专利名称：一种用于融雪的环保稳定型沥青混合料改性剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于浙青材料领域，具体地，涉及一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂及其制备方法。
背景技术：
道路性能的首要要求是安全性，其次才是道路的路用性能。雨、雪、霜、雾等各种气候条件均能严重危害道路安全。尤其在大雪纷飞的寒冬，路面积雪不仅容易损害路面结构，更是造成行车困难，生活不便，交通事故率大幅增加。为此，出现了各种道路积雪清除设备，但是这些设备普遍存在费力耗时等问题，而且会造成交通拥堵，影响道路通畅。因此，从道路自身寻求方法和技术是解决路面融雪的根本途径，道路施工、养护和研究工作者们早已经研究了各种路面积雪的方法和技术。到目前为止，这些技术可以分成两个方面，一方面，从道路设计的角度出发，将钢制材料、导线、电极等材料、设备与元件引入路面，通过电制热的原理，使得高绝缘性的路面材料具有热和电的感知和转换能力，将电力转化为热能，热能通过铺面材料与冰雪的接触面向上传到，冰雪吸收热量后，温度逐渐升高，将路面积雪融除，此类方法融雪效率高，但由实施难度和成本高且耗能较大，道路的路用性能也无法保证，万一出现因该类技术的使用而造成路面出现其它安全隐患和事故，这类方法便背离了安全是道路首要要求的宗旨；另一方面，从道路材料角度出发，根据提高冰点的原理，将盐类物质，如氢氧化钠、碳酸钠、氯盐(氯化钠、氯化钙)等加入到混合料中，在毛细管压力及车辆碾压作用下，路面内部盐分逐渐析出，从而降低道路表面水的冰点，延迟道路表面积雪结冰，通过改变路面物理性能，达到融雪的目的。这类方法简单，但稳定性差，原因是这些盐类物质易受雨水的冲刷而大量流失。流失的无机盐由于其腐蚀性能，也会污染道路周围的环境，为此，人们在氯盐融雪剂里加入“缓蚀剂”，虽在一定程度上抑制了腐蚀，但仍有较高的 氯离子浓度，缓蚀剂多为亚硝酸盐，只能用于钢筋混凝土桥梁，而一旦深入土壤会污染地下水，所以也不环保。未解决上述问题，目前国内主要存在如下专利文献:申请号:201110456252.1，专利名称:一种高效融雪符合改性浙青混合料及其制备方法。高效融雪符合改性浙青混合料包括矿质集料84.0-95.0份，石油浙青5.5-7.5份，橡胶颗粒1.5-4.0份，化学类抑制冻结剂1.0-4.5份。该发明将橡胶颗粒和化学类抑制冻结剂添加到混合料中，从物理和化学两个方面进行路面的破冰融雪。然而，该发明为达到其效果而采用的化学类抑制冻结剂，均是从其他生产厂家购买，无形中提高了生产成本。加之现有的融雪技术中所采用的材料大都为不可再生资源，随着社会与经济的快速发展，资源逐渐枯竭，尤其是不可再生资源的日益消耗，让人类逐步陷入无材可取的窘境
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。所述改性剂组分组成性能稳定、经济环保，制备过程和制备设备简单，使用性能稳定、高效，实现对废旧资源的科学、合理、有效地回收与再利用。同时，本发明还提供一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂的制备方法。为了达到上述目的，本发明提出了一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性齐U，所述改性剂由如下组分及其重量份组成:多孔材料60 90份，动植物油10 40份，无机盐0.1 5份。进一步优选地，所述多孔材料为粉末活性炭、活性炭颗粒、活性炭纤维、炭黑、介孔氧化铝、活性氧化铝中的一种或多种。所使用的多孔材料，比表面积高，对动植物油与无机盐的吸收能力强，能够有效地将它们固定在其微表面和微孔内，有效地避免了无机物因雨水的冲刷而大量流失，从而保证了本发明改性剂融雪性能的长久稳定性。进一步优选地，所述动植物油选自下列油类物质中的一种或多种:下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油。所使用的动植物油，能够加强多孔材料与浙青的相容性，能够有效减少多孔材料的流失，进一步保证了本发明改性剂的长久稳定性。同时，动植物油还能在一定程度上抑制浙青混合料路面老化。本发明所选用的动植物油的来源其实就是现今社会广为诟病的“地沟油”的几类主要来源，使用所述再生组分作为制备再生剂的原料之一，不仅性价比高，且环保，还能够有效地抑制其被非法的应用，尤其应用于食品领域，避免其危害人们的健康。进一步优选地，所述无机盐是消石灰、植物灰分中的一种或两种。所使用的无机盐:消石灰、植物灰分，是矿物或植物的残余物，采用消石灰和/或植物灰分代替现有技术中的盐类物质，如氢氧化钠、碳酸钠、氯盐(氯化钠、氯化钙)等，可防止对环境的污染，且消石灰、植物灰分存在数量大，且容易获取，经济实用，节省资源，避免浪费。