[发明专利]一种道路用生物沥青及其制备装置和制备方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青材料制备技术领域，尤其是涉及一种道路用生物沥青及其制备装置和制备方法。

背景技术

目前，大规模的高等级公路沥青路面建设与养护工程对沥青材料的需求不断增加，而不可再生的石油沥青资源逐渐消耗，寻求石油沥青的可持续替代材料则成为国际道路领域的迫切需要，生物质重油应运而生。生物质在完全缺氧条件下快速加热使生物质迅速热解，将热解气迅速冷凝获得初级液体燃料，即生物质油。生物质油是采用生物质热裂解技术将生物质经高温加热、快速冷却与中间液态产物分子生成气体之前冷凝而形成的生物质液体油。生物质重油是将生物质油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、粘度高，比重一般在0.82～0.95，其成分主要是碳氢化合物。

目前，我国农作物秸秆等生物质年产量为7亿吨以上。生物质重油的主要重要成分包括60％～75％的碳、5％～10％的氢、15％～30％的氧与极少量(＜0.5％)的氮与灰分，与石油沥青的元素组成非常接近。将生物质重油配合石油沥青制备成生物沥青，二者在化学组成上具备良好的相容性与稳定性。生物质油加热后为液体，不需要专门的研磨设备即可与石油沥青均匀混合，设备简单且工程造价低。因此，生物质油有着广阔的应用前景。但现如今，国内生物质重油运用于道路材料的研发与应用极少，且根据公知制备方法得出的生物沥青存在高温性能差、温度敏感性强等缺陷，如将生物质重油与90#基质沥青掺配制成生物沥青的软化点为45℃，而90#基质沥青的软化点为47℃，该生物沥青的针入度指数PI＝1.0且其单位为0.1mm，不能完全满足国家有关技术标准的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种道路用生物沥青，其成本低、制备简便且性能优良，具有高温性能好、温度敏感性低等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种道路用生物沥青，其特征在于：由以下重量百分比的原料制成：生物质重油10％～30％，基质沥青60％～84％，甲醇5％，低密度聚乙烯1％～5％。

上述一种道路用生物沥青，其特征是：由以下重量百分比的原料制成：生物质重油20％，基质沥青73％，甲醇5％，低密度聚乙烯2％；所述基质沥青为90号沥青。

上述一种道路用生物沥青，其特征是：所述生物质重油为将生物质油提取汽油与柴油后的剩余重质油且其比重为0.82～0.95；所述生物质油为由生物质经热解制得的液体油。

上述一种道路用生物沥青，其特征是：所述生物质为木屑、玉米杆、棉花杆或麦秸秆。

同时，本发明还公开了一种结构简单、设计合理且加工制作及使用操作简便、使用效果好的生物沥青制备装置，其特征在于：包括水平底座、安装在水平底座后侧上方的可升降支撑柱、平放在水平底座上的加热杯、套装在加热杯内且对需制备生物沥青进行搅拌的搅拌杯、由上至下插入搅拌杯内的搅拌器、布设在搅拌杯上方的装料器和安装在可升降支撑柱上的控制箱，所述搅拌器由驱动电机进行驱动且其与驱动电机的动力输出轴传动连接；所述控制箱包括安装在可升降支撑柱顶部的箱体、布设在所述箱体内的电子线路板以及安装在所述箱体外侧壁上的显示器和参数输入单元，所述电子线路板上安装有控制器，所述显示器和参数输入单元均与控制器相接；所述搅拌杯内装有温度传感器，所述温度传感器与控制器相接；所述装料器包括上下均开口且呈竖直向布设的外壳和安装在所述外壳中部的内套筒，所述外壳与内套筒之间的空腔通过三个隔板分隔为三个装料腔；每个所述装料腔底部均设置有一个能左右滑动的水平滑片，所述水平滑片上装有与控制器相接的称重传感器；所述搅拌器包括呈竖直向布设的搅拌轴和安装在所述搅拌轴底部的搅拌头，所述搅拌轴套装在内套筒内；所述驱动电机安装在所述箱体内；所述搅拌杯为用于盛装基质沥青的杯体，三个所述装料腔分别为用于装入生物质重油、甲醇和低密度聚乙烯的装料腔。

上述装置，其特征是：所述搅拌器与搅拌杯呈同轴布设；所述搅拌轴上部同轴安装有转轴，所述转轴上端伸入至所述箱体内且其与驱动电机的动力输出轴传动连接；所述转轴底端固定安装在所述搅拌轴的顶端。

上述装置，其特征是：所述加热杯包括圆柱形杯体，所述圆柱形杯体的侧壁和底部均设置有多个电加热片，多个所述电加热片均由加热控制芯片进行控制；所述加热控制芯片与控制器相接。

上述装置，其特征是：所述装料器呈竖直向布设且其位于搅拌杯的正上方；所述装料器通过连接杆支撑在可升降支撑柱上，所述连接杆连接于所述外壳和可升降支撑柱之间；所述外壳为圆锥形且其直径由上至下逐渐缩小。