CN107236311A

CN107236311A - 一种多功能环保改性沥青及其制备方法

Info

Publication number: CN107236311A
Application number: CN201710424502.0A
Authority: CN
Inventors: 张文飞; 杨阳; 李雪晴
Original assignee: Changzhou Fusitong Pipeline Co Ltd
Current assignee: Changzhou Fusitong Pipeline Co Ltd
Priority date: 2017-06-07
Filing date: 2017-06-07
Publication date: 2017-10-10

Abstract

本发明公开了一种多功能环保改性沥青及其制备方法，属于路面材料技术领域。本发明将氯化锌与碳酸氢钠溶液混合沉淀，经煅烧后制得纳米活性氧化锌，再利用废胶粉制备脱硫胶粉，再将电气石粉碎后与纳米活性氧化锌、凹凸棒石在研钵中研磨制得混合粉末，并利用硅烷偶联剂进行表面改性，制得分散性好且具有吸附净化空气的功能性粉体，最后将石油沥青加热软化，并加入脱硫胶粉加热搅拌后再加入功能性粉体，搅拌均匀即得多功能环保改性沥青。本发明所得的多功能环保改性沥青具备优良的路用性能，且具有热拌减排、阻燃抑烟、净化空气、减轻城市“热岛效应”等多种功能，可作为沥青路面的材料。

Description

一种多功能环保改性沥青及其制备方法

技术领域

本发明公开了一种多功能环保改性沥青及其制备方法，属于路面材料技术领域。

背景技术

当前，发展低碳经济、建设低碳社会已经成为中国乃至世界的战略重点。随着人们环保意识的增加，开始对路面材料的功能提出更多的要求，道路材料亦不仅仅局限于路用性能良好及耐久长寿的目标，具有多功能属性的低碳环保路面材料已成为道路研究者的主要研究方向之一。可是，现在大部分具备环保功效的沥青材料是在基本不影响或改善路面材料性能的前提下，通过掺假一定量的具有特殊性能的添加剂而形成，其对沥青功能属性的改善主要来源于添加剂。现如今，使用较多的改性剂是有机材料改性剂，即各种聚合物改性剂，除了有机改性之外，通过添加无机物对沥青改性也可提高其性能，且具有材料来源广泛、生产设备简单、易加工、成本低廉等特点，已经受到越来越多研究者的关注。常用的无机改性物质有：纳米层状硅酸盐、纳米碳酸钙、炭黑、纤维、硅藻土、粉煤灰、水泥、石灰、矿质填料等。可是在众多的有机改性剂和无机增强剂中，无一同时具有热拌减排、阻燃抑烟、净化空气、降低城市热岛效应等多种低碳功效的添加增强剂。

我国电气石资源量储存十分丰富，利用潜力非常大，已广泛应用于环保、医疗保健、声电功能材料、研磨材料、水的活化改性、电磁屏蔽等方面，而将电气石应用于道路工程中，对沥青进行无机改性，这不但可以拓宽电气石的应用领域，而且可以为减排功能路面材料及隧道阻燃抑烟环保材料提供新途径，对沿线的环境保护也具有积极的作用，从可持续发展的角度来看，将会收到经济、社会、环保三赢的局面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对大部分具有环保功效的沥青材料是通过具有特殊性能的添加剂而形成的，存在热拌高能耗、性能不完善、环境功效单一、施工工艺复杂的问题，提供了一种多功能环保改性沥青及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种多功能环保改性沥青，它是由下述质量份配比的原料制成：

80～100份石油沥青

12～15份脱硫胶粉

8～12份功能性粉体

所述脱硫胶粉为废胶粉粉碎过筛后脱硫制得。

所述功能性粉体为电气石、纳米活性氧化锌、凹凸棒石研磨混合后经硅烷偶联剂KH-550改性后干燥制得。

所述电气石的细度为100目、200目、325目、400目、600目、800目、1000目、1250目、3000目中的任意一种。

所述纳米活性氧化锌为氯化锌加入碳酸氢钠溶液中，微波加热20～30min，过滤洗涤后在550～600℃下煅烧1～2h制得。

所述凹凸棒石的细度为100目、200目、325目、400目、600目、800目中的任意一种。

一种多功能环保改性沥青的制备方法，具体制备方法为：

将石油沥青加热至130～140℃软化20～30min后，向沥青中加入脱硫胶粉，继续加热至180～190℃并搅拌5～10min，再加入功能性粉体，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中搅拌40～50min，得多功能环保改性沥青。

