本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种用于沥青混凝土道路抑冰的生物基沥青道路抑冰剂及其制备方法。
背景技术
传统的道路融雪抑冰剂主要采用单一氯盐，而目前研发的新型融雪抑冰剂则转向复合型、生物发酵型、有机型化合物；从使用方式上分为直接用于路面的外加融雪剂、代替矿粉添加在混凝土混拌过程中的填料。
造纸工业中产生的黑液直接排放会给环境带来大量污染，针对处理黑液、回收利用其中的有机物和无机物已经有大量研究工作。在提取黑液中的木质素时，滤液中含有大量的无机盐，如果仍然采用传统低附加值的处理方法进行回收：将黑液蒸发浓缩至粘稠状，之后使其中的有机物燃烧，燃烧残留物主要成分为碳酸钠、硫化物等，最后对其进行苛化得到氢氧化钠。这样做能耗较大，产生白泥难以处理，燃烧时会产生空气污染，造成二次污染。
为循环化利用造纸工业中产生的黑液，有必要进行开发研究，针对高盐含量滤液的特点，提供一种减排环保、抑冰性能优异的生物基沥青道路抑冰剂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种生物基沥青道路抑冰剂及其制备方法，利用造纸黑液中制备提取木质素后的滤液固形物中主要成分是无机盐，针对高盐含量滤液的特点，提供一种减排环保、抑冰性能优异的生物基沥青道路抑冰剂。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种生物基沥青道路抑冰剂，其各组成成份wt％为：聚合物45～85％、含盐化合物5～35％、载体粉末1～15％、捏合剂3％～10％、偶联剂0.08～1.6％，所述含盐化合物为从造纸黑液中提取出来的含盐粉体。
进一步地，所述聚合物为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或一种以上混合物。
进一步地，所述载体粉末为粘土、碳酸钙、水滑石、白炭黑中的一种或一种以上混合物。
进一步地，所述捏合剂为抽出油、分散剂、抗氧剂中的一种或一种以上混合物。
进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570、钛酸酯中的一种或一种以上混合物。
一种生物基沥青道路抑冰剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤一、在造纸黑液中加酸至溶液呈中性，过滤滤出大部分木质素，将过滤后滤液烘干粉碎，得到含盐粉体，干燥保存备用；
步骤二、将载体粉末、含盐粉体和偶联剂搅拌混合均匀得到混合物；
步骤三、将步骤二中得到的混合物置于烘箱中加热一定时间，之后取出做冷却处理；
步骤四、将步骤三中冷却后的混合物球磨5h成粉体状的抑冰材料；
步骤五、将步骤四中的抑冰材料与聚合物、捏合剂加入拌料机中混合均匀，然后用挤出机挤出造粒，得到生物基沥青道路抑冰剂。
进一步地，所述步骤三中，所述烘箱温度为65℃，加热时间为15min。
进一步地，一种生物基沥青道路抑冰剂在制备沥青混凝土中的应用。
相较于现有技术，本发明生物基沥青道路抑冰剂利用造纸黑液中制备提取木质素后的滤液固形物中主要成分是无机盐，针对高盐含量滤液的特点，提供一种减排环保、抑冰性能优异的生物基沥青道路抑冰剂；加入本发明生物基沥青道路抑冰剂后的沥青混合料，其马歇尔稳定度、车辙动稳定度、冻融劈裂强度比等整体性能都有显著提高。
具体实施方式
为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。
