專利名稱：一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型瀝青混合料改性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于浙青材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
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、霧等各種氣候條件均能嚴(yán)重危害道路安全。尤其在大雪紛飛的寒冬，路面積雪不僅容易損害路面結(jié)構(gòu)，更是造成行車?yán)щy，生活不便，交通事故率大幅增加。為此，出現(xiàn)了各種道路積雪清除設(shè)備，但是這些設(shè)備普遍存在費(fèi)力耗時等問題，而且會造成交通擁堵，影響道路通暢。因此，從道路自身尋求方法和技術(shù)是解決路面融雪的根本途徑，道路施工、養(yǎng)護(hù)和研究工作者們早已經(jīng)研究了各種路面積雪的方法和技術(shù)。到目前為止，這些技術(shù)可以分成兩個方面，一方面，從道路設(shè)計的角度出發(fā)，將鋼制材料、導(dǎo)線、電極等材料、設(shè)備與元件引入路面，通過電制熱的原理，使得高絕緣性的路面材料具有熱和電的感知和轉(zhuǎn)換能力，將電力轉(zhuǎn)化為熱能，熱能通過鋪面材料與冰雪的接觸面向上傳到，冰雪吸收熱量后，溫度逐漸升高，將路面積雪融除，此類方法融雪效率高，但由實(shí)施難度和成本高且耗能較大，道路的路用性能也無法保證，萬一出現(xiàn)因該類技術(shù)的使用而造成路面出現(xiàn)其它安全隱患和事故，這類方法便背離了安全是道路首要要求的宗旨；另一方面，從道路材料角度出發(fā)，根據(jù)提高冰點(diǎn)的原理，將鹽類物質(zhì)，如氫氧化鈉、碳酸鈉、氯鹽(氯化鈉、氯化鈣)等加入到混合料中，在毛細(xì)管壓力及車輛碾壓作用下，路面內(nèi)部鹽分逐漸析出，從而降低道路表面水的冰點(diǎn)，延遲道路表面積雪結(jié)冰，通過改變路面物理性能，達(dá)到融雪的目的。這類方法簡單，但穩(wěn)定性差，原因是這些鹽類物質(zhì)易受雨水的沖刷而大量流失。流失的無機(jī)鹽由于其腐蝕性能，也會污染道路周圍的環(huán)境，為此，人們在氯鹽融雪劑里加入“緩蝕劑”，雖在一定程度上抑制了腐蝕，但仍有較高的 氯離子濃度，緩蝕劑多為亞硝酸鹽，只能用于鋼筋混凝土橋梁，而一旦深入土壤會污染地下水，所以也不環(huán)保。未解決上述問題，目前國內(nèi)主要存在如下專利文獻(xiàn):申請?zhí)?201110456252.1，專利名稱:一種高效融雪符合改性浙青混合料及其制備方法。高效融雪符合改性浙青混合料包括礦質(zhì)集料84.0-95.0份，石油浙青5.5-7.5份，橡膠顆粒1.5-4.0份，化學(xué)類抑制凍結(jié)劑1.0-4.5份。該發(fā)明將橡膠顆粒和化學(xué)類抑制凍結(jié)劑添加到混合料中，從物理和化學(xué)兩個方面進(jìn)行路面的破冰融雪。然而，該發(fā)明為達(dá)到其效果而采用的化學(xué)類抑制凍結(jié)劑，均是從其他生產(chǎn)廠家購買，無形中提高了生產(chǎn)成本。加之現(xiàn)有的融雪技術(shù)中所采用的材料大都為不可再生資源，隨著社會與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源逐漸枯竭，尤其是不可再生資源的日益消耗，讓人類逐步陷入無材可取的窘境
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。所述改性劑組分組成性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，制備過程和制備設(shè)備簡單，使用性能穩(wěn)定、高效，實(shí)現(xiàn)對廢舊資源的科學(xué)、合理、有效地回收與再利用。同時，本發(fā)明還提供一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑的制備方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性齊U，所述改性劑由如下組分及其重量份組成:多孔材料60 90份，動植物油10 40份，無機(jī)鹽0.1 5份。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多孔材料為粉末活性炭、活性炭顆粒、活性炭纖維、炭黑、介孔氧化鋁、活性氧化鋁中的一種或多種。所使用的多孔材料，比表面積高，對動植物油與無機(jī)鹽的吸收能力強(qiáng)，能夠有效地將它們固定在其微表面和微孔內(nèi)，有效地避免了無機(jī)物因雨水的沖刷而大量流失，從而保證了本發(fā)明改性劑融雪性能的長久穩(wěn)定性。