一种生物油基橡胶沥青温拌剂及其应用方法与流程

1.本发明属于温拌橡胶沥青技术领域，具体公开了一种生物油基橡胶沥青温拌剂及其应用方法。


背景技术：

2.由于废胶粉的掺入，橡胶沥青生产和使用温度较普通石油沥青高40-60℃，大大提高了生产能耗，且橡胶沥青的挥发性有机物含量远大于普通石油沥青。正是由于橡胶沥青的高生产能耗和挥发性有机物的排放，一定程度上限制了橡胶沥青的使用。温拌橡胶沥青是将温拌技术与橡胶沥青相结合，其既可降低橡胶沥青高温黏度、拌和及施工温度，减少对环境的污染、施工人员的侵害，铺筑的路面又具备优良的路用性能。一种生物油基橡胶沥青温拌剂及其应用方法可降低橡胶沥青的摊铺和拌和温度，提高废胶粉的利用效率，提升橡胶沥青的使用性能和路用性能，减少橡胶沥青施工过程中的能耗和挥发性有机物的排放量，对橡胶沥青的推广应用具有重要意义。


技术实现要素：

3.为解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种生物油基橡胶沥青温拌剂及其应用方法。
4.所述的生物油基橡胶沥青温拌剂由质量比为10-30:10-30:40-80的生物油、植物沥青和芳烃油组成。
5.所述的生物油的制备方法为：将粒径不大于0.2mm的木屑置于高温热裂解炉中，以5-10℃/min的加热速率加热至450-550℃，保温10-20s，将得到的粗生物油经过冷水精炼得到纯净的生物油。
6.所述的生物油在25℃时的针入度为125(0.1mm)、软化点为42℃、在15℃时的延度为8cm。
7.所述的植物沥青为废食用油经过分离、提纯、蒸馏得到的残渣。
8.所述的植物沥青的针入度为60(0.1mm)、软化点为80℃、延度为70cm。
9.所述的芳烃油的密度为1.02g/cm3、闪点为218℃、运动粘度为17mm2/s、凝点为-5℃、灰分为0.04％、机械杂质为0.05％、折光率为1.4dn20。
10.所述的生物油基橡胶沥青温拌剂的密度为0.85g/cm
3-0.99g/cm3。
11.所述的生物油基橡胶沥青温拌剂的制备方法为：将生物油、植物沥青和芳烃油在80℃-100℃、400rmp-500rmp转速下搅拌20-50min得到生物油基橡胶沥青温拌剂。
12.所述的生物油基橡胶沥青温拌剂的使用方法为：将橡胶沥青加热至150℃-160℃，然后加入生物油基橡胶沥青温拌剂，在1800-2500rmp转速下高速剪切0.5-1.0h得到温拌橡胶沥青，所述生物油基橡胶沥青温拌剂的掺量为0.5％-5％。
13.所述的橡胶沥青的制备方法为：将石油沥青120℃-140℃加热至液态，然后掺入18-35wt％的废胶粉，提高加热温度至160℃-180℃，并在2000rmp-6000rmp转速下高速剪切
1h-2h得到橡胶沥青。
14.所述的石油沥青选自50号、70号、90号、110号石油沥青中的一种或几种。
15.用本发明的生物油基橡胶沥青温拌剂拌和的橡胶沥青满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》中对橡胶沥青温拌剂及温拌橡胶沥青性能的基本要求。本发明的生物油基橡胶沥青温拌剂具有绿色环保、降温效果好、还可提高橡胶沥青的低温弹性和存储稳定性，同时还具有节约能源、工艺简单、工业化程度高等特点，显著降低了石油沥青的粘度和能耗，提高了橡胶沥青的使用性能和路用性能，产生显著的经济社会生态效益。
附图说明
16.图1为实施例1配制的生物油基橡胶沥青温拌剂的荧光图谱。
17.图2为实施例2配制的生物油基橡胶沥青温拌剂的荧光图谱。
18.图3为实施例1配制的生物油基温拌剂及生物油基温拌橡胶沥青的红外光谱。
具体实施方式
19.实施例1：
20.将生物油、植物沥青、芳烃油三者按质量比10:10:80混合，在80℃、400rmp转速下搅拌30min得到生物油基橡胶沥青温拌剂，保存待用，并测试得到生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能见表1，微观形貌如图1所示，性能均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》要求。
21.所用的生物油是将粒径不大于0.2mm的木屑置于高温热裂解炉中，以10℃/min的加热速率加热至500℃，保温15s，将得到的粗生物油经过冷水精炼得到纯净的生物油。测试生物油在25℃时的针入度为125(0.1mm)、软化点为42℃、在15℃时的延度为8cm。所用的植物沥青是将饭店收集到的废食用油(主要是猪油和豆油组成)经过分离、提纯、蒸馏得到的残渣为植物沥青(黑角)。测试植物沥青的针入度60(0.1mm)、软化点80℃、延度70cm。所用的芳烃油的密度为1.02g/cm3、闪点为218℃、运动粘度为17mm2/s、凝点为-5℃、灰分为0.04％、机械杂质为0.05％、折光率为1.4dn20。
22.表1.生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能
23.外观密度熔点释水温度胺值闪点黑色0.85g/cm380℃75-128℃450250℃
24.选用50号石油沥青，并将其在140℃加热至液态，然后掺入18wt％的废胶粉，提高加热温度至160℃以使废胶粉更好地溶胀，并在2000rmp转速下高速剪切1h得到橡胶沥青，保存待用，并测试橡胶沥青的基本性能，见表2。
25.表2.橡胶沥青的基本性能
26.针入度软化点5℃延度180℃旋转黏度25℃弹性恢复71(0.1mm)65℃45cm2.5pa.s98％
