本發(fā)明屬于資源回收利用和瀝青材料技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青。
背景技術(shù):
近年來(lái),隨著我國(guó)交通事業(yè)的快速發(fā)展,公路建設(shè)突飛猛進(jìn),需要大量的道路瀝青。道路瀝青大多數(shù)采用穩(wěn)定性、塑性較好的石油瀝青,然而石油資源日趨緊張,國(guó)際原油價(jià)格不斷攀升,石油瀝青也供應(yīng)緊張。煤瀝青與石油瀝青相比,其芳香度高、極性大,與砂石料具有良好的配伍性和親和力,且煤瀝青路面的抗變形、抗磨、行車(chē)的安全性突出。因此,如將煤瀝青和石油瀝青混合利用不僅能有效緩解石油瀝青供不應(yīng)求的局面,還可解決煤瀝青過(guò)剩的問(wèn)題,最重要的是能夠綜合兩種瀝青的優(yōu)點(diǎn),使各方面性能得到完善,特別適用于瀝青公路路面施工。
然而,未改性的石油瀝青和煤瀝青并不能滿足要求日益增高的路用性能,且煤瀝青中含有大量的多環(huán)芳烴類(lèi)化合物,特別是3,4-苯并芘(bap)等高致癌物。
我國(guó)目前主要采用聚合物、高分子材料和納米材料等物質(zhì)對(duì)瀝青改性,因添加量較大、價(jià)格昂貴,對(duì)于路用材料來(lái)說(shuō)性價(jià)比低,限制了改性瀝青的發(fā)展與應(yīng)用。因此,尋找一種高效且成本低廉的瀝青改性劑是當(dāng)前重中之重的任務(wù)。
苯甲酸芐酯下腳是苯甲酸芐酯在生產(chǎn)過(guò)程中精餾余下的下腳料,其成分復(fù)雜,一般包括35%左右的苯甲酸芐酯、20%-30%的芴酮、1%左右的苯甲酸和其他雜質(zhì)。其外觀呈黑色,在常溫下粘度很大甚至是固體,在加熱的情況下,粘度降低。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)每年產(chǎn)生的苯甲酸芐酯下腳將近3000噸。目前苯甲酸芐酯下腳找不到一個(gè)好的處理方式,甚至有的廠家偷偷焚燒或者掩埋,對(duì)環(huán)境造成極大的污染,因此如何處理苯甲酸芐酯下腳也已經(jīng)成了當(dāng)務(wù)之急。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,既能夠改善瀝青的路用性能,且能降低瀝青中多環(huán)芳烴3,4-苯并芘(bap)的含量,又能夠以環(huán)保的方式處理利用苯甲酸芐酯下腳,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:石油瀝青40-60份,煤瀝青20-40份,苯甲酸芐酯下腳40-80份,乙二醇單甲醚15-30份,乙二醇10-15份,烷基苯酚聚氧乙烯醚2-5份,異丙醇鋁1-3份,錫酸鋅1-3份。
進(jìn)一步的,所述的苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
進(jìn)一步的,所述的石油瀝青為10#石油瀝青,軟化點(diǎn)為70-90℃。
進(jìn)一步的,所述的煤瀝青為低溫煤瀝青、中溫煤瀝青和高溫煤瀝青中的一種或多種組合,其中低溫煤瀝青的軟化點(diǎn)為45-75℃,中溫煤瀝青的軟化點(diǎn)為75-95℃,高溫煤瀝青的軟化點(diǎn)為95-110℃。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
1.本發(fā)明將煤瀝青和石油瀝青混合利用不僅能有效緩解石油瀝青供不應(yīng)求的局面,還可解決煤瀝青過(guò)剩的問(wèn)題,最重要的是能夠綜合兩種瀝青的優(yōu)點(diǎn),使各方面性能得到完善,特別適用于瀝青公路路面施工。
2.本發(fā)明利用苯甲酸芐酯下腳代替高價(jià)原料作改性劑,變廢為寶,不僅降低了成本,同時(shí)有利于環(huán)保。
3.本發(fā)明采用乙二醇單甲醚和乙二醇作溶劑能夠有效的溶解瀝青中的3,4-苯并芘,使其能與苯甲酸芐酯下腳中的有效成分發(fā)生反應(yīng),從而降低瀝青中的3,4-苯并芘的含量。同時(shí),乙二醇還可以提高改性瀝青的抗低溫性能。
4.本發(fā)明采用異丙醇鋁作交聯(lián)劑,提高改性瀝青的粘合強(qiáng)度和表面附著力;采用錫酸鋅作阻燃抑煙劑,具有無(wú)毒、安全、易使用的優(yōu)點(diǎn)。
5.烷基苯酚聚氧乙烯醚與異丙醇鋁、錫酸鋅配合使用,使改性瀝青的性能得到更好的維持。
6.本發(fā)明改性瀝青按照我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(jpg
