CN108164187A - 一种生物活性颗粒路面养护材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种生物活性颗粒路面养护材料及其制备方法，以重量份数计，路面养护材料包括：矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。路面养护材料在上述含量组分的协同作用下具有良好的尾气污染物净化效果，对NOx、COx、SO2形成良好的净化效果，还能够吸附和净化PM2.5颗粒污染物。
Description
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，尤其涉及一种生物活性颗粒路面养护材料及其制备方法。
背景技术
近年来，随着我国公路工程和汽车制造业的蓬勃发展，全国汽车保有量逐年递增，截至2017年，全国机动车保有量首次突破3亿辆，其中汽车达2亿辆。汽车保有量的迅猛增长直接导致车辆尾气排放量剧增。由于汽油、柴油等燃料的不完全燃烧，导致汽车尾气中含有COx、NOx、SO2等大量有害气体，而且还含有大量的PM2.5、PM10等粉尘颗粒物，对于人的身体健康和自然环境具有极为不利的影响，同时直接导致了我国当前环境恶化及雾霾天气频发。
目前针对于汽车尾气污染问题，主要采用TiO2等光触媒催化剂进行尾气净化，但此类方法净化效率优先，污染物净化类型有限，而且存在催化剂中毒等一系列问题，对现有污染物缺乏有效的净化，无法从根本上缓解和控制现有的汽车尾气污染问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生物活性颗粒路面养护材料及其制备方法，该路面养护材料具有良好的尾气污染物净化效果。
本发明提供了一种生物活性颗粒路面养护材料，以重量份数计，包括以下组分：
矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；
所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。
优选地，所述脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂的型号选自JFC-1、JFC-2和JFC-E中的一种或多种。
优选地，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂和/或硅烷偶联剂；
所述钛酸酯偶联剂的型号选自NXT101和/或NXT105；
所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷、环氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
优选地，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的一种或多种。
优选地，所述纤维选自聚酯纤维和/或玄武岩纤维；
所述基础沥青选自SBS改性乳化沥青和/或SBR改性乳化沥青。
优选地，所述添加剂选自缓凝剂和/或促凝剂；
所述缓凝剂选自磷酸盐、硼砂和硫酸锌中的一种或多种；
所述促凝剂选自水泥和/或石灰。
优选地，包括生物活性颗粒6份和衣康酸0.8份。
本发明提供了一种上述技术方案所述生物活性颗粒路面养护材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将矿料和填料混合，得到第一混合物；
将第一混合物与衣康酸、纤维、添加剂和水混合，得到第二混合物；
将生物活性颗粒和偶联剂的混合物与聚乙二醇混合，得到第三混合物；
b)将第二混合物和第三混合物混合，再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合，得到生物活性颗粒路面养护材料。
优选地，所述生物活性颗粒和偶联剂的混合物按照以下方法制得：
将粒度为20～50目的生物活性颗粒原料用水清洗，在45℃和湿度为80％条件下真空干燥；再将其浸泡于偶联剂和醇类的混合溶液中，过滤后再次在45℃和湿度为80％条件下真空干燥，得到生物活性颗粒和偶联剂的混合物。
优选地，所述矿料和填料混合的时间为100～140s；
所述再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合的时间为100～140s。
本发明提供了一种生物活性颗粒路面养护材料，以重量份数计，包括以下组分：矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。本发明提供的路面养护材料在上述含量的组分的协同作用下具有良好的尾气污染物净化效果，不但能够对NOx、COx、SO2等气体污染物形成良好的净化效果，还能够吸附和净化PM2.5颗粒污染物。实验结果表明：本发明提供的生物活性颗粒路面6养护材料的NOx净化率为43～69％；COx净化率为32～48％；SO2净化率为37～56％；PM2.5吸附率为67～79％。
具体实施方式
本发明提供了一种生物活性颗粒路面养护材料，以重量份数计，包括以下组分：
矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；
所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。
本发明提供的路面养护材料在上述含量的组分的协同作用下具有良好的尾气污染物净化效果，不但能够对NOx、COx、SO2等气体污染物形成良好的净化效果，还能够吸附和净化PM2.5颗粒污染物。该路面养护材料以生物活性颗粒自身的中空孔质构造为载体，通过偶联剂增加其表面疏水亲油性，改善生物活性颗粒与基础沥青的结合程度；聚乙二醇对生物活性颗粒内部孔质构造进行润滑和增湿处理，为孔质结构内部预先敷设一层活性保护膜，形成良好的孔内部组合构造，保证基础沥青能够顺利通过孔质结构内部而不产生残留和黏连，保证孔质结构稳定；衣康酸与生物活性颗粒之间形成了交联共同体，其自身的离子交换能力与生物颗粒的孔质吸附能力产生良好的配合和交互，在接触气体污染物时，生物活性颗粒可通过孔质结构将气体分子或颗粒污染物吸附至材料表面，而衣康酸通过离子交换能力实现对污染气体分子的分解和颗粒污染物的沉降，还能够清洁污染颗粒，防止生物颗粒内部孔道被堵塞，从而实现对尾气中气体污染物和颗粒污染物的净化。