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述動植物油選自下列油類物質(zhì)中的一種或多種:下水道中的油膩漂浮物經(jīng)加工后得到的油、泔水經(jīng)加工后得到的油、劣質(zhì)家禽脂肪經(jīng)加工后得到的油、廢油渣中的油。所使用的動植物油，能夠加強(qiáng)多孔材料與浙青的相容性，能夠有效減少多孔材料的流失，進(jìn)一步保證了本發(fā)明改性劑的長久穩(wěn)定性。同時，動植物油還能在一定程度上抑制浙青混合料路面老化。本發(fā)明所選用的動植物油的來源其實(shí)就是現(xiàn)今社會廣為詬病的“地溝油”的幾類主要來源，使用所述再生組分作為制備再生劑的原料之一，不僅性價比高，且環(huán)保，還能夠有效地抑制其被非法的應(yīng)用，尤其應(yīng)用于食品領(lǐng)域，避免其危害人們的健康。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述無機(jī)鹽是消石灰、植物灰分中的一種或兩種。所使用的無機(jī)鹽:消石灰、植物灰分，是礦物或植物的殘余物，采用消石灰和/或植物灰分代替現(xiàn)有技術(shù)中的鹽類物質(zhì)，如氫氧化鈉、碳酸鈉、氯鹽(氯化鈉、氯化鈣)等，可防止對環(huán)境的污染，且消石灰、植物灰分存在數(shù)量大，且容易獲取，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，節(jié)省資源，避免浪費(fèi)。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述粉末活性炭的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為600 1500m2/g ;所述活性炭纖維的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為600 1500m2/g ;所述活性炭顆粒的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為300 IlOOmVg ;所述炭黑的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為300 1100m2/g ;所述介孔氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為1.5 40nm，比表面積為100 800m2/g ;所述活性氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 9000nm，比表面積為100 800m2/g。同時，本發(fā)明還提供一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:A、將反應(yīng)釜預(yù)熱至60 100°C，加入10 40重量份的動植物油，攪拌5 IOmin ；B、加入0.1 5重量份的無機(jī)鹽，攪拌10 30min ；

C、加入60 90重量份的多孔材料加入，攪拌30 60min，然后靜置30 60min，
得到由動植物油、無機(jī)鹽以及多孔材料組成的混合物了 ；D、去除步驟C中得到的混合物中的動植物油，最終得到所述用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。進(jìn)一步優(yōu)選地，去除步驟C中得到的混合物中的動植物油的方法為:將混合物裝入沉降離心裝置，以2000 10000r/min的轉(zhuǎn)速，離心操作5 lOmin，即可去除混合物中的動植物油。本發(fā)明的有益效果在于:在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的除雪融雪技術(shù)大多采用機(jī)械除雪或融雪劑除雪，機(jī)械除雪效率低且容易導(dǎo)致交通堵塞，影響人們的正常出行；融雪劑除雪，常用的融雪劑主要是鹽類和醇類，醇類有反結(jié)冰現(xiàn)象，效果不好，導(dǎo)致綜合成本大幅上升，鹽類存在腐蝕性，易腐蝕破壞道橋結(jié)構(gòu)和機(jī)動車輛，還會對土地、大氣和水體造成污染，破壞生態(tài)環(huán)境，采用專門的化學(xué)類抑制凍結(jié)劑則會提升生產(chǎn)成本，不經(jīng)濟(jì)。而且現(xiàn)有融雪技術(shù)中所用的材料大多為不可再生資源，容易造成浪費(fèi)。