e20-2011)相關(guān)規(guī)程分別進(jìn)行軟化點(diǎn)、延度和針入度試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果表明本發(fā)明改性瀝青的軟化點(diǎn)、延度和針入度均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(jtgf40-2004)中的相關(guān)規(guī)定,可用于瀝青公路路面施工。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,但是本發(fā)明并不限于這些特定的實(shí)施例。
實(shí)施例1
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青60份,低溫煤瀝青30份,苯甲酸芐酯下腳40份,乙二醇單甲醚30份,乙二醇10份,烷基苯酚聚氧乙烯醚3份,異丙醇鋁3份,錫酸鋅3份。
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
實(shí)施例2
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青60份,低溫煤瀝青15份,中溫煤瀝青15份,苯甲酸芐酯下腳50份,乙二醇單甲醚30份,乙二醇12份,烷基苯酚聚氧乙烯醚5份,異丙醇鋁2份,錫酸鋅3份。
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
實(shí)施例3
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青60份,中溫煤瀝青30份,苯甲酸芐酯下腳60份,乙二醇單甲醚25份,乙二醇15份,烷基苯酚聚氧乙烯醚5份,異丙醇份,
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
實(shí)施例4
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青60份,中溫煤瀝青15份,高溫煤瀝青15份,苯甲酸芐酯下腳70份,乙二醇單甲醚30份,乙二醇13份,烷基苯酚聚氧乙烯醚5份,異丙醇鋁3份,錫酸鋅3份。
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
實(shí)施例5
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青40份,高溫煤瀝青20份,苯甲酸芐酯下腳60份,乙二醇單甲醚18份,乙二醇10份,烷基苯酚聚氧乙烯醚3份,異丙醇鋁2份,錫酸鋅2份。
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
實(shí)施例6
一種苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青,其特征在于:該改性瀝青由以下重量份數(shù)的原料制成:10#石油瀝青50份,低溫煤瀝青15份,高溫煤瀝青35份,苯甲酸芐酯下腳70份,乙二醇單甲醚30份,乙二醇15份,烷基苯酚聚氧乙烯醚5份,異丙醇鋁3份,錫酸鋅3份。
苯甲酸芐酯下腳混合改性瀝青的制備方法包括如下工藝步驟:
(1)先將兩種瀝青投入帶有回流裝置的反應(yīng)釜中,加熱至60-110℃,然后向釜中加入乙二醇單甲醚和乙二醇,攪拌20-30min,攪拌速度300-500r/min;
(2)再向反應(yīng)釜中依次加入苯甲酸芐酯下腳、烷基苯酚聚氧乙烯醚、異丙醇鋁和錫酸鋅,攪拌1-2h,攪拌速度300-500r/min,得到改性瀝青混合物;
(3)最后將得到的改性瀝青混合物在120-125℃下,減壓蒸餾回收溶劑,得到改性瀝青。
性能測(cè)試以及測(cè)試結(jié)果
按照我國(guó)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(jpge20-2011)相關(guān)規(guī)程對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1至6改性瀝青進(jìn)行軟化點(diǎn)、延度和針入度試驗(yàn)。本發(fā)明實(shí)施例1至6改性瀝青的試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
采用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)法測(cè)量瀝青中bap的含量。bap脫除率是指原瀝青中bap含量與改性瀝青在bap含量的差值對(duì)原瀝青中bap含量之比例。
表1:各實(shí)施例改性瀝青的性能及致癌物bap的脫除率