一种高性能沥青净味除臭添加剂组合物及其制备与应用的制作方法

本发明涉及材料，特别是涉及一种高性能沥青净味除臭添加剂组合物及其制备与应用。

背景技术：

1、沥青主要由碳氢化合物及其非金属衍生物组成，是一种稠状半固态的复杂混合物，它由于具有粘性、延展性、温变性等优良的性能，被广泛应用在防水、涂料、塑料、橡胶、道路等方面。由于沥青的熔点较高，使用过程中必须先进行加热，并且沥青的成分非常复杂，在加热的过程中不仅会产生沥青烟气，而且还需要消耗大量的能源，产生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等多种污染物，是大气污染的重要来源。

2、使用热拌沥青的一个长期负面结果是其产生通常具有强烈、持久和难闻气味的挥发性物质，例如芳烃、硫化物和硫醇。操作沥青的人员、生活在其中制造沥青或正在铺路的区域附近的居民、和一般地紧密靠近沥青的人员经常认为这些气味是令人讨厌的。与沥青有关的难闻气味的强度随着温度升高而增加。因此，例如在工业应用中的情况下，与沥青有关的气味问题可能是严重的。

3、现代社会中的大多数人充分认识到伴随铺设道路、车道和停车场的恶劣气味。当在铺顶应用，例如油毡瓦、卷材铺顶和组合铺顶中使用沥青时，通常首先在例如燃气铺顶釜的容器中加热沥青。塑料改性中使用的沥青组合物在混合和加工聚合物配制料中也通常被加热至高温。当沥青的温度升高时，具有强烈和难闻的气味的挥发性物质，例如芳烃、硫化物和硫醇通常散发到大气中。散发的气味不仅是嗅觉难闻的，而且它们还可能是对容器附近的工人是有刺激性的。在极端情况下，来自沥青的恶臭烟气可能引起头疼、刺激眼睛、鼻子和咽喉的粘膜。

4、传统的气味处理组合物用作除臭剂或掩蔽剂，通过用另一种气味遮盖不希望有的气味来起作用。但是这种技术在遮盖强烈气味方面功效不足。此外，遮盖并不能有效减少恶臭挥发物的浓度。沥青气味不仅给施工现场工作人员和周边居民带来严重不适，还可能对环境造成污染。强烈的沥青气味可能导致空气质量下降，对生态环境和生物多样性产生负面影响。因此，处理沥青气味不仅是为了提高人们的生活质量，也是为了保护生态环境和生物多样性。在现有技术中，已经开发了一些沥青除臭剂，但这些除臭剂在成本、性能和环保方面仍存在局限。例如，一些现有的除臭剂可能会导致沥青性能下降，而其他除臭剂可能对环境和人体健康产生负面影响。因此，研究和开发一种既能有效去除沥青气味，又不影响沥青性能的除臭剂至关重要。

5、总之，沥青气味的危害不容忽视，它对人体健康、生产效率和环境都会产生负面影响。在这个背景下，开发一种有效的、不影响沥青性能的除臭剂成为了迫切需要。这种除臭剂应具备低成本、高性能和环保等特点，以便在实际应用中得到广泛推广和应用。只有这样，才能真正实现对沥青气味的有效治理，改善人们的生活质量和保护生态环境。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种高性能沥青净味除臭添加剂组合物及其制备与应用，以降低沥青施工过程中的烟气危害问题。本发明公开了一种沥青除臭添加剂组合物，原料包括：碳原子数量为12-18的高级脂肪酸甲酯、羟基化羧酸的碱土金属盐、环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物。本发明所述的沥青除臭添加剂组合物能在不影响沥青性能的情况下有效减少沥青摊铺、施工过程中的臭味，本沥青除臭添加剂组合物中的有效成分通过多种机制对沥青进行除臭，包括物理吸附、化学络合、氢键作用、气味掩盖等，通过多种物质相互协同作用，有效降低沥青气味。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明的技术方案之一：一种沥青净味除臭添加剂组合物，原料包括脂肪酸酯、羟基化羧酸的碱土金属盐、环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物。