本发明提供一种生物基沥青道路抑冰剂，其组成成份wt％为：聚合物45～85％、含盐化合物5～35％、载体粉末1～15％、捏合剂3％～10％、偶联剂0.08～1.6％；其中，所述聚合物为聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种以上的混合物，所述载体粉末为粘土、碳酸钙、水滑石、白炭黑中的一种或两种以上的混合物，所述偶联剂为硅烷偶联剂kh550、硅烷偶联剂kh560、硅烷偶联剂kh570、钛酸酯中的一种或两种以上的混合物，所述含盐化合物为从造纸黑液中提取出来的含盐粉体，所述捏合剂为抽出油、分散剂、抗氧剂中的一种或两种以上的混合物。
本发明还提供一种生物基沥青道路抑冰剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤一、在造纸黑液中加酸至溶液呈中性，过滤滤出大部分木质素，将过滤后滤液烘干粉碎，得到含盐粉体，干燥保存备用；
步骤二、按一定比例称取载体粉末、含盐粉体、偶联剂，搅拌混合均匀得到混合物；
步骤三、将混合物置于烘箱中加热一定时间，之后取出做冷却处理；
步骤四、将步骤三中冷却后的混合物球磨5h成粉体状的抑冰材料；
步骤五、将步骤四中的抑冰材料与聚合物、捏合剂按一定比例加入拌料机中混合均匀，然后用挤出机挤出造粒，得到生物基沥青道路抑冰剂。
具体地，提供本发明实施例1，按重量份数取粘土50份、含盐粉体50份、偶联剂1.5份混合搅拌10min，使之完全混匀，将混匀后的材料放置于65℃烘箱中，加热15min后取出冷却，再用200rpm的转速球磨5h，得到粉体状的抑冰材料a；按重量份数取聚乙烯75份、抑冰材料a18份、抽出油6份、分散剂0.7份、抗氧剂0.3份加入拌料机中混合均匀，再通过挤出机挤出造粒，得到生物基沥青道路抑冰剂。
具体地，提供本发明实施例2，按重量份数取碳酸钙50份、含盐粉体50份、偶联剂1份混合搅拌10min，使之完全混匀，将混匀后的材料放置于65℃烘箱中，加热15min后取出冷却，再用200rpm的转速球磨5h，得到粉体状的抑冰材料b；按重量份数取聚乙烯75份、抑冰材料b18份、抽出油6份、分散剂0.7份、抗氧剂0.3份加入拌料机中混合均匀，再通过挤出机挤出造粒，得到生物基沥青道路抑冰剂。
具体地，提供本发明实施例3，按重量份数取粘土50份、含盐粉体50份、偶联剂10份混合搅拌10min，使之完全混匀，将混匀后的材料放置于65℃烘箱中，加热15min后取出冷却，再用200rpm的转速球磨5h，得到粉体状的抑冰材料c；按重量份数取聚乙烯75份、抑冰材料c18份、抽出油6份、分散剂0.7份、抗氧剂0.3份加入拌料机中混合均匀，再通过挤出机挤出造粒，得到生物基沥青道路抑冰剂。
本发明还提供所述生物基沥青道路抑冰剂在制备沥青混凝土中的应用，具体步骤如下：
步骤一、将骨料和沥青分别加热备用，所述骨料采用ac-13级配，具体配比如表1所示；
步骤二、将骨料和所述生物基沥青道路抑冰剂按照一定比例加入到180～190℃搅拌锅中均匀混合120s，然后加入一定量沥青并搅拌120s，最后加入少量矿粉并搅拌90s得到沥青混合料，将沥青混合料压实，制得马歇尔试块、冻融劈裂试块及车辙试块，具体配比如表2所示；
步骤三、测试：对应用实施例1～3中所述生物基沥青道路抑冰剂制得的马歇尔试块、冻融劈裂试块、车辙试块进行试验测试，同时对比例中没有应用所述生物基沥青道路抑冰剂制得马歇尔试块、冻融劈裂试块、车辙试块，具体试验数据对比如表3所示。
表1：骨料的ac-13级配
表2：沥青混合料配比
表3：试验数据对比
马歇尔稳定度可反映沥青混合料的抗水损害性和抗塑性变形的能力，车辙动稳定度数据可反映沥青混凝土在高温下的抗车辙性能，冻融劈裂强度比可反映沥青混合料的水稳定性能。
从表3中数据可以看出，加入抑冰剂后的沥青混合料，其马歇尔稳定度、车辙动稳定度、冻融劈裂强度比等整体性能都有显著提高。
上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本发明的实施方式仅限于此，任何依本发明所做的技术延伸或再创造，均受本发明的保护。本发明的保护范围以权利要求书为准。