一种道路用生物沥青材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种道路用生物沥青材料，属于道路建筑材料。其由以下重量份的原料制成：基质沥青10‑30份，废旧高分子材料粉5‑18份，氧化锌0.05‑0.2份，稀释剂10‑20份，均匀剂MS0.5‑4份，稳定剂硫磺0.1‑0.3份，添加剂0.05‑0.2份。添加剂由以下重量份的原料组成：石墨烯粉0.02‑0.1份、碳纳米管0.03‑0.1份。本发明专利技术的道路用生物沥青材料对废弃物进行了有效回收利用，用作道路建筑材料时具有韧性高、稳定性好等优点。本发明专利技术的道路用生物沥青材料，添加石墨烯和碳纳米管显著提高了沥青材料的强度、水稳定性和低温抗开裂性能。

Biological asphalt material for road and preparation method thereof

The invention discloses a biological asphalt material for roads, which belongs to road building materials. It is made from the following weight parts of raw materials: 10 30 bitumen matrix, 5 18 waste polymer powder, 0.05 0.2 zinc oxide, 10 20 diluent, MS0.5 4 homogenizer, 0.1 0.3 sulfur stabilizer, 0.05 0.2 additive. The additive consists of the following weight fractions: graphene powder 0.02 0.1 phr, carbon nanotubes 0.03 0.1 phr. The road bio-asphalt material of the invention effectively recycles the waste and has the advantages of high toughness and good stability when used as the road construction material. Adding graphene and carbon nanotubes to the bio-asphalt material for roads of the invention significantly improves the strength, water stability and low temperature cracking resistance of the asphalt material.

