[發(fā)明專利]摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010872877.5
• 申請(qǐng)日: 2020-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN111995295A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李金星;高登峰;陳淵召;李振霞;劉津源;魏華;戚佳飛;王朝輝;陳海軍;陳謙;任清;馮秋紅;周建彬;李超杰;張明堂;丁思卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑土木建設(shè)有限公司;華北水利水電大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B26/26
• 分類號(hào): C04B26/26
• 代理公司: 鄭州盈派知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41196
• 代理人: 樊羿;張曉輝

1.一種摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料組成：

礦料100份、瀝青3～7份、復(fù)合秸稈纖維素0.1～0.5份、納米改性劑0.04～0.13份；其中，納米改性劑由以下重量份的原料制成：

納米碳酸鈣0.03～0.07份、納米二氧化硅0.02～0.06份、改性劑0.005～0.014份、分散劑0.002～0.008份；

所述秸稈復(fù)合纖維素由以下重量份的原料制成：

棉花秸稈纖維素0.05～0.15份、玉米秸稈纖維素0.04～0.2份、水稻秸稈纖維素0.06～0.16份、活化劑0.013～0.056份。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料組成：

礦料100份、瀝青4～6份、復(fù)合秸稈纖維素0.2～0.4份、納米改性劑0.07～0.1份；其中，納米改性劑由以下重量份的原料制成：納米碳酸鈣0.04～0.06份、納米二氧化硅0.04～0.05份、改性劑0.008～0.011份、分散劑0.004～0.006份；

所述秸稈復(fù)合纖維素由以下重量份的原料制成：

棉花秸稈纖維素0.09～0.12份、玉米秸稈纖維素0.07～0.11份、水稻秸稈纖維素0.08～0.12份、活化劑0.026～0.042份。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，由下列重量份的原料組成：

礦料100份、瀝青4.5份、復(fù)合秸稈纖維素0.3份、納米改性劑0.09份；其中，納米改性劑由以下重量份的原料制成：

納米碳酸鈣0.05份、納米二氧化硅0.04份、改性劑0.009份、分散劑0.005份；

所述秸稈復(fù)合纖維素由以下重量份的原料制成：

棉花秸稈纖維素0.12份、玉米秸稈纖維素0.09份、水稻秸稈纖維素0.11份、活化劑0.033份。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述棉秸稈纖維素、玉米秸稈纖維素或水稻秸稈纖維素的細(xì)度≤10mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述納米碳酸鈣的細(xì)度≤20nm，納米二氧化硅的細(xì)度≤15nm。

6.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述改性劑為苯甲酸、單體苯乙烯、聚乙烯乙酸酯中的至少一種。

7.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述分散劑為聚乙二醇、聚乙烯、聚丙烯中的至少一種。

8.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述活化劑為丙烯酰胺、乙二胺磷酸鹽中的至少一種。

9.據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料，其特征在于，所述瀝青為道路石油瀝青、煤瀝青、SBS改性瀝青、PE改性瀝青、SBR改性瀝青中的至少一種；所述礦料級(jí)配類型為AC-13型、AC-16型、SMA-136型或OGFC-13型。

10.權(quán)利要求1中所述摻加秸稈纖維素的納米復(fù)合改性瀝青混合料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）納米改性劑制備：按照權(quán)利要求1中所述配比配置各原料；

將納米碳酸鈣、改性劑和分散劑以1：0.08～0.12：0.04～0.06的質(zhì)量比混合均勻，得到納米碳酸鈣改性劑；

將納米二氧化硅、改性劑和分散劑以1：0.08～0.12：0.04～0.06的質(zhì)量比混合均勻，得到納米二氧化硅改性劑；

納米復(fù)合改性瀝青制備：將瀝青加熱熔融后加入高速剪切混合乳化機(jī)中，調(diào)整其轉(zhuǎn)速至2600～3000r/min時(shí)，先緩慢加入所述納米碳酸鈣改性劑，再緩慢加入所述納米二氧化硅改性劑，之后加大轉(zhuǎn)速至5500～6000r/min并升溫至160℃，剪切處理65～70分鐘后即成；

復(fù)合秸稈纖維素制備：為獲得秸稈纖維素，首先，取棉秸稈、玉米秸稈和水稻秸稈分別切斷至8～10cm，再進(jìn)行破碎處理，分別得對(duì)應(yīng)的稈粉末；然后將秸稈粉末以1：7～9的質(zhì)量比加入到質(zhì)量百分比濃度為4.5%的硝酸溶液中，于90～100℃水浴中加熱100～120min后冷卻，沖洗抽濾至濾液呈中性后于55～65℃下烘干，再將烘干后的粉末以1：8～10的質(zhì)量比加入質(zhì)量百分比濃度為3.5%的氫氧化鈉溶液中，于85～95℃水浴中加熱80～100min后冷卻，沖洗抽濾至濾液呈中性，最后于55～65℃下烘干，分別得到棉秸稈纖維素、玉米秸稈纖維素和水稻秸稈纖維素；

按權(quán)利要求1中所述原料配比，將所得棉花秸稈纖維素、玉米秸稈纖維素、水稻秸稈纖維素、活化劑均勻混合后于65℃下反應(yīng)5h，即得到復(fù)合秸稈纖維素；

（4）改性瀝青混合料制備：按權(quán)利要求1中所述配比，取礦料加熱至175～180℃后與所述復(fù)合秸稈纖維素混合攪拌3～5分鐘，再加入步驟（2）中所得納米復(fù)合改性瀝青，攪拌均勻即成。