[发明专利]一种硬质沥青增量剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种硬质沥青增量剂及其制备方法。所述方法包括如下步骤：1)将生物质粉碎；2)所得生物质热解为生物油；3)所得生物油与无机盐溶液共混，冷水浴搅拌，真空抽滤得到非水溶性组分；4)在氮气气氛中，将所得非水溶性组分热处理，得到硬质沥青增量剂。本发明将普通的废弃木屑、稻壳等生物质转化为生物油，并改进生物油中用于沥青材料组分的物理分离方法，从而提升生物沥青增量剂的使用性能以及确定了生物沥青作为增量剂的最佳使用范围。

技术领域

本发明涉及一种硬质沥青增量剂及其制备方法，属于绿色可再生沥青材料技术领域。

背景技术

沥青是高等级路面不可或缺的重要材料，我国现阶段高速公路管网的建设与维护对沥青材料保持着居高不下的需求量。然而，随着石油资源的日趋枯竭以及许多炼油企业为了追求燃料油产量的最大化而增设了焦化装置，石油沥青的供应已经受到了一定的影响。因此，寻找生产道路沥青材料的接替资源已经成为当今重要议题之一。硬质沥青具有质地硬、黏度大以及劲度大的特点，近年来，大跨径桥面浇注式沥青混凝土铺装以及沥青路面中下层越来越多地采用硬质沥青。

生物质资源具有来源广泛、无污染、可再生以及成本低廉等特点，因此很多国家已经开始构建生物质资源导向型经济。目前，生物质资源最主要的利用方式是先将生物质热解液化成生物油，继而进一步加工制备燃料油与化学产品。燃料油与化学产品的主要利用对象是生物油中较轻的纤维素与半纤维素热解产物，占生物油较大比例的木质素热解产物尚未得到有效利用。若能实现生物质资源代替石油资源生产道路沥青材料不仅可以缓解石油资源供应紧张的形势，还可以降低道路沥青材料的生产成本并减少石油提炼沥青产品带来的污染。

然而，关于利用生物质制备道路沥青材料的专利主要有CN102660124 A《一种道路用生物沥青材料及其制备方法》与CN103396818 A《一种生物沥青及其制备方法》，上述方案中生物沥青的制备均是通过常规的物理手段分离得到生物油中的不溶性或高沸点组分，这些分离方法并没有较大程度地除去对沥青性能有较大负作用的水溶性组分和含氧化合物。因而，所制备生物沥青均存在低温性能较差的问题，并且上述专利对于生物沥青所适用的路面结构的范围没有明确规定。

发明内容

本发明的目的是提供一种硬质沥青增量剂及其制备方法。其将普通的废弃木屑、稻壳等生物质转化为生物油，并改进生物油中用于沥青材料组分的物理分离方法，从而提升生物沥青增量剂的使用性能以及确定了生物沥青作为增量剂的最佳使用范围。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种硬质沥青增量剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将生物质粉碎；

2)所得生物质热解为生物油；

3)所得生物油与无机盐溶液共混，冷水浴搅拌，真空抽滤得到非水溶性组分；

4)在氮气气氛中，将所得非水溶性组分热处理，得到硬质沥青增量剂。

本发明所述的制备方法中，步骤1)中，将生物质粉碎至20～60目。所述生物质可选自废弃木屑、稻壳等废弃物。

本发明所述的制备方法中，步骤2)中，所述热解条件为：热解工艺中温度为400～700℃，优选500-550℃；热解工艺中停留时间为2s～5s，优选4-5s。所述热解工艺中热解保护气为氮气；所述热解反应可在流化床中进行。

本发明所述的制备方法中，步骤3)中，所述无机盐溶液为质量分数2％～5％％的CaCl₂溶液、LiCl溶液或FeCl₃溶液中的一种，优选CaCl₂溶液。