4、进一步地，所述脂肪酸酯为碳原子数量为12-18的高级脂肪酸甲酯；所述羟基化羧酸的碱土金属盐为蓖麻油酸锌、硬脂酸锌或月桂酸钠。

5、进一步地，所述环烯烃类化合物为d-柠檬烯；所述芳香醛类化合物为α-肉桂醛；所述天然挥发性油为柠檬桉叶油；所述松香衍生物为松油醇；所述樟脑类化合物为樟脑油或樟脑粉。

6、进一步地，所述脂肪酸酯和羟基化羧酸的碱土金属盐的质量比为(3.1-4.6):1，脂肪酸酯和羟基化羧酸的碱土金属盐构成a组分；所述环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物的质量比为(0.03-0.1):0.01:0.03:2:1，环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物构成b组分；所述a组分和所述b组分的质量比为(20-40):1。

7、进一步地，所述沥青净味除臭添加剂组合物为流体形式，其中含有微溶颗粒，微溶颗粒主要为a组分中的化合物，因为a组分中的化合物极性都较强，在b组分中均不能完全溶解，因此组合物中会存在一些细小微溶颗粒物。

8、进一步地，优选地，所述沥青净味除臭添加剂组合物的原料包括：高级脂肪酸甲酯、蓖麻油酸锌、d-柠檬烯、α-肉桂醛、松油醇、柠檬桉叶油、樟脑粉。

9、本发明的技术方案之二：一种上述沥青净味除臭添加剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

10、称取脂肪酸酯和羟基化羧酸的碱土金属盐，混合均匀，得到a组分；

11、称取环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物，混合均匀，得到b组分；

12、将a组分和b组分混合，得到所述沥青净味除臭添加剂组合物。

13、进一步地，制备b组分时，先将环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物按顺序混合，室温下搅拌均匀，再加入樟脑类化合物，升温至40℃搅拌均匀。

14、先制备a、b组分再将二者混合的原因是a组分中的脂肪酸酯和羟基化羧酸的碱土金属盐在b组分中的天然性挥发性油中的溶解度不同，将所有组分直接混在一起容易导致脂肪酸酯和羟基化羧酸的碱土金属盐在天然性挥发性油中溶解不均匀，所以先将a组分混合均匀后加入b组分，可以有效缓解组合物中出现的不溶现象。

15、本发明的技术方案之三：一种上述沥青净味除臭添加剂组合物在制备改性沥青中的应用。

16、本发明的技术方案之四：一种改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

17、在沥青中加入上述沥青净味除臭添加剂组合物、相容剂以及改性剂，混合分散均匀，得到所述改性沥青。

18、进一步地，所述相容剂为植物油酯。

19、进一步地，所述植物油酯由大豆油甲酯和海藻油按质量比(10-16):1混合而成。

20、进一步地，所述相容剂为液体形式。

21、进一步地，所述沥青净味除臭添加剂组合物和所述相容剂配套使用，所述相容剂也视为所述沥青净味除臭添加剂组合物的成分之一，所述沥青净味除臭添加剂组合物和所述相容剂组合在一起记为fe。

22、进一步地，所述改性剂为sbs(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)，所述改性沥青记为fe/sbs复合改性沥青。

23、进一步地，所述沥青净味除臭添加剂组合物的掺入量为沥青总质量的0.5-5％，所述相容剂的掺入量为沥青总质量的5-15％，所述改性剂的掺入量为沥青总质量的5％。