以重量份数计，本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括矿料100份。在本发明中，所述矿料优选选自玄武岩集料；所述玄武岩集料的最大公称粒径优选为9.5mm，最小公称粒径优选为0.075mm。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括基础沥青8～14份，优选为10～12份，更优选为11份。在本发明中，所述基础沥青优选选自SBS改性乳化沥青和/或SBR改性乳化沥青。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括生物活性颗粒3.5～8.5份，优选为4.5～6.5份，更优选为6份。在本发明中，所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。所述椰壳多孔颗粒的粒度具体为20目、30目、40目或50目；所述果壳多孔颗粒和竹炭多孔颗粒的粒度为20目或30目。
所述生物活性颗粒中重金属元素含量限值见表1：
表1生物活性颗粒中重金属元素含量限值
| 重金属元素类型 | 砷 | 锰 | 铝 | 铁 |
| 生物活性颗粒重金属含量限值 | ≤10ppb | ≤150ppb | ≤100ppb | ≤200ppb |
所述粒度20～50目的椰壳多孔颗粒的物理参数见表2：
表2粒度20～50目的椰壳多孔颗粒的物理参数
所述粒度20～50目的果壳多孔颗粒的物理参数见表3：
表3粒度20～50目的果壳多孔颗粒的物理参数
所述粒度20～50目的竹炭多孔颗粒的物理参数见表4：
表4粒度20～50目的竹炭多孔颗粒的物理参数
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括衣康酸0.5～1.0份，优选为0.7～0.9份，更优选为0.8份。在本发明中，所述衣康酸又名亚甲基丁二酸，为白色固体粉末，可溶于水，细度为325目。衣康酸的加入能够增强活性颗粒材料的防腐性能，保证生物活性颗粒的功效耐久性。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括偶联剂1～2份，优选为1～1.8份，更优选为1.5份。在本发明中，所述偶联剂优选选自钛酸酯偶联剂和/或硅烷偶联剂；所述钛酸酯偶联剂的型号优选选自NXT101和/或NXT105；所述硅烷偶联剂优选选自氨基硅烷、环氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。所述钛酸酯偶联剂优选与异丙醇混合使用；所述钛酸酯偶联剂与异丙醇的体积比优选为1:4。所述硅烷偶联剂优选与乙醇、水、醋酸混合使用，所述醋酸使得硅烷偶联剂的pH值优选为4～5。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括聚乙二醇0.5～1.0份，优选为0.6～0.8份，更优选为0.7份。在本发明中，所述聚乙二醇优选选自聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的一种或多种。在本发明中，所述聚乙二醇起增湿和粘度调节的作用。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，优选为0.3～0.4份，更优选为0.4份。在本发明中，所述脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂的型号优选选自JFC-1、JFC-2和JFC-E中的一种或多种。所述脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂为非离子表面活性剂，能够增强生物活性颗粒与基础沥青之间的渗透和粘结，提高生物活性颗粒在基础沥青材料中的分布均匀性，从而扩大与外界污染气体的接触面积。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括水8～12份，优选为9～11份，更优选为10份。所述水不得含有可溶性盐类和能引起化学反应的污染物，优选采用饮用自来水。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括纤维0.4～0.8份，优选为0.5～0.7份，更优选为0.6份。所述纤维能够改善该养护材料的粘聚性和稳定性。在本发明中，所述纤维优选选自聚酯纤维和/或玄武岩纤维；所述聚酯纤维优选为3mm的聚酯短切纤维；所述玄武岩纤维优选为6mm的玄武岩短切纤维。所述聚酯纤维的物理参数见表5：
表5聚酯纤维的物理参数
| 弹性模量(Gpa) | 拉伸强度(Mpa) | 断裂伸长率(％) | 线膨胀系数(10-6/k) | |
| 聚酯纤维 | ＞90 | ＞4000 | ＞15 | ≤10 |
所述玄武岩纤维的物理参数见表6：
表6玄武岩纤维的物理参数
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括添加剂1～3份，优选为2～3份，更优选为2份。在本发明中，所述添加剂优选选自缓凝剂和/或促凝剂；所述缓凝剂优选选自磷酸盐、硼砂和硫酸锌中的一种或多种；所述促凝剂优选选自水泥和/或石灰。所述缓凝剂优选在夏季炎热天气状况下使用；促凝剂优选在冬季炎热天气状况下使用。
本发明提供的生物活性颗粒路面养护材料包括填料5～8份，优选为6～7份，更优选为6份。在本发明中，所述填料优选选自石灰岩矿粉；所述石灰岩矿粉的物理参数见表7：
表7石灰岩矿粉的物理参数
