一種瀝青混合料添加劑及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于瀝青混合料的添加劑，其特征為：由納米級復(fù)合光催化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、高聚酯纖維組成，呈顆粒狀，它們的重量百分比為納米級復(fù)合光催化劑60～85％、增塑劑3～10％、穩(wěn)定劑2~5％、高聚酯纖維5～10％、瀝青5~15％。本發(fā)明添加于瀝青混合料中，在保證添加劑的可拌和性和可施工性，添加劑分散的均勻性，以及和瀝青以及石料的粘附性的前提下，具有作為催化劑降解汽車尾氣的特性。
【專利說明】一種瀝青混合料添加劑及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及道路路面，特別涉及一種公路、市政等工程中的可吸收尾氣浙青路面，具體地說是一種適應(yīng)于在道路浙青路面混合料中使用的添加劑及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，人們越來越注重環(huán)境的改善，工業(yè)發(fā)展與環(huán)境可持續(xù)性的矛盾已經(jīng)成為一個(gè)全球性的共同課題。汽車工業(yè)是許多發(fā)達(dá)國家的支柱產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代汽車工業(yè)的快速發(fā)展在給人們帶來交通便利、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也給城市環(huán)境帶來了相當(dāng)大的負(fù)面影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，城市中每天每千輛汽車約排出C03000kg,HC約200kg~400kg, NOx約50kg~150kg。汽車尾氣污染對大城市大氣污染指數(shù)的貢獻(xiàn)率高達(dá)60%。譬如美國的大氣污染物排放量中CO的66%、NOx的43%、HC的31%、CO2的33%、微粒的20%均來自于汽車的排放。隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以汽車私人保有量為標(biāo)志的汽車時(shí)代迅速從發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家擴(kuò)展。
[0003]汽車尾氣的成分比較復(fù)雜，含上千種化學(xué)物質(zhì)，其中污染物的主要成分有CO(—氧化碳)、N0X (氮氧化物，特別是NO和NO2)、SO2 (二氧化硫)、HC (碳?xì)浠衔?和PT (碳煙微粒)。從危害程度分析，HC、N0X、CO比較嚴(yán)重，它們能致癌和引起中毒。長期接觸汽車尾氣可直接刺激人體呼吸道，使呼吸系統(tǒng)的免疫力下降，使人體呼吸系統(tǒng)以外的其他部位腫瘤發(fā)病率升高。研究結(jié)果表明，汽車尾氣不但威脅人類健康，而且還會污染周圍的大氣和土壤環(huán)境，導(dǎo)致溫室效應(yīng)、酸雨和城市光化學(xué)煙霧，影響生態(tài)環(huán)境，而道路兩旁受污染嚴(yán)重的土壤中有害物質(zhì)近百種，除了最常見的鉛污染，還包括多環(huán)芳烴等有機(jī)污染物，這些物質(zhì)有一定的生物積累性、毒性和致癌、致畸、致突變等危害。除此之外，尾氣污染給全球帶來的經(jīng)濟(jì)損失也是不可估量的。以我國為例，1995年我國環(huán)境污染造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到1875億元，占當(dāng)年GDP的3.27%。其中大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失占總損失的16.1%，因懸浮顆粒物導(dǎo)致的人體健康損失估算為17 1億元。有關(guān)專家估計(jì)，延續(xù)下去到2020年中國大氣污染損失占⑶P的比重將高達(dá)13%，經(jīng)濟(jì)損失驚人，而汽車尾氣污染正是城市大氣污染的主要污染源。
[0004]為解決這一問題，世界各國都加快了對汽車尾氣凈化技術(shù)的研究工作，并出臺了各種強(qiáng)制性的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)控制法規(guī)。目前，世界上解決尾氣污染的措施主要包括:行政強(qiáng)制措施、尾氣機(jī)內(nèi)凈化(新型燃料)措施、尾氣機(jī)外凈化(三元催化劑)措施以及近幾年出現(xiàn)的各種可降解尾氣的新材料(建筑涂料)。但是現(xiàn)有的這些方法在經(jīng)濟(jì)性或?qū)嵱眯苑矫婢嬖谝恍╇y以解決的問題。2007年9月在我國幾大城市試行的“無車日”以及北京的“單雙號出行”等行政控制措施雖然可以很大程度上的限制尾氣排放，改善空氣質(zhì)量，但這一措施仍處于起步試驗(yàn)階段，在管理和控制方面還有很大的難度，并且給居民的出行帶來一定的困難，是一種治標(biāo)不治本的方法；新型燃料的開發(fā)需要大量的科研和經(jīng)費(fèi)的投入，在推廣應(yīng)用上也存在一定的難度，是短期內(nèi)難以奏效的措施；三元催化劑雖已研究應(yīng)用多年，但仍然存在著很多難以解決的難題，比如冷啟動問題、成本問題等；國際上現(xiàn)有的一些環(huán)保涂料是近年來研究的熱門，但還處于起步階段，大工程量的應(yīng)用還有一定的難度。[0005]1943年美國洛杉磯的光化學(xué)煙霧污染事件，促使人類進(jìn)行反思，意識到汽車尾氣對地球環(huán)境的危害。隨著60多年來世界汽車工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，研究者們對降低汽車尾氣污染的工作也持續(xù)了近半個(gè)世紀(jì)，雖然有越來越多的新材料、新技術(shù)、新措施應(yīng)用在了尾氣凈化上，但機(jī)動車尾氣污染仍然得不到很好的解決，各種各樣的尾氣凈化技術(shù)也都有著其局限性。