本專利中，發(fā)明人創(chuàng)造性的使用消石灰和/或植物灰分作為無機(jī)鹽以及廢棄后經(jīng)回收再利用的動植物油作為浙青混合料改性劑的主要成分，實(shí)現(xiàn)對道路積雪的融化和消除，經(jīng)濟(jì)、對環(huán)境友好，且不占用現(xiàn)有或待開發(fā)資源，使廢舊資源得以最大化的被循環(huán)使用，構(gòu)思巧妙具備突出的創(chuàng)造性。具體而言，所使用的材料皆經(jīng)濟(jì)環(huán)保，且動植物油與無機(jī)鹽均是回收物，成本低，是廢棄物的再利用；所使用的多孔材料，比表面積高，對動植物油與無機(jī)鹽的吸收能力強(qiáng)，能夠有效地將它們固定在其微表面和微孔內(nèi)，有效地避免了無機(jī)物因雨水的沖刷而大量流失，從而保證了本發(fā)明改性劑融雪性能的長久穩(wěn)定性；所使用的動植物油，能夠加強(qiáng)多孔材料與浙青的相容性，能夠有效減少多孔材料的流失，進(jìn)一步保證了本發(fā)明改性劑的長久穩(wěn)定性。同時，動植物油還能在一定程度上抑制浙青混合料路面老化；所使用的無機(jī)物，是一種礦物或植物的殘余物，存在數(shù)量大，且容易獲??；本發(fā)明制備改性劑的過程與設(shè)備簡單，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中容易實(shí)施，無需多余的特殊設(shè)備；本發(fā)明改性劑的使用過程簡單，既可直接添加到浙青之中，也可在浙青混合料拌和過程中加入，無需特殊設(shè)備；本發(fā)明的改性劑，對路 面積雪的融除效果好，融雪速度快，且改性劑用量少，僅占浙青混合料總量的0.5%ο
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所提供的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，所述改性劑由如下組分及其重量份組成:多孔材料60 90份，動植物油10 40份，無機(jī)鹽0.1 5份。所述多孔材料為粉末活性炭、活性炭顆粒、活性炭纖維、炭黑、介孔氧化鋁、活性氧化鋁中的一種或多種。所述動植物油選自下列油類物質(zhì)中的一種或多種:下水道中的油膩漂浮物經(jīng)加工后得到的油、泔水經(jīng)加工后得到的油、劣質(zhì)家禽脂肪經(jīng)加工后得到的油、廢油渣中的油。具體而言，本發(fā)明所用再生組分是通過對如下物質(zhì)進(jìn)行加工所得到的:將下水道中的油膩漂浮物；將賓館、酒樓的剩飯、剩菜(通稱泔水)；劣質(zhì)豬肉、豬內(nèi)臟、豬皮(即劣質(zhì)家禽脂肪)；用于油炸食品的油使用次數(shù)超過一定次數(shù)后，再被重復(fù)使用或往其中添加一些新油后重新使用(即廢油渣)。所提及的加工，即對前述物質(zhì)進(jìn)行過濾、加熱、沉淀、分離，從而得到油類物質(zhì)。所提及的加工，即對前述物質(zhì)進(jìn)行過濾、加熱、沉淀、分離，從而得到油類物質(zhì)。
所述無機(jī)鹽是消石灰、植物灰分中的一種或兩種。所述粉末活性炭的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為600 1500m2/g ;所述活性炭纖維的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為600 1500m2/g ;所述活性炭顆粒的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為300 IlOOmVg ;所述炭黑的粒子直徑范圍為
0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為300 1100m2/g ;所述介孔氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為1.5 40nm，比表面積為100 800m2/g ;所述活性氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 9000nm，比表面積為100 800m2/g。同時，本發(fā)明還提供一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:A、將反應(yīng)釜預(yù)熱至60 100°C，加入10 40重量份的動植物油，攪拌5 IOmin ；B、加入0.1 5重量份的無機(jī)鹽，攪拌10 30min ；C、加入60 90重量份的多孔材料加入，攪拌30 60min，然后靜置30 60min，