本发明提供了一种上述技术方案所述生物活性颗粒路面养护材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将矿料和填料混合，得到第一混合物；
将第一混合物与衣康酸、纤维、添加剂和水混合，得到第二混合物；
将生物活性颗粒和偶联剂的混合物与聚乙二醇混合，得到第三混合物；
b)将第二混合物和第三混合物混合，再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合，得到生物活性颗粒路面养护材料。
本发明将矿料和填料混合，得到第一混合物。所述矿料和填料的种类与上述技术方案所述矿料和填料的种类一致，在此不再赘述。所述矿料和填料优选在本领域技术人员熟知的拌和锅内混合，优选在搅拌的条件下进行，以使其混合均匀；所述矿料和填料混合的时间优选为100～140s，更优选为110～130s，最优选为120s。
得到第一混合物后，本发明将所述第一混合物与衣康酸、纤维、添加剂和水混合，得到第二混合物。本发明优选将第一混合物与衣康酸、纤维、添加剂先混合80～100s，优选为85～95s，更优选为90s；再加入水，得到第二混合物；加入水后优选搅拌110～130s，更优选为115～125s，最优选为120s。
将生物活性颗粒和偶联剂的混合物与聚乙二醇混合，得到第三混合物。在本发明中，所述生物活性颗粒和偶联剂的混合物优选按照以下方法制得：
将粒度为20～50目的生物活性颗粒原料用水清洗，在45℃和湿度为80％条件下真空干燥；再将其浸泡于偶联剂和醇类的混合溶液中，过滤后再次在45℃和湿度为80％条件下真空干燥，得到生物活性颗粒和偶联剂的混合物。
得到第二混合物后，本发明将第二混合物和第三混合物混合，再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合，得到生物活性颗粒路面养护材料。所述再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合的时间优选为100～140s，更优选为110～130s，最优选为120s。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种生物活性颗粒路面养护材料及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青8份，20目椰壳多孔颗粒3.5份，衣康酸0.5份，NXT101钛酸酯偶联剂1份，PEG200聚乙二醇0.5份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.2份，水8份，聚酯纤维0.4份，水泥1份，石灰岩矿粉为5份；
首先采用大于目标孔径的方孔筛将生物活性颗粒进行过筛处理，保留筛下的生物活性颗粒，然后采用略小于目标孔径的方孔筛进行过筛处理，保留筛上生物活性颗粒；将过筛的生物活性颗粒用水清洗后，去除杂质后放置于真空干燥箱内，在温度为45℃，湿度为80％的恒温恒湿真空环境下干燥24小时；
取偶联剂与醇类或醇类和水配置成溶液，将生物活性颗粒浸泡于溶液内部，并采用自动搅拌器匀速搅拌1h，然后将溶液静置16h后，采用滤纸将生物活性颗粒过滤出来，并将生物活性颗粒放置于真空干燥箱内，在温度为45℃，湿度为80％的恒温恒湿真空环境下干燥10小时，得到生物活性颗粒和偶联剂的混合物；
将矿料与填料预先混合，倒入至拌和锅内搅拌120s，保证二者混合均匀；将称量好的衣康酸粉末、纤维及添加剂加入拌和锅内部，开启拌和锅搅拌90s，然后在拌和锅内加入提前称量好的水，并再次搅拌120s；取洁净容器，将聚乙二醇和基础沥青加入该容器中，采用手动搅拌器缓慢搅拌均匀；将容器内的混合物加入至拌和锅内，并加入生物活性颗粒和偶联剂的混合物，然后倒入渗透剂，开启拌和锅拌合120s，得到生物活性颗粒路面养护材料。
实施例2
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，20目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.75份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.75份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-10.35份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6.5份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青14份，20目椰壳多孔颗粒8.5份，衣康酸1.0份，NXT101钛酸酯偶联剂2份，PEG200聚乙二醇0.75份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.5份，水12份，聚酯纤维0.8份，水泥3份，石灰岩矿粉为8份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，20目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，30目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，50目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒3.5份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例9
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒8.5份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例10