[0006]近年來，道路工作研究者們考慮從汽車的載體一道路材料入手，開發(fā)一種新型的可降解汽車尾氣的路面材料。到目前為止，這項(xiàng)新技術(shù)在國際上已取得了一定的成果，證實(shí)了其應(yīng)用的可行性，日本、英國、意大利等國家已經(jīng)開始了這方面的研究并通過對實(shí)際測試路段的分析總結(jié)，取得了一定的成果。特別是日本，已經(jīng)將可降解汽車尾氣中氮氧化物含量的混合料研究作為開發(fā)一種新型的路面材料提上了其道路研究日程。而國內(nèi)在這方面的研究還處于起步階段，有業(yè)內(nèi)人士將納米級的TiO2作為光促媒，摻入到載體涂抹在浙青路面表面，可以起到的吸收汽車尾氣的效果，但是這種表面涂抹的方法無法保證其耐久性，同時(shí)對路面的抗滑性有一定的影響。最理想的方法是把納米級的TiO2摻入浙青混合料中進(jìn)行拌和，既保證了路用性能，由能持久進(jìn)行光催化降解汽車尾氣。但面臨的問題是光觸媒在生產(chǎn)時(shí)不能在混合料中拌和均勻，且與浙青和礦料的粘附性差，粉末狀的光催化材料摻量大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的就在于解決上述問題，提供一種適應(yīng)于可吸收尾氣路面的浙青混合料添加劑。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種浙青混合料添加劑，其特征在于:所述添加劑由納米級復(fù)合光催化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、高聚酯纖維和浙青組成，上述組分的重量百分比為:納米級復(fù)合光催化劑60~85%、增塑劑3~10%、穩(wěn)定劑2~5%、高聚酯纖維5~10%、浙青5~15%。本發(fā)明的另一目的在于提供一種浙青混合料添加劑的制作方法，通過該方法制作的浙青混合料添加劑可吸收尾氣路面。
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供一種浙青混合料添加劑的制作方法。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種浙青混合料添加劑的制作方法，其特征在于:所述的添加劑的制作方法包括以下步驟，A、將重量百分比為60~85%的納米級復(fù)合光催化劑、3~10%的增塑劑、2~5%的穩(wěn)定劑以及5~10%的高聚酯纖維放置在料倉內(nèi)；B、進(jìn)行加熱，加熱溫度為攝氏10(Tl20度，拌和均勻。B、進(jìn)行加熱，加熱溫度為攝氏100-120度，拌和均勻，然后噴入重量百分比為5~15%的霧化浙青；C、采用
0.1~0.5MPa的壓力壓制成5~15mm粒徑的組合物。
[0011]本發(fā)明由于增加了高比例的納米級光復(fù)合光催化劑，使該用于浙青混合料的添加劑具有作為催化劑降解汽車尾氣的特性，增塑劑提高了添加劑的可拌和性和可施工性，可以使添加劑拌和均勻，增塑劑和高聚酯纖維提高添加劑和浙青以及石料的粘附性，穩(wěn)定劑提高了混合料的抗老化性。將該添加劑添加于浙青混合料中，在保證添加劑的可拌和性和可施工性，添加劑分散的均勻性，以及和浙青以及石料的粘附性的前提下，具有作為催化劑降解汽車尾氣的特性。
【具體實(shí)施方式】[0012]下面對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述并給出實(shí)例。
[0013]本發(fā)明為一種用于浙青路面的組合物，其特征在于:所述的組合物由納米級復(fù)合光催化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、高聚酯纖維組成，呈顆粒狀，它們的重量百分比為納米級復(fù)合光催化劑60~85%、增塑劑3~10%、穩(wěn)定劑2~5%、高聚酯纖維5~10%、浙青5~15%。實(shí)施時(shí)為了達(dá)到較好的技術(shù)效果，納米級復(fù)合光催化劑平均晶粒尺寸為l(T20nm，高聚酯纖維為丙稀酸纖維，纖維的直徑為10~14 μ m、長度4~6mm。
[0014]一種用于浙青混合料添加劑的制作方法，其特征在于:所述的組合物的制作方法包括以下步驟，A、將重量百分比為60~85%的納米級復(fù)合光催化劑、3~10%的增塑劑、2~5%的穩(wěn)定劑以及5~10%的高聚酯纖維放置在料倉內(nèi)；B、進(jìn)行加熱，加熱溫度為攝氏100-120度，拌和均勻，然后噴入重量百分比為5~15%的霧化浙青；C、采用0.1-0.5MPa的壓力壓制成5~15_粒徑的組合物。
