【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改性沥青，具体涉及一种环保型沥青发泡剂及其制备和使用方法。
技术介绍
1、沥青混合料是当前路面铺设所使用的主要材料，调研表明全球每年预计生产沥青混合料8400亿吨。沥青混合料是由沥青和集料经过高温且充分拌合制得，普通沥青混合料的拌合温度通常为160℃，而改性沥青的拌合温度高达180℃，因此在沥青混合料的拌合过程中会产生大量有毒烟气及温室气体，在消耗了大量能源的同时，造成了显著的环境污染。
2、随着原油资源的紧缺，沥青的价格不断升高，进而显著增加了路面的建设成本，显著影响了经济较落后地区的交通发展。同时，我国作为农业大国每年有着大量的废弃生物质产出，因此将废弃生物质与道路建设相结合，不仅实现了资源的再利用，而且降低了道路建设对石油沥青的依赖性。
3、当前降低沥青混合料的拌合温度的方法有两种，分别为表面活性剂降黏法和泡沫降黏法。表面活性剂降黏法即为向沥青中加入一定量的温拌剂，来降低沥青的表面张力或内聚力，进而降低沥青的黏度，以此达到降低沥青混合料拌合温度的目的。然而，常用的蜡基、表面活性剂基温拌剂会在沥青中残留，因此会略微降低沥青的高温性能；泡沫降黏法是通过化学或物理手段在沥青中产生气体，进而在沥青中产生泡沫，以此达到降低沥青黏度的目的，该气体通常为水蒸气。相比之下，泡沫的产生会短时间显著降低沥青的黏度，同时提高沥青的比表面积，达到在降低沥青混合料拌合温度的同时，增强沥青及混合料结合的均匀性。
4、目前，沥青混合料的泡沫降黏法为直接往沥青中加水，通过控制加水量来调节沥青的膨胀率。然而
技术实现思路
1、本专利技术的目的在是为了解决传统沥青发泡方法存在上述问题，进而提高沥青泡沫的绵密程度、膨胀率和半衰期，增强沥青的高温性能。同时，实现生物质固废的再利用。而提供一种环保型沥青发泡剂及其制备和使用方法。
2、本专利技术的一种环保型沥青发泡剂，它按照重量份是由生物质重油1～100份、分散剂1～10份、交联剂1～10份和多聚磷酸1～50份组成。
3、进一步地，所述的生物质重油为废弃生物质通过炼制得到的富羟基生物质重油。
4、进一步地，所述的分散剂为糠醛抽出油。
5、进一步地，所述交联剂是由炭黑、硫磺、过氧化二异丙苯按照质量比为(1～10)：5：(1～10)的比例混合而成。
6、进一步地，所述的多聚磷酸的相对质量分数为100％～117％。
7、进一步地，所述的环保型沥青发泡剂按照重量份是由生物质重油10～50份、分散剂2～6份、交联剂2～6份和多聚磷酸10～30份组成。
8、进一步地，所述的环保型沥青发泡剂按照重量份是由生物质重油20～70份、分散剂4～8份、交联剂4～8份和多聚磷酸5～20份组成。
9、本专利技术的一种环保型沥青发泡剂制备方法，所述的制备方法是按照以下步骤进行的：
10、所述的制备方法分别制备将沥青发泡剂的a部分和沥青发泡剂的b部分；所述的沥青发泡剂的a部分的制备方法为：
11、步骤(1)：将生物质重油加热至120℃；
12、步骤(2)：将分散剂加入熔融状态的生物质重油中，机械搅拌10～20min，制得沥青发泡剂的a部分；
13、分别称取交联剂和多聚磷酸作为沥青发泡剂的b部分，分开保存沥青发泡剂的a部分和沥青发泡剂的b部分。
14、本专利技术的一种环保型沥青发泡剂的使用方法，所述的环保型沥青发泡剂使用如下：
15、首先将基质沥青加热至熔融状态，将沥青发泡剂的a部分以等质量或等体积替代基质沥青1％-50％的方式掺入，或以基质沥青质量百分比1％-70％的方法掺入，加入沥青发泡剂的a部分后机械搅拌，制得泡沫沥青基底；
16、其次，将沥青发泡剂的b部分加入泡沫沥青基底中，搅拌均匀即可制得泡沫沥青，所述的沥青发泡剂b部分中交联剂为泡沫沥青基底质量的0.01％～5％，多聚磷酸为泡沫沥青基底质量的1％～10％。
17、进一步地，向所述的泡沫沥青基底中添加改性剂，制得改性泡沫沥青基底。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术通过多聚磷酸与富含羟基生物质重油的酯化反应，使水均匀、分散地生成与沥青内部，进而生成均匀绵密的气泡，可显著降低沥青的黏度，以此降低沥青混合料的拌合温度，进而有效抑制沥青中有毒烟气的排放，以及降低沥青加热、及混合料拌制过程中的能源消耗。本专利技术的分散剂起到提高生物质重油在沥青中的分散性，交联剂则起到提高多聚磷酸与生物质重酯化产物在沥青中的稳定性。
