[發(fā)明專利]一種高粘瀝青改性劑、高粘瀝青材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911144987.3
• 申請(qǐng)日: 2019-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN112824457B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭小圣;郭皎河;張建峰;傅麗;劉樹華;徐青柏;劉成;吳曉穎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司大連石油化工研究院
• 主分類號(hào): C08L95/00
• 分類號(hào): C08L95/00;C08L53/02;C08K13/06;C08K9/12;C08K3/22;C08K7/24;C08K3/04;B01J23/889
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本發(fā)明公開了一種高粘瀝青改性劑、高粘瀝青材料及其制備方法。所述高粘瀝青改性劑以碳納米管為載體，以過渡金屬氧化物為催化活性組分；過渡金屬用量為碳納米管質(zhì)量的10%～100%。所述碳納米管外徑為50~100 nm，純度＞95 wt%，比表面積＞100 m²/g。本發(fā)明同時(shí)提供了一種高粘瀝青材料，每100份基質(zhì)瀝青中，添加所述高粘瀝青改性劑1～20份。本發(fā)明的高粘瀝青材料實(shí)現(xiàn)了在路面溫度范圍內(nèi)，不論有無太陽光，均可對(duì)汽車尾氣中氮氧化物等主要污染物進(jìn)行高效持久的凈化，同時(shí)有效降低了城市路面噪音污染，增強(qiáng)了路面摩擦力，抑制了水膜產(chǎn)生，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代瀝青路面以及海綿城市的建設(shè)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高粘瀝青改性劑、高粘瀝青材料及其制備方法，特別涉及一種凈化汽車尾氣的高粘瀝青改性劑、高粘瀝青材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保有量的增加，汽車尾氣產(chǎn)生的危害也越來越嚴(yán)重，對(duì)生態(tài)環(huán)境平衡及人類身體健康都造成了一定的損害，是環(huán)境污染源之一。汽車尾氣中所含污染物主要包括燃料不完全燃燒產(chǎn)生的CO，可造成光化學(xué)煙霧的碳?xì)浠衔铮瑢?duì)人體危害極大的氮氧化物，以及SO₂和微小顆粒（碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物等組成）等。另外，經(jīng)近幾年的研究表明，機(jī)動(dòng)車尾氣排放也構(gòu)成了城市地區(qū)NH₃的主要排放源。機(jī)動(dòng)車尾氣中的氨氣產(chǎn)生有兩方面，一是燃料的燃燒；二是尾氣催化裝置消除氮氧化物過程中的二次產(chǎn)物，此過程產(chǎn)生的氨要比燃料燃燒產(chǎn)生的氨還要多。而且，隨著《國家第四階段機(jī)動(dòng)車污染物排放污染標(biāo)準(zhǔn)》（國IV）的實(shí)施，為了達(dá)到更加嚴(yán)格的NO_x的排放標(biāo)準(zhǔn)，尿素-SCR選擇性還原催化技術(shù)將應(yīng)用到柴油車的尾氣處理中，而這種技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)提高柴油車氨排放速率，增加機(jī)動(dòng)車尾氣的氨排放量。因此，機(jī)動(dòng)車尾氣中的氨排放已成為一個(gè)非常大的污染源。到目前為止，還沒有針對(duì)機(jī)動(dòng)車的氨排放設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)和控制措施。由此，對(duì)于汽車尾氣污染的防治研究就顯得尤為重要和緊迫。

汽車尾氣污染的防治主要分為污染源控制和機(jī)外凈化兩種形式，其中機(jī)外凈化主要是在瀝青混合料中添加可凈化尾氣中有害氣體的添加劑，以減少CO、NO_x、NH₃的含量。

隨著中國高等級(jí)公路的迅速發(fā)展，人們對(duì)道路的安全性、舒適性、環(huán)保性等方面提出了更高的要求，而隨之開發(fā)出的排水性路面則可滿足上述要求。排水性路面又稱多孔瀝青路面，指經(jīng)壓實(shí)后路面空隙率達(dá)到20%以上的開級(jí)配磨耗層路面，其混合料內(nèi)部可形成排水通道。經(jīng)驗(yàn)表明，排水路面使用的膠結(jié)料必須使用聚合物改性瀝青，尤其是高粘度改性瀝青，這樣才能保證所鋪筑路面具有足夠的強(qiáng)度，避免因高空隙率而在交通荷載作用下導(dǎo)致的壓密、變形甚至塌陷等情況的發(fā)生。

目前，中國對(duì)排水性路面已經(jīng)進(jìn)行了較多研究，其中采用的主要瀝青類型就是高粘改性瀝青，通常采用高粘瀝青添加劑可快速拌和得到，但存在攪拌不勻性質(zhì)不均的問題，且道路表面以及進(jìn)入路面空隙的尾氣污染物無法得到轉(zhuǎn)化，在雨天情況下，尾氣污染物溶于水中形成的酸性物質(zhì)，會(huì)不斷地沖刷侵蝕路表面及瀝青混合料內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這將極大降低路面使用壽命及性能表現(xiàn)。當(dāng)前對(duì)凈化汽車尾氣的活性物質(zhì)研究主要集中在TiO₂等光催化材料，在太陽光的作用下對(duì)尾氣進(jìn)行一定的催化凈化作用。但是TiO₂存在對(duì)尾氣吸附性差、只能在太陽光下發(fā)揮作用等問題。而將兩者結(jié)合開發(fā)而成的具有環(huán)保功能的高粘度改性瀝青在未來社會(huì)建設(shè)中具有極大的應(yīng)用前景。

CN107880574A公開了一種環(huán)保高粘、高彈復(fù)合改性瀝青及其制備方法，其“環(huán)保”是指添加蓖麻油酸鋅化合物等，用來去除因添加膠粉而引起的特殊刺鼻味道，主要是去除硫化物、氮化物等。但該專利中未對(duì)抑制劑產(chǎn)生的效果進(jìn)行測(cè)定或其他表征，不具備對(duì)汽車尾氣進(jìn)行降解的功能，且其對(duì)于瀝青材料粘度方面的測(cè)試數(shù)據(jù)較少，只有180℃的旋轉(zhuǎn)粘度，其他指標(biāo)數(shù)據(jù)同樣匱乏，無法判斷其是否可用于實(shí)際的公路建設(shè)之中。