【技术实现步骤摘要】
一种道路用生物沥青材料及其制备方法
本专利技术涉及道路建筑材料，具体涉及一种道路用生物沥青材料及其制备方法。
技术介绍
随着我国道路工程建设的飞速发展，公路里程迅猛增长。这就需要大量的建筑材料，其中，道路用生物沥青材料消耗量也很大。而现有的道路用生物沥青材料在使用中不能很好地满足道路材料的需要，强度低、稳定性差，不能够有效替代石油沥青。因此专利技术一种强度高、稳定性好的道路用生物沥青材料具有很大的实用价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种道路用生物沥青材料，可以解决现有技术中的上述问题。本专利技术提供了一种道路用生物沥青材料，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青10-30份，废旧高分子材料粉5-18份，氧化锌0.05-0.2份，稀释剂10-20份，均匀剂MS0.5-4份，稳定剂硫磺0.1-0.3份，添加剂0.05-0.2份；所述废旧高分子材料粉为废旧塑料、废旧橡胶和木屑中的一种或几种，所述稀释剂为：废旧植物油、地沟油和机油中的一种或几种，所述添加剂由以下重量份的原料组成：石墨烯粉0.02-0.1份、碳纳米管0.03-0.1份。较佳地，所述石墨烯的粒径大小为20纳米-2微米。较佳地，所述碳纳米管的直径为100-145纳米，长度为50-100微米。较佳地，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青28份，废旧高分子材料粉15份，氧化锌0.1份，稀释剂15份、均匀剂MS2份，稳定剂硫磺0.2份，添加剂0.1份。较佳地，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青25份，废旧高分子材料粉11份，氧化锌0.12份，稀释剂13份、均匀剂MS1份，稳定剂硫磺0.2份，添加剂0.15份。本专利技术提供了所述道路用生物沥青材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按重量份称取所述各种原料步骤2：将所述废旧高分子材料粉热解为生物油，将所述生物油常压蒸馏，收集大于100℃的生物油重组分；步骤3：将基质沥青加热至120-150℃并搅拌2-5分钟后，降温至100-130℃，继续搅拌2-5分钟，然后升温至150-180℃，在1000-2000r/min的搅拌速率下搅拌20-60分钟，得到预混料；步骤4：将预混料降温至105-120℃，然后加入生物油重组分、氧化锌、稀释剂、均匀剂MS，稳定剂硫磺，在1000-2000r/min的搅拌速率下继续搅拌5-10分钟；步骤5：加入添加剂0.05-0.2份，在500-1000r/min的搅拌速率下继续搅拌30-60分钟，即得到道路用生物沥青材料。较佳地，所述步骤3：将基质沥青加热至140℃并搅拌3分钟后，降温至105℃，继续搅拌2分钟，然后升温至180℃；步骤4：将预混料降温至120℃，然后加入生物油重组分、氧化锌，稀释剂，均匀剂MS，稳定剂硫磺，在1500r/min的搅拌速率下继续搅拌7分钟；步骤4的搅拌速率为1000r/min，搅拌时间为45分钟。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的道路用生物沥青材料对废弃物进行了有效回收利用，在用作道路建筑材料时具有韧性高、稳定性好等优点。本专利技术的道路用生物沥青材料，通过添加石墨烯和碳纳米管显著提高了沥青材料的强度以及稳定性，各种原料结合提高了沥青的水稳定性和低温抗开裂性能。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：步骤1：称取以下重量份的原料：基质沥青28份，废旧高分子材料粉15份，氧化锌0.1份，稀释剂15份、均匀剂MS2份，稳定剂硫磺0.2份，石墨烯粉0.05份、碳纳米管0.05份。步骤2：将所述废旧高分子材料粉热解为生物油，将所述生物油常压蒸馏，收集大于100℃的生物油重组分。步骤3：将基质沥青加热至150℃并搅拌3分钟后，降温至110℃，继续搅拌3分钟，然后升温至170℃，在2000r/min的搅拌速率下搅拌30分钟，得到预混料。步骤4：将预混料降温至110℃，然后加入氧化锌0.1份，稀释剂、均匀剂MS，稳定剂硫磺，在2000r/min的搅拌速率下继续搅拌7分钟；步骤5：加入石墨烯粉和碳纳米管，在800r/min的搅拌速率下继续搅拌30分钟，即得到道路用生物沥青材料。实施例2：步骤1：称取以下重量份的原料：基质沥青25份，废旧高分子材料粉11份，氧化锌0.12份，稀释剂13份、均匀剂MS1份，稳定剂硫磺0.2份，石墨烯粉0.1份、碳纳米管0.05份。步骤2：将所述废旧高分子材料粉热解为生物油，将所述生物油常压蒸馏，收集大于100℃的生物油重组分；步骤3：将基质沥青加热至140℃并搅拌3分钟后，降温至105℃，继续搅拌2分钟，然后升温至180℃，在1500r/min的搅拌速率下搅拌30分钟，得到预混料。步骤4：将预混料降温至120℃，然后加生物油重组分、入氧化锌，稀释剂、均匀剂MS，稳定剂硫磺，在1500r/min的搅拌速率下继续搅拌7分钟；步骤5：加入石墨烯粉、碳纳米管，在1000r/min的搅拌速率下继续搅拌45分钟，即得到道路用生物沥青材料。对比例1：步骤1：称取以下重量份的原料：基质沥青28份，废旧高分子材料粉15份，氧化锌0.1份，稀释剂15份、均匀剂MS2份，稳定剂硫磺0.2份。步骤2：将所述废旧高分子材料粉热解为生物油，将所述生物油常压蒸馏，收集大于100℃的生物油重组分。步骤3：将基质沥青加热至150℃并搅拌3分钟后，降温至110℃，继续搅拌3分钟，然后升温至170℃，在2000r/min的搅拌速率下搅拌30分钟，得到预混料。步骤4：将预混料降温至110℃，然后加入生物油重组分、氧化锌，稀释剂、均匀剂MS，稳定剂硫磺，在2000r/min的搅拌速率下继续搅拌7分钟；步骤5：在800r/min的搅拌速率下继续搅拌30分钟，即得到道路用生物沥青材料。对比例2：步骤1：称取以下重量份的原料：基质沥青25份，废旧高分子材料粉11份，氧化锌0.12份，稀释剂13份，均匀剂MS1份，稳定剂硫磺0.2份，碳纳米管0.05份。步骤2：将所述废旧高分子材料粉热解为生物油，将所述生物油常压蒸馏，收集大于100℃的生物油重组分；步骤3：将基质沥青加热至140℃并搅拌3分钟后，降温至105℃，继续搅拌2分钟，然后升温至180℃，在1500r/min的搅拌速率下搅拌30分钟，得到预混料。步骤4：将预混料降温至120℃，然后加入生物油重组分、氧化锌，稀释剂、均匀剂MS，稳定剂硫磺，在1500r/min的搅拌速率下继续搅拌7分钟；步骤5：加入碳纳米管0.05份，在1000r/min的搅拌速率下继续搅拌45分钟，即得到道路用生物沥青材料。性能测试对上述实施例1-2和对比例1-2制备出的沥青依照中华人民共和国交通运输部行业标准的《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)》进行了以下方面的性能测试，沥青混合料采用玄武岩矿粉、AC-13矿料级配、4.3％油石比，讲本专利技术制备的生物沥青材料和集料拌和60s，然后加入矿粉再拌和90s制成。其性能测试结果如表1、表2、表3所示：表1各种沥青性能测试结果组别/测试项目25℃针入度/0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路用生物沥青材料，其特征在于，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青10‑30份，废旧高分子材料粉5‑18份，氧化锌0.05‑0.2份，稀释剂10‑20份，均匀剂MS 0.5‑4份，稳定剂硫磺0.1‑0.3份，添加剂0.05‑0.2份；所述废旧高分子材料粉为废旧塑料、废旧橡胶和木屑中的一种或几种，所述稀释剂为：废旧植物油、地沟油和机油中的一种或几种，所述添加剂由以下重量份的原料组成：石墨烯粉0.02‑0.1份、碳纳米管0.03‑0.1份。

【技术特征摘要】
1.一种道路用生物沥青材料，其特征在于，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青10-30份，废旧高分子材料粉5-18份，氧化锌0.05-0.2份，稀释剂10-20份，均匀剂MS0.5-4份，稳定剂硫磺0.1-0.3份，添加剂0.05-0.2份；所述废旧高分子材料粉为废旧塑料、废旧橡胶和木屑中的一种或几种，所述稀释剂为：废旧植物油、地沟油和机油中的一种或几种，所述添加剂由以下重量份的原料组成：石墨烯粉0.02-0.1份、碳纳米管0.03-0.1份。2.如权利要求1所述的道路用生物沥青材料，其特征在于，所述石墨烯的粒径大小为20纳米-2微米。3.如权利要求1所述的道路用生物沥青材料，其特征在于，所述碳纳米管的直径为100-145纳米，长度为50-100微米。4.如权利要求1所述的道路用生物沥青材料，其特征在于，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青28份，废旧高分子材料粉15份，氧化锌0.1份，稀释剂15份、均匀剂MS2份，稳定剂硫磺0.2份，添加剂0.1份。5.如权利要求1所述的道路用生物沥青材料，其特征在于，所述道路用生物沥青材料由以下重量份的原料制成：基质沥青25份，废旧高分子材料粉11份，氧化锌0.12份，稀释剂13份、均匀剂MS1份，稳定剂硫磺0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈会凡，麻华丽，马亚丽，张大英，郝晓燕，
申请(专利权)人：郑州航空工业管理学院，
类型：发明
国别省市：河南,41