24、进一步地，所述沥青净味除臭添加剂组合物的掺入量优选为沥青总质量的0.5％。

25、进一步地，所述混合分散在125-135℃下进行。

26、进一步地，在加入沥青净味除臭添加剂组合物、相容剂和改性剂前，先将沥青以135℃的温度烘干2h。

27、本发明的技术方案之五：一种根据上述制备方法制得的改性沥青。

28、本发明的反应原理：

29、本发明的沥青除臭添加剂组合物的原料包括脂肪酸酯(碳原子数量为12-18的高级脂肪酸甲酯)、羟基化羧酸的碱土金属盐、环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物。其中，高级脂肪酸甲酯具有较强的表面活性，可以与沥青中的挥发性有机化合物(vocs)形成络合物，降低其挥发性和气味，同时，高级脂肪酸甲酯还具有一定的溶剂作用，可以降低沥青的粘度，从而减少沥青中有害物质的释放；羟基化羧酸的碱土金属盐(蓖麻油酸锌等)可以与沥青中的酸性vocs形成络合物，降低其挥发性和气味，同时，羟基化羧酸的碱土金属盐(蓖麻油酸锌等)还具有良好的分散性，有助于提高沥青的稳定性；松香衍生物(松油醇)具有较强的极性，可以与沥青中的vocs形成氢键，从而降低其挥发性和气味，同时，松香衍生物(松油醇)还具有一定的抗氧化性，可以延缓沥青的氧化老化过程，降低有害物质的生成；环烯烃类化合物(d-柠檬烯)作为天然挥发性有机化合物，可以与芳香醛类化合物(α-肉桂醛)协同作用，通过掩盖作用降低沥青中的恶臭气味。同时，芳香醛类化合物(α-肉桂醛)具有一定的抗菌作用；天然挥发性油(柠檬桉叶油)含有丰富的挥发性有机化合物，可以与沥青中的vocs发生相互作用，降低其浓度和气味；樟脑类化合物可以与沥青中的vocs形成氢键或范德华作用，从而降低其挥发性和气味。

30、本发明的沥青除臭添加剂组合物通过多种机制对沥青进行除臭，包括物理吸附、化学络合、氢键作用、掩盖作用等。这些物质相互协同作用，有效地降低沥青中的vocs浓度，从而减少沥青的气味。同时，所述沥青除臭添加剂组合物与相容剂(大豆油甲酯和海藻油的混合物)配套使用，相容剂中的大豆油甲酯作为一种生物基溶剂，其与沥青有较好的相容性，能够协助其他物质与沥青更好地相容；相容剂能够帮助除臭剂组分更好地分散在沥青中，避免影响沥青性能。

31、另外，沥青是由饱和分、芳香分、胶质和沥青质四种主要组分组成的，本发明的沥青净味除臭添加剂组合物中含有几种非极性物质，相容剂的主要成分也是非极性的油，这些物质的加入能够改变沥青中油分和沥青分的比例，从而改善高分子改性剂(sbs)在沥青中的分散，形成网络结构，在避免沥青净味除臭添加剂组合物的添加影响沥青性能的同时使得沥青的整体性能有少许提升。

32、本发明公开了以下技术效果：

33、(1)本发明的沥青除臭添加剂组合物由脂肪酸酯、羟基化羧酸的碱土金属盐、环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油、松香衍生物和樟脑类化合物等多种天然和环保的组分组成，将其添加到沥青或沥青组合物中，能有效降低沥青和含沥青组合物中的臭味。这些组分在除臭过程中具有协同作用，可以更有效地去除沥青中的恶臭成分，从而达到更好的除臭效果，具体地：脂肪酸酯、羟基化羧酸的碱土金属盐和松香衍生物具有较强的表面活性和强极性，可以与沥青中的挥发性有机化合物(vocs)形成络合物的同时与vocs形成氢键作用，从而降低其挥发性和气味；此外，环烯烃类化合物、芳香醛类化合物、天然挥发性油具有强烈的芳香性和丰富的挥发性，可以通过掩盖作用降低沥青中的恶臭气味。同时，这些组分的使用量较小，可降低制备成本，使得本发明具有较高的经济效益。此外，由于这些组分对沥青的性能影响较小，因此本发明的沥青除臭添加剂组合物在实际应用中不会降低沥青的使用性能，从而确保了沥青在道路铺设和其他工程项目中的高效应用。

34、(2)本发明的沥青除臭添加剂组合物具有较强的环保性能。与传统的气味处理方法相比，本发明的沥青除臭添加剂组合物不仅遮盖了恶臭气味，还能够减少沥青中挥发性有机化合物的排放，从而在源头上解决了沥青气味的问题。采用本发明的沥青除臭添加剂组合物处理沥青，可以有效降低沥青挥发性有机物的排放，减少对环境和人体健康的危害。在实际应用过程中，本发明的沥青除臭添加剂组合物可广泛应用于各种沥青和含沥青组合物，提高沥青施工现场的空气质量，降低周围居民的不适感，保护生态环境和生物多样性。因此，本发明具有较高的社会效益和环境效益。为净味环保沥青的开发及应用提供了一种新的方法。