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，20目果壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例11
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，30目果壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例12
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，30目竹炭多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例13
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.5份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例14
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.75份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例15
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸1.0份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例16
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT105钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例17
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，KH550钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例18
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，KH560钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，硫酸锌1份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例19
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，KH171钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，硫酸锌2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例20
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT105钛酸酯偶联剂1.5份，PEG400聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，硫酸锌3份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例21
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT105钛酸酯偶联剂1.5份，PEG600聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥1份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例22
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT105钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-2 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例23
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，衣康酸0.8份，NXT105钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-E 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥3份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
对比例1
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，40目椰壳多孔颗粒6份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
对比例2
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，衣康酸0.8份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200聚乙二醇0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
对比例3
一种生物活性颗粒路面养护材料，该生物活性颗粒路面养护材料由以下重量份的原料混合制成：玄武岩矿料100份，SBR改性乳化沥青11份，NXT101钛酸酯偶联剂1.5份，PEG200 0.7份，脂肪醇聚氧乙烯醚JFC-1 0.4份，水10份，聚酯纤维0.6份，水泥2份，石灰岩矿粉为6份。
本实施例生物活性颗粒的处理方法为及生物活性颗粒路面养护材料的制备方法与实施例1相同。
实施例1～23制备得到的生物活性颗粒路面养护材料各项性能测试结果见下表8-1、表8-2及表9-1、表9-2所示：
表8-1实施例1～14制备的生物活性颗粒路面养护材料的路用性能测试结果
