本發(fā)明公開了一種多功能環(huán)保改性瀝青及其制備方法，屬于路面材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、建設(shè)低碳社會已經(jīng)成為中國乃至世界的戰(zhàn)略重點(diǎn)。隨著人們環(huán)保意識的增加，開始對路面材料的功能提出更多的要求，道路材料亦不僅僅局限于路用性能良好及耐久長壽的目標(biāo)，具有多功能屬性的低碳環(huán)保路面材料已成為道路研究者的主要研究方向之一。可是，現(xiàn)在大部分具備環(huán)保功效的瀝青材料是在基本不影響或改善路面材料性能的前提下，通過摻假一定量的具有特殊性能的添加劑而形成，其對瀝青功能屬性的改善主要來源于添加劑?，F(xiàn)如今，使用較多的改性劑是有機(jī)材料改性劑，即各種聚合物改性劑，除了有機(jī)改性之外，通過添加無機(jī)物對瀝青改性也可提高其性能，且具有材料來源廣泛、生產(chǎn)設(shè)備簡單、易加工、成本低廉等特點(diǎn)，已經(jīng)受到越來越多研究者的關(guān)注。常用的無機(jī)改性物質(zhì)有：納米層狀硅酸鹽、納米碳酸鈣、炭黑、纖維、硅藻土、粉煤灰、水泥、石灰、礦質(zhì)填料等。可是在眾多的有機(jī)改性劑和無機(jī)增強(qiáng)劑中，無一同時具有熱拌減排、阻燃抑煙、凈化空氣、降低城市熱島效應(yīng)等多種低碳功效的添加增強(qiáng)劑。

我國電氣石資源量儲存十分豐富，利用潛力非常大，已廣泛應(yīng)用于環(huán)保、醫(yī)療保健、聲電功能材料、研磨材料、水的活化改性、電磁屏蔽等方面，而將電氣石應(yīng)用于道路工程中，對瀝青進(jìn)行無機(jī)改性，這不但可以拓寬電氣石的應(yīng)用領(lǐng)域，而且可以為減排功能路面材料及隧道阻燃抑煙環(huán)保材料提供新途徑，對沿線的環(huán)境保護(hù)也具有積極的作用，從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，將會收到經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)保三贏的局面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對大部分具有環(huán)保功效的瀝青材料是通過具有特殊性能的添加劑而形成的，存在熱拌高能耗、性能不完善、環(huán)境功效單一、施工工藝復(fù)雜的問題，提供了一種多功能環(huán)保改性瀝青及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種多功能環(huán)保改性瀝青，它是由下述質(zhì)量份配比的原料制成：

80～100份石油瀝青

12～15份脫硫膠粉

8～12份功能性粉體

所述脫硫膠粉為廢膠粉粉碎過篩后脫硫制得。

所述功能性粉體為電氣石、納米活性氧化鋅、凹凸棒石研磨混合后經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑kh-550改性后干燥制得。

所述電氣石的細(xì)度為100目、200目、325目、400目、600目、800目、1000目、1250目、3000目中的任意一種。

所述納米活性氧化鋅為氯化鋅加入碳酸氫鈉溶液中，微波加熱20～30min，過濾洗滌后在550～600℃下煅燒1～2h制得。

所述凹凸棒石的細(xì)度為100目、200目、325目、400目、600目、800目中的任意一種。

一種多功能環(huán)保改性瀝青的制備方法，具體制備方法為：

將石油瀝青加熱至130～140℃軟化20～30min后，向?yàn)r青中加入脫硫膠粉，繼續(xù)加熱至180～190℃并攪拌5～10min，再加入功能性粉體，繼續(xù)攪拌15～20min，隨后轉(zhuǎn)入高速剪切儀中攪拌40～50min，得多功能環(huán)保改性瀝青。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：

本發(fā)明將氯化鋅與碳酸氫鈉溶液混合沉淀，經(jīng)煅燒后制得納米活性氧化鋅，再將電氣石與納米活性氧化鋅、凹凸棒石在研缽中研磨制得混合粉末，并利用硅烷偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性，制得分散性好且具有吸附凈化空氣的功能性粉體，最后將石油瀝青加熱軟化，并加入脫硫膠粉加熱攪拌后再加入功能性粉體，攪拌均勻即得多功能環(huán)保改性瀝青。本發(fā)明所得的多動能環(huán)保改性瀝青具備優(yōu)良的路用性能，且具有熱拌減排、阻燃抑煙、凈化空氣、減輕城市“熱島效應(yīng)”等多種功能，可作為瀝青路面的材料。

具體實(shí)施方式

稱取10～12g氯化鋅，加入300～500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%碳酸氫鈉溶液中，以300～400r/min攪拌15～20min，再以300w微波加熱20～30min，冷卻至室溫后過濾得濾渣，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣3～5次，隨后將其置于馬弗爐中，在550～600℃下煅燒1～2h，得納米活性氧化鋅，稱取200～300g廢膠粉，加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的橡膠粉裝入燒杯中，再加入300～400ml甲苯，300～400ml二甲苯，30～50ml冰醋酸，20～30ml無水甲酸，10～20g氯化鋅，10～20g氯化鐵，2～3ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，在70～80℃下反應(yīng)5～8h，隨后抽濾，將濾餅置于105～110℃干燥箱中干燥至恒重，得脫硫膠粉，稱取20～30g電氣石，加入粉碎機(jī)中粉碎，過325目篩，將過篩后的電氣石粉末，與3～5g納米活性氧化鋅，50～60g過200目篩的凹凸棒石，裝入研缽中研磨1～2h，得混合粉末，將混合粉末加入200～300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%硅烷偶聯(lián)劑kh550水溶液中，以500～600r/min攪拌1～2h，隨后過濾得濾餅，將濾餅置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得功能性粉體，稱取80～100g石油瀝青，在130～140℃下加熱軟化20～30min后，向?yàn)r青中加入12～15g脫硫膠粉，繼續(xù)加熱至180～190℃并以600～800r/min攪拌5～10min，再加入8～12g功能性粉體，繼續(xù)攪拌15～20min，隨后轉(zhuǎn)入高速剪切儀中，以3000～4000r/min攪拌40～50min，得多功能環(huán)保改性瀝青。

