本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)廢舊資源再利用的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法。

背景技術(shù)：

地膜覆蓋在多種作物上的應(yīng)用,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益,隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)用地膜的用量逐年增大，但廢舊地膜遺留在農(nóng)田中后，影響±壤透氣性，阻礙水分流動(dòng)和農(nóng)作物根系生長(zhǎng)，破壞土壤理化性能，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)，這些塑料垃圾纏繞農(nóng)機(jī)具，惡化田間作業(yè)，使±壤劣化。因此，廢舊農(nóng)膜回收再利用問(wèn)題已成為我國(guó)當(dāng)前面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，道路的超載和重載車(chē)輛多，路面不堪重負(fù)，相當(dāng)多的高速公路和其它等級(jí)公路的巧青路面遠(yuǎn)未達(dá)到其設(shè)計(jì)使用壽命，三、五年后即產(chǎn)生大量變形破壞而不得不進(jìn)行大面積修補(bǔ)的例子屢見(jiàn)不鮮，常見(jiàn)的路面破壞為：瀝青路面存在車(chē)轍、疲勞開(kāi)裂、低溫開(kāi)裂、水損害、老化以及引燃等路面病害，增加了公路的養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。

目前，提高漸青路面的高溫穩(wěn)定性和耐久性常用方法是采用瀝青改性劑。瀝青改性劑是在瀝青或?yàn)r青混合料中加入的天然或人工合成的有機(jī)或無(wú)機(jī)材料，可熔融或分散在瀝青中以改善或提高瀝青的路用性能，但是所用的原料均為工業(yè)原料，其價(jià)格昂貴，增加了瀝青的成本，增加了路面造價(jià)，使其在投資較少的工程中的應(yīng)用受到限制。如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?016107127996公開(kāi)了“一種基于回收農(nóng)用地膜的瀝青混合料改性劑的生產(chǎn)方法”該發(fā)明利用回收地膜生產(chǎn)直投式瀝青混合料改性劑，一方面回收了廢舊資源，另一方面提高瀝青混合料路用性能。但是在瀝青路面在施工時(shí)，瀝青溫度高達(dá)160-190度，產(chǎn)生的瀝青煙氣(黃色氣體)揮發(fā)出來(lái)，對(duì)鋪路工人身體造成嚴(yán)重的傷害同時(shí)污染空氣環(huán)境，因此，現(xiàn)有技術(shù)并未給出解決此問(wèn)題的技術(shù)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足或缺陷，提供一種利用廢舊地膜加工生產(chǎn)既能提高瀝青路用性能，又能在高溫(160-190℃)下減少瀝青煙產(chǎn)生并有效降低煙中有害物質(zhì)的瀝青改性劑的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法，包括以下步驟：

①活化基質(zhì)制備：將回收的廢舊地膜進(jìn)行分揀，選擇聚氯乙烯材質(zhì)的廢舊地膜，經(jīng)破碎、清洗、脫色、烘干后碾壓成粉，過(guò)100目篩，得到聚氯乙烯粉末；按重量份數(shù)，取100-150份的聚氯乙烯粉末，置于反應(yīng)釜中，升溫至200-220℃，邊攪拌邊加入3-6份的硅藻土和廢橡膠粉5-7份，攪拌3-5min，微波輻射50-100s,隨后依次加入納米環(huán)氧樹(shù)脂3-6份，丙三醇7-10份攪拌反應(yīng)時(shí)間10-20min，溫度控制范圍180-200℃，反應(yīng)結(jié)束，自然冷卻至80-100℃，得到活化基質(zhì)；

②改性基質(zhì)制備：按重量份數(shù)，將150-200份乙醇投入反應(yīng)攪拌裝置中，依次投入2-4份改性白炭黑、15-20份β-環(huán)糊精、3-8份γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、2.5-4份份改性無(wú)機(jī)微粉、1-2份改性聚氨酯、4-6份棉秸稈纖維、1.5-2份石蠟烯投入高速攪拌機(jī)，攪拌15-20min,即得改性基質(zhì)；

③瀝青改性劑制備：將步驟②得到的活化基質(zhì)與步驟③得到的改性基質(zhì)在100-130℃混合，并攪拌10-15min,隨后再按照5:2:2:1的重量比將混合物與基質(zhì)瀝青、糠醛抽出油和地溝油投入高速攪拌裝置，在100-130℃攪拌15-20min,即得到瀝青改性劑。

進(jìn)一步，步驟①中所述的微波輻射的功率為500-1100w。

進(jìn)一步，步驟①中所述的微波輻射的功率為1000w。

進(jìn)一步，步驟①中所述的微波輻射時(shí)間為60s。

進(jìn)一步，步驟②中所述的高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500-2000轉(zhuǎn)/min。