得到由動植物油、無機(jī)鹽以及多孔材料組成的混合物了 ；D、去除步驟C中得到的混合物中的動植物油，最終得到所述用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。去除步驟C中得到的混合物中的動植物油的方法為:將混合物裝入沉降離心裝置，以2000 10000r/min的轉(zhuǎn)速，離心操作5 lOmin，即可去除混合物中的動植物油。下面將結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行一步說明。實(shí)施例1預(yù)熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜溫度預(yù)熱至80°C，按重量30份的比例將動植物油(選用由下水道的油膩漂浮物加工提煉的油)加入，迅速攪拌，6min ;然后加入2份植物灰分，迅速攪拌15min ;之后將直徑范圍為0.5 500 μ m，微孔徑范圍為I lOOnm，比表面積為800m2/g的粉末活性炭粒子加入，加入量為68份，迅速攪拌60min，之后停止攪拌，自然靜置50min ；接下來將混合物裝入沉降離心罐，以5000r/min的轉(zhuǎn)速,離心操作7min ;最后濾去混合物中的由下水道的油膩漂浮物加工提煉的油，殘留的沉降物即為所制得的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。實(shí)施例2預(yù)熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜溫度預(yù)熱至100°C，按重量40份的比例將動植物油(選用由劣質(zhì)家禽脂肪加工提煉的油)加入，迅速攪拌，9min ;然后加入2.5份植物灰分，迅速攪拌15min ;之后將直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為2 40nm，比表面積為400m2/g的介孔氧化鋁粒子加入，加入量為57.5份，迅速攪拌40min，之后停止攪拌，自然靜置40min ;接下來將混合物裝入沉降離心罐，以6000r/min的轉(zhuǎn)速,離心操作6min ;最后濾去混合物中的由劣質(zhì)家禽脂肪加工提煉的油，殘留的沉降物即為所制得的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。 實(shí)施例3預(yù)熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜溫度預(yù)熱至70°C，按重量共20份的比例將動植物油(選用用于油炸食品的使用次數(shù)超過規(guī)定要求后的油渣，即廢油渣，經(jīng)過簡單加工、提煉出的油類物質(zhì)以及下水道中油膩漂浮物加工提煉出的油類物質(zhì)的混合物)加入，迅速攪拌，5min ；然后加入I份消石灰,迅速攪拌IOmin ;之后將直徑范圍為0.8 Imm,微孔徑范圍為I 8000nm,比表面積為650m2/g的活性氧化鋁粒子加入，加入量為79份，迅速攪拌50min，之后停止攪拌，自然靜置50min ;接下來將混合物裝入沉降離心罐，以9000r/min的轉(zhuǎn)速，離心操作8min ;最后濾去混合物中的用于油炸食品的使用次數(shù)超過規(guī)定要求后的油渣(即廢油渣)，經(jīng)過簡單加工、提煉出的油類物質(zhì)以及下水道中油膩漂浮物加工提煉出的油類物質(zhì)的混合物，殘留的沉降物即為所制得的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。實(shí)施例4預(yù)熱反應(yīng)釜，將反應(yīng)釜溫度預(yù)熱至100°C，按重量共40份的比例將動植物油(選用泔水經(jīng)過簡單加工、提煉出的油類物質(zhì)、劣質(zhì)家禽脂肪經(jīng)加工提煉出的油類物質(zhì)的混合物)加入，迅速攪拌，9min ;然后加入5份消石灰,迅速攪拌25min ;之后將直徑范圍為0.8 1mm，微孔徑范圍為I 8000nm，比表面積為650m2/g的活性氧化鋁粒子加入，加入量為55份，迅速攪拌30min，之后停止攪拌，自然靜置50min ;接下來將混合物裝入沉降離心罐，以10000r/min的轉(zhuǎn)速，離心操作5min ;最后濾去混合物中的泔水經(jīng)過簡單加工、提煉出的油類物質(zhì)、劣質(zhì)家禽脂肪經(jīng)加工提煉出的油類物質(zhì)的混合物，殘留的沉降物即為所制得的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。實(shí)施例5本實(shí)施例將通過制備馬歇爾車轍試驗(yàn)試樣和表面覆蓋冰塊的形式，來研究本發(fā)明環(huán)保穩(wěn)定型浙青及浙青混合料改性劑應(yīng)用于浙青混合料后，馬歇爾車轍試驗(yàn)試樣對冰雪的融化效果。(I)改性劑的制備本實(shí)施 例應(yīng)用的改性劑由實(shí)施例1 4中的制備方法制得。(2)浙青混合料的拌和與馬歇爾車轍試驗(yàn)試樣的制備按照規(guī)范JTG F40-2004熱拌浙青混合料配合比設(shè)計方法，在165°C拌合，于140°C輪碾成型，以AC-13為級配類型，進(jìn)行馬歇爾最佳油石比設(shè)計實(shí)驗(yàn)，確定最佳用油量為4.2%。本實(shí)施例中浙青混合料的組分及含量見表I表I浙青混合料組成