进一步优选地，所述粉末活性炭的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为600 1500m2/g ;所述活性炭纤维的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为600 1500m2/g ;所述活性炭颗粒的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为300 IlOOmVg ;所述炭黑的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为300 1100m2/g ;所述介孔氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为1.5 40nm，比表面积为100 800m2/g ;所述活性氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 9000nm，比表面积为100 800m2/g。同时，本发明还提供一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤:A、将反应釜预热至60 100°C，加入10 40重量份的动植物油，搅拌5 IOmin ；B、加入0.1 5重量份的无机盐，搅拌10 30min ；
C、加入60 90重量份的多孔材料加入，搅拌30 60min，然后静置30 60min，
得到由动植物油、无机盐以及多孔材料组成的混合物了 ；D、去除步骤C中得到的混合物中的动植物油，最终得到所述用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。进一步优选地，去除步骤C中得到的混合物中的动植物油的方法为:将混合物装入沉降离心装置，以2000 10000r/min的转速，离心操作5 lOmin，即可去除混合物中的动植物油。本发明的有益效果在于:在现有技术中，传统的除雪融雪技术大多采用机械除雪或融雪剂除雪，机械除雪效率低且容易导致交通堵塞，影响人们的正常出行；融雪剂除雪，常用的融雪剂主要是盐类和醇类，醇类有反结冰现象，效果不好，导致综合成本大幅上升，盐类存在腐蚀性，易腐蚀破坏道桥结构和机动车辆，还会对土地、大气和水体造成污染，破坏生态环境，采用专门的化学类抑制冻结剂则会提升生产成本，不经济。而且现有融雪技术中所用的材料大多为不可再生资源，容易造成浪费。本专利中，发明人创造性的使用消石灰和/或植物灰分作为无机盐以及废弃后经回收再利用的动植物油作为浙青混合料改性剂的主要成分，实现对道路积雪的融化和消除，经济、对环境友好，且不占用现有或待开发资源，使废旧资源得以最大化的被循环使用，构思巧妙具备突出的创造性。具体而言，所使用的材料皆经济环保，且动植物油与无机盐均是回收物，成本低，是废弃物的再利用；所使用的多孔材料，比表面积高，对动植物油与无机盐的吸收能力强，能够有效地将它们固定在其微表面和微孔内，有效地避免了无机物因雨水的冲刷而大量流失，从而保证了本发明改性剂融雪性能的长久稳定性；所使用的动植物油，能够加强多孔材料与浙青的相容性，能够有效减少多孔材料的流失，进一步保证了本发明改性剂的长久稳定性。同时，动植物油还能在一定程度上抑制浙青混合料路面老化；所使用的无机物，是一种矿物或植物的残余物，存在数量大，且容易获取；本发明制备改性剂的过程与设备简单，在现实环境中容易实施，无需多余的特殊设备；本发明改性剂的使用过程简单，既可直接添加到浙青之中，也可在浙青混合料拌和过程中加入，无需特殊设备；本发明的改性剂，对路 面积雪的融除效果好，融雪速度快，且改性剂用量少，仅占浙青混合料总量的0.5%ο
具体实施例方式本发明所提供的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，所述改性剂由如下组分及其重量份组成:多孔材料60 90份，动植物油10 40份，无机盐0.1 5份。所述多孔材料为粉末活性炭、活性炭颗粒、活性炭纤维、炭黑、介孔氧化铝、活性氧化铝中的一种或多种。所述动植物油选自下列油类物质中的一种或多种:下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油。具体而言，本发明所用再生组分是通过对如下物质进行加工所得到的:将下水道中的油腻漂浮物；将宾馆、酒楼的剩饭、剩菜(通称泔水)；劣质猪肉、猪内脏、猪皮(即劣质家禽脂肪)；用于油炸食品的油使用次数超过一定次数后，再被重复使用或往其中添加一些新油后重新使用(即废油渣)。所提及的加工，即对前述物质进行过滤、加热、沉淀、分离，从而得到油类物质。所提及的加工，即对前述物质进行过滤、加热、沉淀、分离，从而得到油类物质。
所述无机盐是消石灰、植物灰分中的一种或两种。所述粉末活性炭的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为600 1500m2/g ;所述活性炭纤维的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为600 1500m2/g ;所述活性炭颗粒的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为300 IlOOmVg ;所述炭黑的粒子直径范围为