本发明的有益技术效果是：

本发明将氯化锌与碳酸氢钠溶液混合沉淀，经煅烧后制得纳米活性氧化锌，再将电气石与纳米活性氧化锌、凹凸棒石在研钵中研磨制得混合粉末，并利用硅烷偶联剂进行表面改性，制得分散性好且具有吸附净化空气的功能性粉体，最后将石油沥青加热软化，并加入脱硫胶粉加热搅拌后再加入功能性粉体，搅拌均匀即得多功能环保改性沥青。本发明所得的多动能环保改性沥青具备优良的路用性能，且具有热拌减排、阻燃抑烟、净化空气、减轻城市“热岛效应”等多种功能，可作为沥青路面的材料。

具体实施方式

称取10～12g氯化锌，加入300～500mL质量分数为10%碳酸氢钠溶液中，以300～400r/min搅拌15～20min，再以300W微波加热20～30min，冷却至室温后过滤得滤渣，依次用无水乙醇和去离子水洗涤滤渣3～5次，随后将其置于马弗炉中，在550～600℃下煅烧1～2h，得纳米活性氧化锌，称取200～300g废胶粉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的橡胶粉装入烧杯中，再加入300～400mL甲苯，300～400mL二甲苯，30～50mL冰醋酸，20～30mL无水甲酸，10～20g氯化锌，10～20g氯化铁，2～3mL质量分数为98%硫酸溶液，在70～80℃下反应5～8h，随后抽滤，将滤饼置于105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得脱硫胶粉，称取20～30g电气石，加入粉碎机中粉碎，过325目筛，将过筛后的电气石粉末，与3～5g纳米活性氧化锌，50～60g过200目筛的凹凸棒石，装入研钵中研磨1～2h，得混合粉末，将混合粉末加入200～300mL质量分数为1%硅烷偶联剂KH550水溶液中，以500～600r/min搅拌1～2h，随后过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得功能性粉体，称取80～100g石油沥青，在130～140℃下加热软化20～30min后，向沥青中加入12～15g脱硫胶粉，继续加热至180～190℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入8～12g功能性粉体，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中，以3000～4000r/min搅拌40～50min，得多功能环保改性沥青。

实例1

称取10g氯化锌，加入300mL质量分数为10%碳酸氢钠溶液中，以300r/min搅拌15min，再以300W微波加热20min，冷却至室温后过滤得滤渣，依次用无水乙醇和去离子水洗涤滤渣3次，随后将其置于马弗炉中，在550℃下煅烧1h，得纳米活性氧化锌，称取200g废胶粉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的橡胶粉装入烧杯中，再加入300mL甲苯，300mL二甲苯，30mL冰醋酸，20mL无水甲酸，10g氯化锌，10g氯化铁，2mL质量分数为98%硫酸溶液，在70℃下反应5h，随后抽滤，将滤饼置于105℃干燥箱中干燥至恒重，得脱硫胶粉，称取20g电气石，加入粉碎机中粉碎，过325目筛，将过筛后的电气石粉末，与3g纳米活性氧化锌，50g过200目筛的凹凸棒石，装入研钵中研磨1h，得混合粉末，将混合粉末加入200mL质量分数为1%硅烷偶联剂KH550水溶液中，以500r/min搅拌1h，随后过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得功能性粉体，称取80g石油沥青，在130℃下加热软化20min后，向沥青中加入12g脱硫胶粉，继续加热至180℃并以600r/min搅拌5min，再加入8g功能性粉体，继续搅拌15min，随后转入高速剪切仪中，以3000r/min搅拌40min，得多功能环保改性沥青。

实例2

称取11g氯化锌，加入400mL质量分数为10%碳酸氢钠溶液中，以350r/min搅拌18min，再以300W微波加热25min，冷却至室温后过滤得滤渣，依次用无水乙醇和去离子水洗涤滤渣4次，随后将其置于马弗炉中，在575℃下煅烧1h，得纳米活性氧化锌，称取250g废胶粉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的橡胶粉装入烧杯中，再加入350mL甲苯，350mL二甲苯，40mL冰醋酸，25mL无水甲酸，15g氯化锌，15g氯化铁，2mL质量分数为98%硫酸溶液，在75℃下反应7h，随后抽滤，将滤饼置于108℃干燥箱中干燥至恒重，得脱硫胶粉，称取25g电气石，加入粉碎机中粉碎，过325目筛，将过筛后的电气石粉末，与4g纳米活性氧化锌，55g过200目筛的凹凸棒石，装入研钵中研磨1h，得混合粉末，将混合粉末加入250mL质量分数为1%硅烷偶联剂KH550水溶液中，以550r/min搅拌1h，随后过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得功能性粉体，称取90g石油沥青，在135℃下加热软化25min后，向沥青中加入14g脱硫胶粉，继续加热至185℃并以700r/min搅拌8min，再加入10g功能性粉体，继续搅拌18min，随后转入高速剪切仪中，以3500r/min搅拌45min，得多功能环保改性沥青。

