[发明专利]一种生物沥青及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于道路工程沥青材料技术领域，具体地涉及一种用生物油制备的生物沥青。

本发明还涉及一种制备上述生物沥青的方法。

背景技术

生物质经热解等方法制备的生物油中含有20％-40％的重质组分及残余物，是一种比较好的制备生物沥青材料的原材料。这些重质组分及残余物经过分离和深加工、改性可制得具有胶结料性能的高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物材料-即生物沥青。

直接热解被认为是最有前途的生物质液化技术，其发展十分迅速。热解过程基本都是通过快速加热的方式使组成生物质的高分子聚合物裂解成低分子有机物蒸汽，并采用骤冷的方法，将其凝结成液体-生物油。因为该过程并未达到热力学平衡，所以生物油以及其分离组分的物理化学性质通常不稳定，主要表现为生物油随储存时间和温度改变，导致其发生物理化学变化，黏度增加等，生物沥青也存在类似的问题，大大阻碍了生物沥青的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热稳定的生物沥青。

本发明的又一目的在于提供一种制备生物沥青的方法。

为实现上述目的，本发明提供的生物沥青，其中，25℃针入度为30-150dmm，软化点为40-80℃，15℃延度为5-25cm，90℃布氏旋转黏度增长速率为0.1-0.5pa.s/h，120℃布氏黏度增长速率为0.07-1.5pa.s/h，醇含量的质量比为5-30％(优选地醇含量是10-20％)。

所述的生物沥青中，醇为含有羟基基团的物质。

所述的生物沥青中，醇为乙二醇、丙三醇、1，2-丙二醇、聚乙二醇、苯甲醇中的一种或多种。

本发明提供的制备上述生物沥青的方法，其步骤为：

生物油与溶剂混合，过滤、离心分离得到不溶组分，将不溶组分与醇混合，80℃-120℃下与空气直接接触搅拌至软化点为40℃-80℃。优选地制备条件是将生物油与溶剂按体积比1∶5进行混合，并于5℃-15℃中搅拌。

所述的方法中，生物油是生物质经过热解制得的油状液体产物。

所述的方法中，生物油为玉米秸秆、橡木、柳枝稷、稻壳中的一种或几种。

所述的方法中，溶剂为水或有机溶剂。

所述的方法中，溶剂为去离子水或二氯甲烷。

本发明的效果是：

1)可以解决目前公知的生物沥青受热性能不稳定问题。

2)在生物沥青加工过程中通过加醇类化学品的方法，使生物沥青中的活性物质转变成非活性物质，大大提高了生物沥青的性能稳定性，有利于生物沥青部分或完全代替石油沥青，降低了对石油资源的依赖性。

3)本发明的原材料来源于价格低廉的生物质资源，利用生物质油中的重质组分加工生物沥青材料可以提高充分利用生物质能源，提高生物质能源的附加利用价值。

4)本发明具有工艺简单、成本低、性能优异的特点。

附图说明

图1是本发明的生物沥青于90℃的布氏黏度-保温时间曲线。

图2是本发明的生物沥青于120℃的布氏黏度-保温时间曲线。

具体实施方式

本发明以生物油为原料，与溶剂(水或二氯甲烷)混合，过滤、离心分离得到不溶组分，将不溶组分与醇(醇含量的质量比为5-30％，优选地醇含量是10-20％)混合，在80℃-120℃条件下与空气直接接触并不断搅拌至软化点为40℃-80℃。本发明采用的生物油通过溶剂萃取，可以有效去除生物油体系的轻组分，获得适合制备沥青的有效组分，但是这些组分中仍存在羧酸类等反应活性物质，通过加醇，有效去除体系内的反应活性物质或将高活性物质转化为低活性物质，提高生物沥青的稳定性。

优选的是将所述生物油与溶剂按1∶5(体积比)混合放入一容器中，将该容器置于5℃-15℃循环水浴中，不断搅拌30min-50min，然后将容器置于常温下静置0.5-1h，过滤、干燥再与醇进行反应。

本发明采用的生物油是生物质经过热解制得的油状液体产物，其中所述生物质包括玉米秸秆、橡木、柳枝稷、稻壳中的一种或几种。

由本发明上述方法制备的热性能稳定的生物沥青，25℃针入度为30-150dmm，软化点为40-80℃，15℃延度为5-25cm，90℃布氏旋转黏度增长速率在0.1-0.5pa.s/h范围内，120℃布氏黏度增长速率在0.07-1.5pa.s/h范围内。

以下将通过实施例和比较例来说明本发明的实施方案，但是本发明并不限于这些特定的实施例。

各实施例中所使用的原材料均为公知产品。