表8-2实施例15～23和对比例1～3制备的生物活性颗粒路面养护材料的路用性能测试结果
注：路用性能测试试件是将生物活性颗粒路面养护材料摊铺于油毛毡圆片表面制备而成。
表9-1实施例1～13制备的生物活性颗粒路面养护材料的净化尾气性能测试结果
表9-2实施例14～23和对比例1～3制备的生物活性颗粒路面养护材料的净化尾气性能测试结果
备注：净化尾气性能测试试件是将生物活性颗粒路面养护材料摊铺于油毛毡圆片表面制备而成。
从上表可以看出，利用本发明制备的生物活性颗粒路面养护材料具有良好的路用性能，其路用性能与普通未改性路面养护材料性能基本一致，同时本发明具有良好的尾气污染物净化效果，不但能够对NOx、COx、SO2等气体污染物形成良好的净化效果，还能够吸附和净化PM2.5颗粒污染物，从以上实施例中，还能够体现出了本发明主要成分之间的配合和协同功效，总体净化功效远大于几种材料的独立净化效果之和。同时，为了验证和体现本发明的耐久性以及衣康酸对于生物活性颗粒净化尾气功效活性的保持，还对实施例6、对比例1和对比例3分别进行1次8h密闭环境尾气试验、4次8h密闭环境尾气试验、8次密闭环境8h尾气试验、12次密闭环境8h尾气试验、16次密闭环境8h尾气试验，并记录最后一次试验的尾气净化率数据，具体试验结果如下表10所示。
表10实施例6、对比例1和对比例3制备的路面养护材料的净化尾气性能测试结果
备注：每次尾气中各污染成分含量标准如下：NOx：高于75ppm；COx：高于60ppm；SO2：高于5.0ppm；PM2.5：高于55μg/m3。
从表10数据分析可知，采用衣康酸后，本发明生物活性颗粒路面养护材料具有良好的功效耐久性，在经过16次尾气试验循环后，仍然能够保持良好的尾气净化效果，而仅采用生物活性颗粒的养护材料，在16次尾气试验循环后性能出现了大幅度下降，这表明在采用衣康酸后，本发明涉及的生物活性颗粒路面养护材料能够持续发挥其良好的尾气净化功效，其净化功效在尾气污染物氛围内不会受到不良影响，生物活性颗粒能够持续保持较高的净化活性。
由以上实施例可知，本发明提供了一种生物活性颗粒路面养护材料，以重量份数计，包括以下组分：矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。本发明提供的路面养护材料在上述含量的组分的协同作用下具有良好的尾气污染物净化效果，不但能够对NOx、COx、SO2等气体污染物形成良好的净化效果，还能够吸附和净化PM2.5颗粒污染物。实验结果表明：本发明提供的生物活性颗粒路面6养护材料的NOx净化率为43～69％；COx净化率为32～48％；SO2净化率为37～56％；PM2.5吸附率为67～79％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种生物活性颗粒路面养护材料，以重量份数计，包括以下组分：
矿料100份，基础沥青8～14份，生物活性颗粒3.5～8.5份，衣康酸0.5～1.0份，偶联剂1～2份，聚乙二醇0.5～1.0份，脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂0.2～0.5份，水8～12份，纤维0.4～0.8份，添加剂1～3份，填料5～8份；
所述生物活性颗粒选自粒度20～50目的椰壳多孔颗粒、粒度20～50目的果壳多孔颗粒和粒度20～50目的竹炭多孔颗粒中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂的型号选自JFC-1、JFC-2和JFC-E中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，所述偶联剂选自钛酸酯偶联剂和/或硅烷偶联剂；
所述钛酸酯偶联剂的型号选自NXT101和/或NXT105；
所述硅烷偶联剂选自氨基硅烷、环氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，所述聚乙二醇选自聚乙二醇200、聚乙二醇400和聚乙二醇600中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，所述纤维选自聚酯纤维和/或玄武岩纤维；
所述基础沥青选自SBS改性乳化沥青和/或SBR改性乳化沥青。
6.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，所述添加剂选自缓凝剂和/或促凝剂；
所述缓凝剂选自磷酸盐、硼砂和硫酸锌中的一种或多种；
所述促凝剂选自水泥和/或石灰。
7.根据权利要求1所述的生物活性颗粒路面养护材料，其特征在于，包括生物活性颗粒6份和衣康酸0.8份。
8.一种权利要求1～7任意一项所述生物活性颗粒路面养护材料的制备方法，包括以下步骤：
a)将矿料和填料混合，得到第一混合物；
将第一混合物与衣康酸、纤维、添加剂和水混合，得到第二混合物；
将生物活性颗粒和偶联剂的混合物与聚乙二醇混合，得到第三混合物；
b)将第二混合物和第三混合物混合，再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合，得到生物活性颗粒路面养护材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述生物活性颗粒和偶联剂的混合物按照以下方法制得：
将粒度为20～50目的生物活性颗粒原料用水清洗，在45℃和湿度为80％条件下真空干燥；再将其浸泡于偶联剂和醇类的混合溶液中，过滤后再次在45℃和湿度为80％条件下真空干燥，得到生物活性颗粒和偶联剂的混合物。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述矿料和填料混合的时间为100～140s；
所述再和基础沥青、脂肪醇聚氧乙烯醚类渗透剂混合的时间为100～140s。
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