温度为60~70℃,搅拌速度为30~50 r/min,持续搅拌0.5~2 h,静置时间为5~24 h。
10、优选地,步骤s2所述的酯化改性废弃食用油用量为9~11 g、冰乙酸2.3~2.6 g、过氧化氢3.4~3.6g、浓硫酸14~16 μl。
11、优选地,步骤s2所述的油浴锅加热温度为45~55℃,搅拌速度为30~50 r/min,持续搅拌3~6 h,蒸馏温度为119~125℃。
12、优选地,步骤s3所述的酯化改性废弃食用油与环氧化改性废弃食用油的比例为(0~10):1。
13、优选地,步骤s4所述的再生剂加入量为沥青的3~5%,且分三次加入,每次间隔时间为10 min,避免搅拌不均匀而导致的改性效果较差。
14、优选地,步骤s4所述的老化沥青再生过程搅拌速度为700~900 r/min,加热温度为130~140℃,并匀速剪切50~70min。
15、本专利技术的有益效果在于:
16、(1) 本专利技术利用改性的废弃食用油改性老化沥青,再生的老化沥青基本能恢复至基质沥青的水平,且具有优良的高温,抗老化性能,有利于道路工程建设,减少了基质沥青供给压力。
17、(2) 本专利技术的老化沥青改性剂为废弃食用油,变废为宝,廉价易得。
18、(3) 本专利技术工艺简单,对设备要求较低,易于大规模生产。
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1.一种基于废弃食用油再生老化沥青的方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,废弃食用油的主要成分为大豆油。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,氢氧化钠溶液浓度为 0.8~1.2mol/L,氢氧化钠加入量为废弃食用油体积的0.5~2%,甲醇与废弃食用油的体积比为4~8:1。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,加热温度为60~70℃,搅拌速度为30~50 r/min,持续搅拌0.5~2 h,静置时间为5~24 h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,酯化改性的废弃食用油9~11g、冰乙酸2.3~2.6 g、过氧化氢3.4~3.6 g、浓硫酸14~16 μL;加热温度为45~55℃,搅拌速度为30~50 r/min,持续搅拌3~6 h,蒸馏温度为119~125℃。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(3)中,酯化改性的废弃食用油与环氧化改性的废弃食用油的体积比为0~10:1。
7.根据权利
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(4)中,搅拌速度为700~900 r/min,加热温度为130~140℃,并匀速剪切50~70 min。
...【技术特征摘要】
1.一种基于废弃食用油再生老化沥青的方法,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,废弃食用油的主要成分为大豆油。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,氢氧化钠溶液浓度为 0.8~1.2mol/l,氢氧化钠加入量为废弃食用油体积的0.5~2%,甲醇与废弃食用油的体积比为4~8:1。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(1)中,加热温度为60~70℃,搅拌速度为30~50 r/min,持续搅拌0.5~2 h,静置时间为5~24 h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:步骤(2)中,酯化改性的废弃食用油9~11...
【专利技术属性】
技术研发人员:李雯,罗炜森,陈泓钒,郭银岁,王坤灿,
申请(专利权)人:福州大学,
类型:发明
国别省市:
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