[发明专利]一种可光催化降解的轻质沥青混合料及其制备方法

权利要求书

1.一种可光催化降解的轻质沥青混合料，其特征在于：所述轻质沥青混合料包括以下组分，按重量计，5～10份改性沥青，86～100份骨料；所述骨料包括以下组分，按重量计，25～30份多孔生物质炭，28～30份石灰岩细集料，25～30份粉煤灰颗粒，3～5份纳米ZnO@Fe-TiO₂。

2.根据权利要求1所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料，其特征在于：所述纳米ZnO@Fe-TiO₂是纳米Fe-TiO₂圆形颗粒为核心，均匀纳米ZnO短棒为外壳构成的齿轮状壳核结构。

3.根据权利要求1所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料，其特征在于：所述改性沥青的原料包括以下组分：按重量计，70～78份石油沥青，10～20份沙枣籽油沥青，4～6份SBS，4～6份4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷，3～4份微胶囊。

4.根据权利要求3所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料，其特征在于：所述微胶囊的外壳为聚脲甲醛，壳芯为沙枣籽油沥青；外壳与壳芯的质量比1.5:1。

5.一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：制备骨料：(1)制备纳米ZnO@Fe-TiO₂；(2)将纳米ZnO@Fe-TiO₂超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，混合搅拌，转移至真空罐中，循环抽真空3次，干燥；将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料；

S2：制备改性沥青：(1)制备沙枣油沥青；(2)制备微胶囊：称取尿素和甲醛分散在去离子水中；调节反应液pH＝8～9，反应得到尿素甲醛预聚体；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合，加入尿素甲醛预聚体，调节反应液pH＝2～3，反应得到微胶囊；(3)将石油沥青与沙枣油沥青、SBS、4,4'-双马来酰亚胺二苯甲烷高速剪切，加入微胶囊，搅拌均匀，得到改性沥青；

S3：制备轻质沥青混合料：将骨料和改性沥青分别预热至150～160℃，混合，搅拌30～40分钟，得到轻质沥青混合料。

6.根据权利要求5所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤S1的(1)中，制备纳米ZnO@Fe-TiO₂的具体步骤：将醋酸锌和氢氧化钾溶于乙醇溶液中，设置温度为65～75℃下连续反应2.5～3小时，得到ZnO种子溶液；将Fe-TiO₂分散在ZnO种子溶液中，常温下缓慢搅拌3～4小时；转移至水热反应釜中，设置温度为100～200℃反应50～70分钟；冷却后，转移至等摩尔量的硝酸锌、六亚甲基四胺生长液中，设置温度为82～85℃，反应6～8小时，过滤洗涤干燥，得到纳米ZnO@Fe-TiO₂。

7.根据权利要求5所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤S1的(2)中，具体步骤为：将纳米ZnO@Fe-TiO₂超声分散在含有PVP的水溶液中；加入多孔生物质炭，搅拌10～12小时；转移至真空罐中，循环抽真空3～5次，干燥，将其与石灰岩细集料、粉煤灰颗粒混合，得到骨料。

8.根据权利要求5所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤S2的(1)中，制备沙枣油沥青的具体步骤：量取沙枣油和甲醇，以硫酸为催化剂，设置温度为65～70℃酯化反应4～6小时；设置温度为130～140℃减压浓缩3～4小时，得到黑色黏液状的沙枣油沥青。

9.根据权利要求8所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：所述沙枣油和甲醇的体积比为(1:5)～(1:6)。

10.根据权利要求5所述的一种可光催化降解的轻质沥青混合料的制备方法，其特征在于：步骤S2的(2)中，制备微胶囊的具体步骤：按照摩尔比为1:5的比例将尿素和甲醛，依次分散在含有去离子水的反应釜中；三乙醇胺调节反应液pH＝8～9，设置温度为65～70℃反应1～2小时，得到尿素甲醛预聚体，备用；将沙枣油沥青与表面活性剂苯乙烯-马来酸酐混合均匀，设置转速为250～300rmp搅拌10～15分钟；缓慢加入尿素甲醛预聚体，盐酸调节反应液pH＝2～3，在搅拌速度为400～500rmp，设置温度为65～70℃反应2～2.2小时；设置搅拌速度为250～300rmp冷却，过滤洗涤干燥，得到微胶囊。