權(quán)利要求
1.一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，其特征在于，所述改性劑由如下組分及其重量份組成:多孔材料60 90份，動植物油10 40份，無機(jī)鹽0.1 5份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，其特征在于， 所述多孔材料為粉末活性炭、活性炭顆粒、活性炭纖維、炭黑、介孔氧化鋁、活性氧化鋁中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，其特征在于， 所述動植物油選自下列油類物質(zhì)中的一種或多種:下水道中的油膩漂浮物經(jīng)加工后得到的油、泔水經(jīng)加工后得到的油、劣質(zhì) 家禽脂肪經(jīng)加工后得到的油、廢油渣中的油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，其特征在于， 所述無機(jī)鹽是消石灰、植物灰分中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑，其特征在于， 所述粉末活性炭的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為 600 1500m2/g ； 所述活性炭纖維的粒子直徑范圍為0.1 600 μ m，微孔徑范圍為0.1 200nm，比表面積為 600 1500m2/g ； 所述活性炭顆粒的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為 300 IlOOmVg ； 所述炭黑的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 300nm，比表面積為300 IlOOmVg ； 所述介孔氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為1.5 40nm，比表面積為100 800m2/g ； 所述活性氧化鋁的粒子直徑范圍為0.5 1mm，微孔徑范圍為0.5 9000nm，比表面積為 100 800m2/g。
6.一種如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟:A、將反應(yīng)釜預(yù)熱至60 100°C，加入10 40重量份的動植物油，攪拌5 IOmin； B、加入0.1 5重量份的無機(jī)鹽，攪拌10 30min ； C、加入60 90重量份的多孔材料加入，攪拌30 60min，然后靜置30 60min，得到由動植物油、無機(jī)鹽以及多孔材料組成的混合物了 ； D、去除步驟C中得到的混合物中的動植物油，最終得到所述用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型浙青混合料改性劑的制備方法，其特征在于， 去除步驟C中得到的混合物中的動植物油的方法為:將混合物裝入沉降離心裝置，以2000 10000r/min的轉(zhuǎn)速，離心操作5 lOmin，即可去除混合物中的動植物油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型瀝青混合料改性劑，所述改性劑由如下組分及其重量份組成多孔材料60～90份，動植物油10～40份，無機(jī)鹽0.1～5份。本發(fā)明還公開了一種用于融雪的環(huán)保穩(wěn)定型瀝青混合料改性劑的制備方法，本發(fā)明所提供的改性劑組分組成性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)環(huán)保，制備過程和制備設(shè)備簡單，使用性能穩(wěn)定、高效，實(shí)現(xiàn)對廢舊資源的科學(xué)、合理、有效地回收與再利用。
文檔編號C08K3/04GK103073897SQ20121057672
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者劉鋼, 李軍代, 赫振華, 閆國杰, 鄧國民, 馬利志, 李交, 夏慶宇, 徐韻淳, 袁月, 王騰飛, 邱軼, 黃興源 申請人:上海浦東路橋建設(shè)股份有限公司, 上海浦東路橋?yàn)r青材料有限公司, 上海惠浦工程檢測有限公司