進(jìn)一步，步驟③所述的基質(zhì)瀝青是巖石瀝青：海底瀝青＝1:1重量比混合制備而成。

進(jìn)一步，步驟③所述的高速攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為2500-3000轉(zhuǎn)/min。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法制備的瀝青改性劑，一方面提高了瀝青的路用性能和壽命，而且使得廢棄地膜資源得到循環(huán)再利用，節(jié)約了自然資源，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，另一方能更好的跟瀝青進(jìn)行相容面提高了瀝青的穩(wěn)定性，在高溫條件(160℃-190℃)減少瀝青中的有害化學(xué)成分逃逸到空氣當(dāng)中，起到顯著的抑煙效果，保證了鋪路工人的身體安全。

具體實(shí)施方式

下面以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。

實(shí)施例1

利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法，包括以下步驟：

①活化基質(zhì)制備：將回收的廢舊地膜進(jìn)行分揀，選擇聚氯乙烯材質(zhì)的廢舊地膜，經(jīng)破碎、清洗、脫色、烘干后碾壓成粉，過(guò)100目篩，得到聚氯乙烯粉末；按重量份數(shù)，取100份的聚氯乙烯粉末，置于反應(yīng)釜中，升溫至200℃，邊攪拌邊加入3份的硅藻土和廢橡膠粉5份，攪拌3min，微波輻射50s,微波輻射的功率為500w，隨后依次加入納米環(huán)氧樹(shù)脂3份，丙三醇7份攪拌反應(yīng)時(shí)間10min，溫度控制范圍180℃，反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至80℃，得到活化基質(zhì)；

②改性基質(zhì)制備：按重量份數(shù)，將150-200份乙醇投入反應(yīng)攪拌裝置中，依次投入2份改性白炭黑、15份β-環(huán)糊精、3份γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、2.5份份改性無(wú)機(jī)微粉、1份改性聚氨酯、4份棉秸稈纖維、1.5份石蠟烯投入高速攪拌機(jī)，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，攪拌15min,即得改性基質(zhì)；

③瀝青改性劑制備：將步驟②得到的活化基質(zhì)與步驟③得到的改性基質(zhì)在100℃混合，并攪拌10min,隨后再按照5:2:2:1的重量比將混合物與基質(zhì)瀝青、糠醛抽出油和地溝油投入高速攪拌裝置，高速攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為2500轉(zhuǎn)/min，在100℃攪拌15min,即得到瀝青改性劑；所述的基質(zhì)瀝青是巖石瀝青：海底瀝青＝1:1重量比混合制備而成。

實(shí)施例2

利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法，包括以下步驟：

①活化基質(zhì)制備：將回收的廢舊地膜進(jìn)行分揀，選擇聚氯乙烯材質(zhì)的廢舊地膜，經(jīng)破碎、清洗、脫色、烘干后碾壓成粉，過(guò)100目篩，得到聚氯乙烯粉末；按重量份數(shù)，取150份的聚氯乙烯粉末，置于反應(yīng)釜中，升溫至220℃，邊攪拌邊加入6份的硅藻土和廢橡膠粉7份，攪拌5min，微波輻射100s,微波輻射的功率為1100w，隨后依次加入納米環(huán)氧樹(shù)脂6份，丙三醇10份攪拌反應(yīng)時(shí)間20min，溫度控制范圍200℃，反應(yīng)結(jié)束，自然冷卻至100℃，得到活化基質(zhì)；

②改性基質(zhì)制備：按重量份數(shù)，將200份乙醇投入反應(yīng)攪拌裝置中，依次投入4份改性白炭黑、20份β-環(huán)糊精、8份γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、4份份改性無(wú)機(jī)微粉、2份改性聚氨酯、6份棉秸稈纖維、2份石蠟烯投入高速攪拌機(jī)，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，攪拌20min,即得改性基質(zhì)；

③瀝青改性劑制備：將步驟②得到的活化基質(zhì)與步驟③得到的改性基質(zhì)在130℃混合，并攪拌15min,隨后再按照5:2:2:1的重量比將混合物與基質(zhì)瀝青、糠醛抽出油和地溝油投入高速攪拌裝置，高速攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min，在130℃攪拌20min,即得到瀝青改性劑；所述的基質(zhì)瀝青是巖石瀝青：海底瀝青＝1:1重量比混合制備而成。

實(shí)施例3

利用廢舊地膜生產(chǎn)瀝青改性劑的方法，包括以下步驟：

①活化基質(zhì)制備：將回收的廢舊地膜進(jìn)行分揀，選擇聚氯乙烯材質(zhì)的廢舊地膜，經(jīng)破碎、清洗、脫色、烘干后碾壓成粉，過(guò)100目篩，得到聚氯乙烯粉末；按重量份數(shù)，取120份的聚氯乙烯粉末，置于反應(yīng)釜中，升溫至210℃，邊攪拌邊加入4.5份的硅藻土和廢橡膠粉6份，攪拌4min，微波輻射60s,微波輻射的功率為1000w，隨后依次加入納米環(huán)氧樹(shù)脂5份，丙三醇8.5份攪拌反應(yīng)時(shí)間15min，溫度控制范圍190℃，反應(yīng)結(jié)束，自然冷卻至90℃，得到活化基質(zhì)；