0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为300 1100m2/g ;所述介孔氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为1.5 40nm，比表面积为100 800m2/g ;所述活性氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 9000nm，比表面积为100 800m2/g。同时，本发明还提供一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤:A、将反应釜预热至60 100°C，加入10 40重量份的动植物油，搅拌5 IOmin ；B、加入0.1 5重量份的无机盐，搅拌10 30min ；C、加入60 90重量份的多孔材料加入，搅拌30 60min，然后静置30 60min，
得到由动植物油、无机盐以及多孔材料组成的混合物了 ；D、去除步骤C中得到的混合物中的动植物油，最终得到所述用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。去除步骤C中得到的混合物中的动植物油的方法为:将混合物装入沉降离心装置，以2000 10000r/min的转速，离心操作5 lOmin，即可去除混合物中的动植物油。下面将结合具体实施实例对本发明进行一步说明。实施例1预热反应釜，将反应釜温度预热至80°C，按重量30份的比例将动植物油(选用由下水道的油腻漂浮物加工提炼的油)加入，迅速搅拌，6min ;然后加入2份植物灰分，迅速搅拌15min ;之后将直径范围为0.5 500 μ m，微孔径范围为I lOOnm，比表面积为800m2/g的粉末活性炭粒子加入，加入量为68份，迅速搅拌60min，之后停止搅拌，自然静置50min ；接下来将混合物装入沉降离心罐，以5000r/min的转速,离心操作7min ;最后滤去混合物中的由下水道的油腻漂浮物加工提炼的油，残留的沉降物即为所制得的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。实施例2预热反应釜，将反应釜温度预热至100°C，按重量40份的比例将动植物油(选用由劣质家禽脂肪加工提炼的油)加入，迅速搅拌，9min ;然后加入2.5份植物灰分，迅速搅拌15min ;之后将直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为2 40nm，比表面积为400m2/g的介孔氧化铝粒子加入，加入量为57.5份，迅速搅拌40min，之后停止搅拌，自然静置40min ;接下来将混合物装入沉降离心罐，以6000r/min的转速,离心操作6min ;最后滤去混合物中的由劣质家禽脂肪加工提炼的油，残留的沉降物即为所制得的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。 实施例3预热反应釜，将反应釜温度预热至70°C，按重量共20份的比例将动植物油(选用用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣，即废油渣，经过简单加工、提炼出的油类物质以及下水道中油腻漂浮物加工提炼出的油类物质的混合物)加入，迅速搅拌，5min ；然后加入I份消石灰,迅速搅拌IOmin ;之后将直径范围为0.8 Imm,微孔径范围为I 8000nm,比表面积为650m2/g的活性氧化铝粒子加入，加入量为79份，迅速搅拌50min，之后停止搅拌，自然静置50min ;接下来将混合物装入沉降离心罐，以9000r/min的转速，离心操作8min ;最后滤去混合物中的用于油炸食品的使用次数超过规定要求后的油渣(即废油渣)，经过简单加工、提炼出的油类物质以及下水道中油腻漂浮物加工提炼出的油类物质的混合物，残留的沉降物即为所制得的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。实施例4预热反应釜，将反应釜温度预热至100°C，按重量共40份的比例将动植物油(选用泔水经过简单加工、提炼出的油类物质、劣质家禽脂肪经加工提炼出的油类物质的混合物)加入，迅速搅拌，9min ;然后加入5份消石灰,迅速搅拌25min ;之后将直径范围为0.8 1mm，微孔径范围为I 8000nm，比表面积为650m2/g的活性氧化铝粒子加入，加入量为55份，迅速搅拌30min，之后停止搅拌，自然静置50min ;接下来将混合物装入沉降离心罐，以10000r/min的转速，离心操作5min ;最后滤去混合物中的泔水经过简单加工、提炼出的油类物质、劣质家禽脂肪经加工提炼出的油类物质的混合物，残留的沉降物即为所制得的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。