實(shí)例1

稱取10g氯化鋅，加入300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%碳酸氫鈉溶液中，以300r/min攪拌15min，再以300w微波加熱20min，冷卻至室溫后過濾得濾渣，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣3次，隨后將其置于馬弗爐中，在550℃下煅燒1h，得納米活性氧化鋅，稱取200g廢膠粉，加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的橡膠粉裝入燒杯中，再加入300ml甲苯，300ml二甲苯，30ml冰醋酸，20ml無水甲酸，10g氯化鋅，10g氯化鐵，2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，在70℃下反應(yīng)5h，隨后抽濾，將濾餅置于105℃干燥箱中干燥至恒重，得脫硫膠粉，稱取20g電氣石，加入粉碎機(jī)中粉碎，過325目篩，將過篩后的電氣石粉末，與3g納米活性氧化鋅，50g過200目篩的凹凸棒石，裝入研缽中研磨1h，得混合粉末，將混合粉末加入200ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%硅烷偶聯(lián)劑kh550水溶液中，以500r/min攪拌1h，隨后過濾得濾餅，將濾餅置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得功能性粉體，稱取80g石油瀝青，在130℃下加熱軟化20min后，向?yàn)r青中加入12g脫硫膠粉，繼續(xù)加熱至180℃并以600r/min攪拌5min，再加入8g功能性粉體，繼續(xù)攪拌15min，隨后轉(zhuǎn)入高速剪切儀中，以3000r/min攪拌40min，得多功能環(huán)保改性瀝青。

實(shí)例2

稱取11g氯化鋅，加入400ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%碳酸氫鈉溶液中，以350r/min攪拌18min，再以300w微波加熱25min，冷卻至室溫后過濾得濾渣，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣4次，隨后將其置于馬弗爐中，在575℃下煅燒1h，得納米活性氧化鋅，稱取250g廢膠粉，加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的橡膠粉裝入燒杯中，再加入350ml甲苯，350ml二甲苯，40ml冰醋酸，25ml無水甲酸，15g氯化鋅，15g氯化鐵，2ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，在75℃下反應(yīng)7h，隨后抽濾，將濾餅置于108℃干燥箱中干燥至恒重，得脫硫膠粉，稱取25g電氣石，加入粉碎機(jī)中粉碎，過325目篩，將過篩后的電氣石粉末，與4g納米活性氧化鋅，55g過200目篩的凹凸棒石，裝入研缽中研磨1h，得混合粉末，將混合粉末加入250ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%硅烷偶聯(lián)劑kh550水溶液中，以550r/min攪拌1h，隨后過濾得濾餅，將濾餅置于干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得功能性粉體，稱取90g石油瀝青，在135℃下加熱軟化25min后，向?yàn)r青中加入14g脫硫膠粉，繼續(xù)加熱至185℃并以700r/min攪拌8min，再加入10g功能性粉體，繼續(xù)攪拌18min，隨后轉(zhuǎn)入高速剪切儀中，以3500r/min攪拌45min，得多功能環(huán)保改性瀝青。

實(shí)例3

稱取12g氯化鋅，加入500ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%碳酸氫鈉溶液中，以400r/min攪拌20min，再以300w微波加熱30min，冷卻至室溫后過濾得濾渣，依次用無水乙醇和去離子水洗滌濾渣5次，隨后將其置于馬弗爐中，在600℃下煅燒2h，得納米活性氧化鋅，稱取300g廢膠粉，加入粉碎機(jī)中粉碎，過200目篩，將過篩后的橡膠粉裝入燒杯中，再加入400ml甲苯，400ml二甲苯，50ml冰醋酸，30ml無水甲酸，20g氯化鋅，20g氯化鐵，3ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%硫酸溶液，在80℃下反應(yīng)8h，隨后抽濾，將濾餅置于110℃干燥箱中干燥至恒重，得脫硫膠粉，稱取30g電氣石，加入粉碎機(jī)中粉碎，過325目篩，將過篩后的電氣石粉末，與5g納米活性氧化鋅，60g過200目篩的凹凸棒石，裝入研缽中研磨2h，得混合粉末，將混合粉末加入300ml質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%硅烷偶聯(lián)劑kh550水溶液中，以600r/min攪拌2h，隨后過濾得濾餅，將濾餅置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得功能性粉體，稱取100g石油瀝青，在140℃下加熱軟化30min后，向?yàn)r青中加入15g脫硫膠粉，繼續(xù)加熱至190℃并以800r/min攪拌10min，再加入12g功能性粉體，繼續(xù)攪拌20min，隨后轉(zhuǎn)入高速剪切儀中，以4000r/min攪拌50min，得多功能環(huán)保改性瀝青。

對實(shí)例1～3制得的多功能改性瀝青與常規(guī)電氣石改性瀝青（對比例）進(jìn)行性能檢測，其檢測結(jié)果如下表1：

表1

綜上所述，本發(fā)明所得的多功能環(huán)保改性瀝青具有良好的熱拌減排功能、阻燃抑煙效果和凈化空氣的功效，能起到較好的節(jié)能減排的功效。