20、(2)本专利技术所采用的生物质重油为农业、畜牧业固废炼制而得，所以本专利技术的应用在提高沥青发泡效率、效果的同时，实现了道路建设的可持续性发展。此外，生物质重油的大剂量掺入降低了石油沥青的使用，进而降低沥青混合料的制备成本，缓和了原油价格增长对道路建设的影响。
21、(3)本专利技术所提出的发泡剂同时也是高效的沥青的改性剂，进而解决了传统表面活性剂基温拌剂的残留对于沥青性能的影响。多聚磷酸改性剂可显著提高沥青的高温性能。同时，糠醛抽出油及生物质重油的使用，缓和了多聚磷酸对沥青低温性能的影响。
22、(4)本专利技术基于酯化反应提出的发泡方案，解决了传统沥青水发泡法泡沫大、半衰期短的问题。此外，基于化学反应的发泡方法可实现泡沫绵密、均匀等优点，同时降黏效果明显。此外，本专利技术将沥青发泡剂分为a、b两部分，可实现泡沫沥青的随用随制。同时，本发泡剂以改性剂的形式加入沥青中，因此采用改性沥青常见的制备设备，或简单搅拌设备即可制得。
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1.一种环保型沥青发泡剂，其特征在于它按照重量份是由生物质重油1～100份、分散剂1～10份、交联剂1～10份和多聚磷酸1～50份组成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的生物质重油为废弃生物质通过炼制得到的富羟基生物质重油。
3.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的分散剂为糠醛抽出油。
4.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述交联剂是由炭黑、硫磺、过氧化二异丙苯按照质量比为(1～10)：5：(1～10)的比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的多聚磷酸的相对质量分数为100％～117％。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的环保型沥青发泡剂按照重量份是由生物质重油10～50份、分散剂2～6份、交联剂2～6份和多聚磷酸10～30份组成。
7.根据权利要求1至5任意一项所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的环保型沥青发泡剂按照重量份是由生物质重油20～70份、分
8.制备权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂的方法，其特征在于所述的制备方法是按照以下步骤进行的：
9.如权利要求8所制备的一种环保型沥青发泡剂的使用方法，其特征在于所述的环保型沥青发泡剂使用如下：
10.根据权利要求9所述的一种环保型沥青发泡剂的使用方法，其特征在于向所述的泡沫沥青基底中添加改性剂，制得改性泡沫沥青基底。
...【技术特征摘要】
1.一种环保型沥青发泡剂，其特征在于它按照重量份是由生物质重油1～100份、分散剂1～10份、交联剂1～10份和多聚磷酸1～50份组成。
2.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的生物质重油为废弃生物质通过炼制得到的富羟基生物质重油。
3.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的分散剂为糠醛抽出油。
4.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述交联剂是由炭黑、硫磺、过氧化二异丙苯按照质量比为(1～10)：5：(1～10)的比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种环保型沥青发泡剂，其特征在于所述的多聚磷酸的相对质量分数为100％～117％。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的一种环...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐慧宁，刘贵勇，詹贺，李志伟，杨旭升，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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