[0015]納米級復(fù)合光催化劑由Degussa公司用O2氧化氣相TiCl4來生產(chǎn)氧化鈦納米粉體，商品牌號是P-25，比表面積55m2/g，平均晶粒尺寸為7~10nm，具有較高的光催化活性。
[0016]增塑劑為DOP鄰苯二甲酸二辛酯，可以提高添加劑的柔韌性、提高添加劑的可拌和性以及可施工性，由于其與浙青的高分子基團(tuán)有一定的化學(xué)反應(yīng)可以提高添加劑與浙青和石料的粘附性。
[0017]穩(wěn)定劑為Ca-Zn穩(wěn)定劑,提高添加劑中高分子成分和浙青的抗老化性能。
[0018]高聚酯纖維的化學(xué)組成為丙稀酸，熔點(diǎn)大于220°C，聚酯纖維具有高抗拉強(qiáng)度、良好的吸附性、耐高溫。增加添加劑顆粒與浙青和石料的粘附性，并有加筋作用。
[0019]以下給出具體的實(shí)例:
實(shí)施例1、將80kg納米級復(fù)合光催化劑、8kg增塑劑、2kg穩(wěn)定劑、5kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后，噴入5kg的霧化浙青；采用0.2MPa的壓力壓制成5_粒徑的組合物。
[0020]實(shí)施例2、將60kg納米級復(fù)合光催化劑、1Okg增塑劑、5kg穩(wěn)定劑、IOkg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后，噴入15kg的霧化浙青；采用0.3MPa的壓力壓制成15mm粒徑的組合物。
[0021]實(shí)施例3、將85kg納米級復(fù)合光催化劑、3kg增塑劑、2kg穩(wěn)定劑、5kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后,噴入5kg的霧化浙青；采用0.4MPa的壓力壓制成5_粒徑的組合物。
[0022]實(shí)施例4、將70kg納米級復(fù)合光催化劑、7kg增塑劑、4kg穩(wěn)定劑、9kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后，噴入IOkg的霧化浙青；采用0.5MPa的壓力壓制成IOmm粒徑的組合物。
[0023]實(shí)施例5、將75kg納米級復(fù)合光催化劑、6kg增塑劑、3kg穩(wěn)定劑、7kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后，噴入9kg的霧化浙青；采用0.1MPa的壓力壓制成5mm粒徑的組合物。
[0024]實(shí)施例6、將80kg納米級復(fù)合光催化劑、5kg增塑劑、3kg穩(wěn)定劑、7kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后,噴入5kg的霧化浙青；采用0.2MPa的壓力壓制成5_粒徑的組合物。
[0025]實(shí)施例7、將70kg納米級復(fù)合光催化劑、7kg增塑劑、3kg穩(wěn)定劑、8kg高聚酯纖維加熱至攝氏100度拌和均勻后，噴入12kg的霧化浙青；采用0.2MPa的壓力壓制成5mm粒徑的組合物。
[0026]本發(fā)明制備的添加劑在浙青混合料中的添加比例為浙青混合料礦粉用量的20-30%，可以起到良好的汽車尾氣降解能力，其汽車尾氣降解率為60-70%，同時(shí)不增加混合料的可拌和時(shí)間 ，提高混合料的動穩(wěn)定度30%左右，提高混合料的水穩(wěn)定性(凍融劈裂試驗(yàn))15%左右。
【權(quán)利要求】
1.一種用于浙青混合料的添加劑，其特征在于:所述的組合物由納米級復(fù)合光催化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、高聚酯纖維組成，呈顆粒狀，它們的重量百分比為納米級復(fù)合光催化劑60~85%、增塑劑3~10%、穩(wěn)定劑2~5%、高聚酯纖維5~10%、浙青5~15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浙青混合料添加劑，其特征在于:納米級復(fù)合光催化劑平均晶粒尺寸為3~7nm，高聚酯纖維的化學(xué)組成為丙稀酸，纖維的直徑為10~14μπκ長度4~6mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浙青混合料添加劑，其特征在于:納米級復(fù)合光催化劑為氧化鈦納米粉體，比表面積55m2/g，平均晶粒尺寸為7~10nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于浙青混合料添加劑，其特征在于:增塑劑為DOP鄰苯二甲酸二辛酯，穩(wěn)定劑為Ca-Zn穩(wěn)定劑。
5.一種浙青混合料添加劑的制作方法，其特征在于:所述的組合物的制作方法包括以下步驟，A、將重量百分比為60~85%的納米級復(fù)合光催化劑、3~10%的增塑劑、2~5%的穩(wěn)定劑以及5~10%的高聚酯纖維放置在料倉內(nèi)；B、進(jìn)行加熱，加熱溫度為攝氏100-120度，拌和均勻，然后噴入重量百分比為5~15%的霧化浙青；C、采用0.1-0.5MPa的壓力壓制成5~15mm粒徑的組合物。
【文檔編號】C08L95/00GK103773007SQ201210399431
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】溫學(xué)鈞, 何昌軒, 鄭曉光, 喬英娟 申請人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司