②改性基質(zhì)制備：按重量份數(shù)，將170份乙醇投入反應(yīng)攪拌裝置中，依次投入3份改性白炭黑、18份β-環(huán)糊精、6份γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、3.5份改性無(wú)機(jī)微粉、1.5份改性聚氨酯、5份棉秸稈纖維、1.8份石蠟烯投入高速攪拌機(jī)，高速攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速為1800轉(zhuǎn)/min，攪拌18min,即得改性基質(zhì)；

③瀝青改性劑制備：將步驟②得到的活化基質(zhì)與步驟③得到的改性基質(zhì)在120℃混合，并攪拌12min,隨后再按照5:2:2:1的重量比將混合物與基質(zhì)瀝青、糠醛抽出油和地溝油投入高速攪拌裝置，高速攪拌裝置的轉(zhuǎn)速為2800轉(zhuǎn)/min，在120℃攪拌18min,即得到瀝青改性劑；所述的基質(zhì)瀝青是巖石瀝青：海底瀝青＝1:1重量比混合制備而成。

試驗(yàn)例1

本發(fā)明的瀝青改性劑與常規(guī)的PE瀝青改性劑對(duì)瀝青性能的影響

①常規(guī)PE改性瀝青

將回收的廢舊地膜進(jìn)行分揀，選擇聚乙烯材質(zhì)的廢舊地膜，經(jīng)清洗、脫色、烘干造粒，得到聚乙烯顆粒；首先將1000kg基質(zhì)瀝青加熱至150℃，投入攪拌釜中，再加入50kgPE瀝青改性劑，攪拌30分鐘,轉(zhuǎn)速5000r/min，攪拌時(shí)溫度控制在160℃，即得改性瀝青；

②利用本發(fā)明實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青(試驗(yàn)組1)

將1000kg基質(zhì)瀝青加熱至150℃，投入攪拌釜中，再加入50kg本發(fā)明實(shí)施例3制備的瀝青改性劑，攪拌30分鐘,轉(zhuǎn)速5000r/min，攪拌時(shí)溫度控制在160℃，即得改性瀝青；

③利用本發(fā)明實(shí)施例2的瀝青改性劑制備的改性瀝青(試驗(yàn)組2)

將1000kg基質(zhì)瀝青加熱至150℃，投入攪拌釜中，再加入50kg本發(fā)明實(shí)施例2制備的瀝青改性劑，攪拌30分鐘,轉(zhuǎn)速5000r/min，攪拌時(shí)溫度控制在160℃，即得改性瀝青；

④利用本發(fā)明實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青(試驗(yàn)組3)

將1000kg基質(zhì)瀝青加熱至150℃，投入攪拌釜中，再加入50kg本發(fā)明實(shí)施例3制備的瀝青改性劑，攪拌30分鐘,轉(zhuǎn)速5000r/min，攪拌時(shí)溫度控制在160℃，即得改性瀝青；

根據(jù)《JTGE20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)基質(zhì)瀝青，常規(guī)的PE改性瀝青以及利用實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青分別進(jìn)行膠結(jié)料測(cè)試，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1

表1

由表1結(jié)果可知，與常規(guī)PE改性瀝青相比，加入了本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)結(jié)果明顯增高，而且不存在瀝青離析的現(xiàn)象。

根據(jù)《JTG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》對(duì)基質(zhì)瀝青，常規(guī)的PE改性瀝青以及利用實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青分別進(jìn)行瀝青混合料試驗(yàn)測(cè)試，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表2

表2

由表2可知，加入了本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青，抗變形能力、抗低溫開(kāi)裂能力均提高，而且符合《JTGE20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中對(duì)聚合物改性瀝青混合料性能的要求。

試驗(yàn)例3

本發(fā)明的瀝青改性劑與常規(guī)的PE瀝青改性劑高溫160℃-190℃)下瀝青煙的影響結(jié)果見(jiàn)表3

表3

由表3的數(shù)據(jù)明顯可得知，與基質(zhì)瀝青和常規(guī)PE改性瀝青相比，加入了本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的瀝青改性劑制備的改性瀝青在高溫條件下(190℃)瀝青煙產(chǎn)生量降低，因此可知本發(fā)明的瀝青改性劑有效的提高了瀝青的穩(wěn)定性，減少瀝青中的某些化學(xué)組分逃逸到空氣當(dāng)中，起到抑煙的效果。