一种绿色耐老化沥青及其制备方法
技术领域
本发明涉及沥青领域，具体涉及一种绿色耐老化沥青及其制备方法。
背景技术
沥青行业上游为石油化工、煤炭和改性剂及乳化剂，下游为高速公路、防水建筑材料、机场建设和市政工程道路建设等。在完整的石油化工产业链中，石油沥青的前端产品为醚、烷、烃、苯等各大类产品，作为原油加工后端产品的石油沥青经过焦化工艺可得到石油胶。随着沥青技术的发展，沥青技术和材料技术得到不断的改进，越来越多的新材料使用在沥青系列产品中，近年来，一些远未达到使用寿命的沥青工程出现了严重的质量问题。很大一部分问题是由于各种原材料先天不足造成沥青质量不符合要求，如耐老化：软化点和粘度，带来各种质量隐患。因此，相关行业研究人员采用固废和沥青相结合进行交叉学科研究。由于新型化工材料成本高，因此，在如何解决固废资源化利用处理和沥青耐老化质量缺陷方面需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色耐老化沥青，该绿色耐老化沥青采用沥青、SE-10乳化剂、微晶纤维素、钛酸四丁酯、硝酸银、硬脂酸和蛋壳粉制备得到，具有优异的耐老化性。
本发明的另一目的在于提供上述绿色耐老化沥青的制备方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种绿色耐老化沥青，由质量份数比为80:3～8:3～11:15～17:0.3～1.5:6～13:15～26的沥青、SE-10乳化剂、微晶纤维素、钛酸四丁酯、硝酸银、硬脂酸和蛋壳粉组成。
优选地，所述的沥青、SE-10乳化剂、微晶纤维素、钛酸四丁酯、硝酸银、硬脂酸和蛋壳粉的质量份数比为80:5:5:16:0.5:8:21。
上述绿色耐老化沥青的制备方法，包括如下步骤：
将蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、钛酸四丁酯、硝酸银和硬脂酸添加至装有400质量份乙醇和1质量份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、SE-10乳化剂和微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至130～165℃沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
本发明的有益效果在于：
本申请中采用的蛋壳粉具有微孔结构，拥有高孔隙率和比表面，有利于将钛酸四丁酯和硝酸银吸附在微孔结构中，有利于二氧化钛形成的前驱体和银前驱体在蛋壳粉内部及表面聚集，经高温和氢气还原处理后，不仅将二氧化钛和银均匀沉积在蛋壳粉表面及内部，高温处理过程中硬脂酸和部分蛋壳粉形成硬脂酸钙，在一定程度改善沥青的耐老化性能。微晶纤维素和SE-10乳化剂协同蛋壳粉分散在沥青中，改善其分散均匀性，从而改善沥青的耐老化性能，同时，解决了蛋壳乱丢乱放所导致的环境污染问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行描述，以便更好的理解本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下例实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域常规条件或按照制造厂商建议的条件；所使用的原料、试剂等，如无特殊说明，均为可从常规市场等商业途径得到的原料和试剂。本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
实施例1
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取21份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、16份钛酸四丁酯、0.5份硝酸银和8份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、5份SE-10乳化剂和5份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至145℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例2
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取15份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、15份钛酸四丁酯、0.3份硝酸银和6份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、3份SE-10乳化剂和3份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至130℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例3
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取26份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、17份钛酸四丁酯、1.5份硝酸银和13份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、8份SE-10乳化剂和11份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至165℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例4
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取18份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、15.6份钛酸四丁酯、0.6份硝酸银和7.3份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、3.4份SE-10乳化剂和4.4份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至136℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例5
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取18.7份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、15.9份钛酸四丁酯、0.7份硝酸银和8.6份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、4.6份SE-10乳化剂和5.2份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至138℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例6
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取20份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、16.3份钛酸四丁酯、1.2份硝酸银和8.8份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、5.3份SE-10乳化剂和6.8份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至139℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例7
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取25.6份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、16.7份钛酸四丁酯、1.4份硝酸银和12.8份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、7.6份SE-10乳化剂和10.1份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至162℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
实施例8
一种绿色耐老化沥青，其制备方法包括以下步骤：
称取22.3份蛋壳粉置于马弗炉中于550℃热处理5h，冷却后粉碎至1250目，将物料、16.7份钛酸四丁酯、1.3份硝酸银和10.8份硬脂酸添加至装有400份乙醇和1份水的反应釜中，在35℃、500r/min搅拌速度下混合搅拌15h，将物料转移至真空干燥箱中于60℃、-0.1MPa干燥8h，将产物转移至马弗炉中于100℃热处理1h，200℃热处理1h，300℃热处理2h，400℃热处理2h，500℃热处理3h，600℃热处理3h，产物经粉碎过筛1250目，将产物用氢气氛围中还原10min，将产物、6.8份SE-10乳化剂和9.6份微晶纤维素转移至混合机中，于30℃、500r/min混合5min，将物料添加至加热至155℃的80份沥青中，物料维持在上述条件下继续于500r/min搅拌60min，即得到绿色耐老化沥青。
对照例1
本对照例中，不添加蛋壳粉，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对照例2
本对照例中，不添加硬脂酸，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对照例3
本对照例中，不添加钛酸四丁酯，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对照例4
本对照例中，不添加SE-10乳化剂，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对照例5
本对照例中，不添加微晶纤维素，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对照例6
本对照例中，配方中选用普通碳酸钙替代实施例1中的蛋壳粉，其它组分与制备方法与实施例1相同。
对实施例1～8和对照例1～4制得的绿色耐老化沥青，沥青耐老化性以软化点和粘度变化为评价指标，软化点和粘度按按照GB/T%204507和SH/T%200557进行测试，未老化前沥青软化点为65℃，粘度为376Pa.s，经紫外线加速老化后测试结果见下表1和表2。
表1实施例1～8制得的绿色耐老化沥青的性能参数
表2实施例1和对照例1～6制得的绿色耐老化沥青的性能参数
由上表1和表2可知，本发明各实施例制备得到的绿色耐老化沥青经紫外线加速老化后的软化点和粘度性能较低，这表明以本发明提供的原料制备得到的绿色耐老化沥青经紫外线加速老化后具有较低的软化点和粘度性能；相比之下，各对照例的原料制备得到的绿色耐老化沥青经紫外线加速老化后的软化点和粘度性能较高。另外，本发明各实施例制备得到的绿色耐老化沥青具有较低的软化点和粘度性能。
以上所述是该发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为该发明的保护范围。