实施例5本实施例将通过制备马歇尔车辙试验试样和表面覆盖冰块的形式，来研究本发明环保稳定型浙青及浙青混合料改性剂应用于浙青混合料后，马歇尔车辙试验试样对冰雪的融化效果。(I)改性剂的制备本实施 例应用的改性剂由实施例1 4中的制备方法制得。(2)浙青混合料的拌和与马歇尔车辙试验试样的制备按照规范JTG F40-2004热拌浙青混合料配合比设计方法，在165°C拌合，于140°C轮碾成型，以AC-13为级配类型，进行马歇尔最佳油石比设计实验，确定最佳用油量为4.2%。本实施例中浙青混合料的组分及含量见表I表I浙青混合料组成
权利要求
1.一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，其特征在于，所述改性剂由如下组分及其重量份组成:多孔材料60 90份，动植物油10 40份，无机盐0.1 5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，其特征在于， 所述多孔材料为粉末活性炭、活性炭颗粒、活性炭纤维、炭黑、介孔氧化铝、活性氧化铝中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，其特征在于， 所述动植物油选自下列油类物质中的一种或多种:下水道中的油腻漂浮物经加工后得到的油、泔水经加工后得到的油、劣质 家禽脂肪经加工后得到的油、废油渣中的油。
4.根据权利要求1所述的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，其特征在于， 所述无机盐是消石灰、植物灰分中的一种或两种。
5.根据权利要求2所述的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂，其特征在于， 所述粉末活性炭的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为 600 1500m2/g ； 所述活性炭纤维的粒子直径范围为0.1 600 μ m，微孔径范围为0.1 200nm，比表面积为 600 1500m2/g ； 所述活性炭颗粒的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为 300 IlOOmVg ； 所述炭黑的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 300nm，比表面积为300 IlOOmVg ； 所述介孔氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为1.5 40nm，比表面积为100 800m2/g ； 所述活性氧化铝的粒子直径范围为0.5 1mm，微孔径范围为0.5 9000nm，比表面积为 100 800m2/g。
6.一种如权利要求1 5中任一项所述的用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤:A、将反应釜预热至60 100°C，加入10 40重量份的动植物油，搅拌5 IOmin； B、加入0.1 5重量份的无机盐，搅拌10 30min ； C、加入60 90重量份的多孔材料加入，搅拌30 60min，然后静置30 60min，得到由动植物油、无机盐以及多孔材料组成的混合物了 ； D、去除步骤C中得到的混合物中的动植物油，最终得到所述用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂。
7.根据权利要求6所述的一种用于融雪的环保稳定型浙青混合料改性剂的制备方法，其特征在于， 去除步骤C中得到的混合物中的动植物油的方法为:将混合物装入沉降离心装置，以2000 10000r/min的转速，离心操作5 lOmin，即可去除混合物中的动植物油。
全文摘要
本发明公开了一种用于融雪的环保稳定型沥青混合料改性剂，所述改性剂由如下组分及其重量份组成多孔材料60～90份，动植物油10～40份，无机盐0.1～5份。本发明还公开了一种用于融雪的环保稳定型沥青混合料改性剂的制备方法，本发明所提供的改性剂组分组成性能稳定、经济环保，制备过程和制备设备简单，使用性能稳定、高效，实现对废旧资源的科学、合理、有效地回收与再利用。
文档编号C08K3/04GK103073897SQ20121057672
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者刘钢, 李军代, 赫振华, 闫国杰, 邓国民, 马利志, 李交, 夏庆宇, 徐韵淳, 袁月, 王腾飞, 邱轶, 黄兴源 申请人:上海浦东路桥建设股份有限公司, 上海浦东路桥沥青材料有限公司, 上海惠浦工程检测有限公司