实例3

称取12g氯化锌，加入500mL质量分数为10%碳酸氢钠溶液中，以400r/min搅拌20min，再以300W微波加热30min，冷却至室温后过滤得滤渣，依次用无水乙醇和去离子水洗涤滤渣5次，随后将其置于马弗炉中，在600℃下煅烧2h，得纳米活性氧化锌，称取300g废胶粉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的橡胶粉装入烧杯中，再加入400mL甲苯，400mL二甲苯，50mL冰醋酸，30mL无水甲酸，20g氯化锌，20g氯化铁，3mL质量分数为98%硫酸溶液，在80℃下反应8h，随后抽滤，将滤饼置于110℃干燥箱中干燥至恒重，得脱硫胶粉，称取30g电气石，加入粉碎机中粉碎，过325目筛，将过筛后的电气石粉末，与5g纳米活性氧化锌，60g过200目筛的凹凸棒石，装入研钵中研磨2h，得混合粉末，将混合粉末加入300mL质量分数为1%硅烷偶联剂KH550水溶液中，以600r/min搅拌2h，随后过滤得滤饼，将滤饼置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得功能性粉体，称取100g石油沥青，在140℃下加热软化30min后，向沥青中加入15g脱硫胶粉，继续加热至190℃并以800r/min搅拌10min，再加入12g功能性粉体，继续搅拌20min，随后转入高速剪切仪中，以4000r/min搅拌50min，得多功能环保改性沥青。

对实例1～3制得的多功能改性沥青与常规电气石改性沥青（对比例）进行性能检测，其检测结果如下表1：

表1

综上所述，本发明所得的多功能环保改性沥青具有良好的热拌减排功能、阻燃抑烟效果和净化空气的功效，能起到较好的节能减排的功效。

Claims

1.一种多功能环保改性沥青，其特征在于，它是由下述质量份配比的原料制成：

80～100份石油沥青

12～15份脱硫胶粉

8～12份功能性粉体

如权利要求1所述的一种多功能环保改性沥青，其特征在于，所述脱硫胶粉为废胶粉粉碎过筛后脱硫制得。

2.如权利要求1所述的一种多功能环保改性沥青，其特征在于，所述功能性粉体为电气石、纳米活性氧化锌、凹凸棒石研磨混合后经硅烷偶联剂KH-550改性后干燥制得。

3.如权利要求3所述的一种多功能环保改性沥青，其特征在于，所述电气石的细度为100目、200目、325目、400目、600目、800目、1000目、1250目、3000目中的任意一种。

4.如权利要求3所述的一种多功能环保改性沥青，其特征在于，所述纳米活性氧化锌为氯化锌加入碳酸氢钠溶液中，微波加热20～30min，过滤洗涤后在550～600℃下煅烧1～2h制得。

5.如权利要求3所述的一种多功能环保改性沥青，其特征在于，所述凹凸棒石的细度为100目、200目、325目、400目、600目、800目中的任意一种。

6.如权利要求1～6任一项所述的一种多功能环保改性沥青的制备方法，其特征在于，具体制备方法为。

7.将石油沥青加热至130～140℃软化20～30min后，向沥青中加入脱硫胶粉，继续加热至180～190℃并搅拌5～10min，再加入功能性粉体，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中搅拌40～50min，得多功能环保改性沥

（1）称取10～12g氯化锌，加入300～500mL质量分数为10%碳酸氢钠溶液中，以300～400r/min搅拌15～20min，再以300W微波加热20～30min，冷却至室温后过滤，依次用无水乙醇和去离子水洗涤滤渣3～5次，随后将其置于马弗炉中，在550～600℃下煅烧1～2h，得纳米活性氧化锌，备用；

（2）称取200～300g废胶粉，加入粉碎机中粉碎，过200目筛，将过筛后的橡胶粉装入烧杯中，再加入300～400mL甲苯，300～400mL二甲苯，30～50mL冰醋酸，20～30mL无水甲酸，10～20g氯化锌，10～20g氯化铁，2～3mL质量分数为98%硫酸溶液，在70～80℃下反应5～8h，随后抽滤，将滤饼置于105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得脱硫胶粉，备用；

（3）称取20～30g电气石，加入粉碎机中粉碎，过325目筛，将过筛后的电气石粉末，与3～5g步骤（1）制备的纳米活性氧化锌，50～60g过200目筛的凹凸棒石，装入研钵中研磨1～2h，得混合粉末，将混合粉末加入200～300mL质量分数为1%硅烷偶联剂KH550水溶液中，以500～600r/min搅拌1～2h，随后过滤，将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得功能性粉体；

（4）称取80～100g石油沥青，在130～140℃下加热软化20～30min后，向沥青中加入12～15g步骤（2）制备的脱硫胶粉，继续加热至180～190℃并以600～800r/min搅拌5～10min，再加入8～12g上述功能性粉体，继续搅拌15～20min，随后转入高速剪切仪中，以3000～4000r/min搅拌40～50min，得多功能环保改性沥青。