[发明专利]一种固体废弃物磷石膏复合改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固体废弃物磷石膏复合改性沥青制备方法，包括如下重量比例的原料成分：石油重交沥青80％‑90％，磷石膏3％‑5％、多聚磷酸1％‑3％、橡胶粉3％‑8％、高分子聚合物2％‑4％、偶联剂0.5％‑1％以及交联剂0.5％‑1％。本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过充分利用固体废弃物磷石膏和胶粉来改性沥青，不仅解决磷石膏、胶粉等固体废弃物的处理问题，降低了环境污染，而且还能进一步提高道路沥青的路用性能，降低道路建设的原料成本，从达到废品利用、环境保护和改善道路性能的多重目的。该工艺简单易行、便于操作，适合于工业化生产。

技术领域

本发明涉及道路工程材料领域，具体是指一种固体废弃物磷石膏复合改性沥青及其制备方法。

背景技术

石油沥青被广泛应用在交通运输业(道路、铁路、航空)、建筑业、工业等各部门，但由于其自身的缺陷，如高温易软化，低温易脆裂，耐老化、抗疲劳等性能不太理想，因此，添加改性剂来改善沥青性能是十分有效的途径，其中常用的改性剂为SBS，但是SBS改性沥青中，SBS添加量过大，不仅增加了成本，而且由于SBS是一种大分子的高聚物，其分散在沥青中需要更大的难度，容易造成改性沥青样品的性质不稳定等问题。为此，寻找性能更优、价格更便宜的改性沥青材料成为国内外研究的重点方向。

磷石膏是湿法生产磷酸时产生的工业副产物，每生产1吨磷酸需要排放4.5～5吨磷石膏，我国每年排放量高达0.5亿吨，目前国内磷石膏的堆存量已经超过了2.5亿吨，并且还在不断的增长。堆存这些磷石膏不仅占用大量土地，还易造成环境污染。将磷石膏改性并用于公路建设，不仅可以解决磷石膏的堆存问题，节约占地空间，节约能源，净化环境，对企业发展、社会发展、降低工程成本、保护生态环境都有重要的意义。还能解决公路建设中的筑路材料需求，变废为宝，符合可持续发展战略。

从充分利用资源的角度看，高效回收利用磷石膏、胶粉等固体废弃物是未来道路材料的发展趋势。将磷石膏、胶粉用于改性沥青，最大限度的用于公路工程中，解决磷石膏和胶粉掺入沥青的技术问题，并达到提高道路沥青的使用性能的目标，从而形成废品利用、环境保护和改善道路性能的三赢局面。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种固体废弃物磷石膏复合改性沥青及其制备方法，该方法包括向加热熔化的石油重交沥青中投入磷石膏、多聚磷酸、橡胶粉、高分子聚合物、偶联剂、交联剂，通过搅拌混合后制得复合改性沥青材料。本发明提供的具体技术方案为：一种固体废弃物磷石膏复合改性沥青制备方法，包括如下重量比例的原料成分：石油重交沥青80％-90％，磷石膏3％-5％、多聚磷酸1％-3％、橡胶粉3％-8％、高分子聚合物2％-4％、偶联剂0.5％-1％以及交联剂0.5％-1％；

具体制作方法如下：

a.将石油重交沥青加热到180～190℃，待其熔化后再向其中投入磷石膏和高分子聚合物，并采用剪切式搅拌头搅拌1-2h；

b.在130～190℃的条件下，向步骤a)处理过的物料中投入胶粉并搅拌1-2h；

c.在130～190℃的条件下，向步骤b)处理过的物料中投入多聚磷酸、偶联剂和交联剂并搅拌2-6小时，制得所述复合改性沥青。

优选的，所述磷石膏采用湿法磷酸生产过程中产生的废渣磷石膏，经过煅烧去除水分后的干燥石膏产品。

优选的，所述多聚磷酸是指磷酸浓度(以H3PO4计)105％-115％的多聚磷酸产品。

优选的，所述橡胶粉是指废旧橡胶制品经粉碎处理而得到的粉末。

优选的，所述高分子聚合物是丁苯热塑橡胶、热塑性聚氨酯橡胶、松香树脂和石油树脂中的一种或者几种的混合物。

优选的，所述偶联剂是铝酸酯、硅烷、钛酸酯中的一种。

优选的，所述交联剂为硫磺，或者是硫磺与马来酸酐的混合物。