27.将橡胶沥青加热至150℃，然后掺入0.5wt％生物油基橡胶沥青温拌剂，并在2000rmp转速下高速剪切0.5h得到生物油基温拌橡胶沥青，保存待用，测试得到生物油基温拌橡胶沥青的基本性能，如表3所示，均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合
料施工技术规程》要求。
28.表3.生物油基温拌橡胶沥青的基本性能
29.针入度软化点5℃延度25℃弹性恢复70(0.1mm)64℃62115％
30.依据全寿命周期软件openlca计算橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的能耗，通过气相色谱质谱联用仪gc-ms测试橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的挥发性有机物含量，对比得到生物油基温拌橡胶沥青的节能降污指标，见表4。
31.表4.生物油基温拌橡胶沥青的能耗和挥发性有机物含量
[0032] 能耗挥发性有机物含量橡胶沥青14025mj5.1mg/kg生物油基温拌橡胶沥青2502mj0.2mg/kg
[0033]
实施例2：
[0034]
将生物油、植物沥青、芳烃油三者按质量比20:20:60混合，在80℃、500rmp转速下搅拌30min得到橡胶沥青温拌剂，保存待用，并测试得到生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能见表5，微观形貌如图2所示，性能均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》要求。
[0035]
表5.生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能
[0036]
外观密度熔点释水温度胺值闪点黑色0.88g/cm382℃80-120℃500260℃
[0037]
选用70号石油沥青，并将其在140℃加热至液态，然后掺入22％的废胶粉，提高加热温度至180℃以使废胶粉更好地溶胀，并在3000rmp转速下高速剪切1.5h得到橡胶沥青，保存待用，并测试橡胶沥青的基本性能，见表6。
[0038]
表6.橡胶沥青的基本性能
[0039]
针入度软化点5℃延度180℃旋转黏度25℃弹性恢复68(0.1mm)71℃42cm2.8pa.s85％
[0040]
将橡胶沥青加热至160℃，然后掺入1.0％生物油基橡胶沥青温拌剂，并在2000rmp转速下高速剪切0.5h得到生物油基温拌橡胶沥青，保存待用，测试得到生物油基温拌橡胶沥青的基本性能，见表7，均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》要求。
[0041]
表7.生物油基温拌橡胶沥青的基本性能
[0042]
针入度软化点5℃延度25℃弹性恢复65(0.1mm)66℃58105％
[0043]
依据全寿命周期软件openlca计算橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的能耗，通过气相色谱质谱联用仪gc-ms测试橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的挥发性有机物含量，对比得到生物油基温拌橡胶沥青的节能降污指标，见表8。
[0044]
表8.温拌橡胶沥青的能耗和挥发性有机物含量
[0045] 能耗挥发性有机物含量橡胶沥青16159mj10.5mg/kg
生物油基温拌橡胶沥青1202mj0.1mg/kg
[0046]
实施例3：
[0047]
将生物油、植物沥青、芳烃油三者按质量比30:30:40混合，在100℃、500rmp转速下搅拌30min得到生物油基橡胶沥青温拌剂，保存待用，并测试得到生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能(如表9所示)，微观形貌如图3所示，均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》要求。
[0048]
表9.生物油基橡胶沥青温拌剂的基本性能
[0049]
外观密度熔点释水温度胺值闪点黑色0.99g/cm387℃90-110℃550290℃
[0050]
选用90号石油沥青，并将其在140℃加热至液态，然后掺入35％的废胶粉，提高加热温度至180℃以使废胶粉更好地溶胀，并在6000rmp转速下高速剪切2h得到橡胶沥青，保存待用，并测试橡胶沥青的基本性能，见表10。
[0051]
表10.橡胶沥青的基本性能
[0052]
针入度软化点5℃延度180℃旋转黏度25℃弹性恢复65(0.1mm)78℃35cm3.0pa.s115％
[0053]
将橡胶沥青加热至160℃，然后掺入5.0％生物油基橡胶沥青温拌剂，并在2000rmp转速下高速剪切0.5h得到生物油基温拌橡胶沥青，保存待用，测试得到生物油基温拌橡胶沥青的基本性能，见表11，均满足tcecs g：k44-01-2020《公路温拌橡胶沥青混合料施工技术规程》要求。
[0054]
表11.生物油基温拌橡胶沥青的基本性能
[0055]
针入度软化点5℃延度25℃弹性恢复62(0.1mm)72℃55152％
[0056]
依据全寿命周期软件openlca计算橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的能耗，通过气相色谱质谱联用仪gc-ms测试橡胶沥青和生物油基温拌橡胶沥青的挥发性有机物含量，对比得到生物油基温拌橡胶沥青的节能降污指标，见表12。
[0057]
表12.生物油基温拌橡胶沥青的能耗和挥发性有机物含量
[0058] 能耗挥发性有机物含量橡胶沥青25120mj22.8mg/kg生物油基温拌橡胶沥青3210mj0.8mg/kg