本发明属于道路材料
技术领域：
，尤其涉及一种彩色沥青组合物胶囊及其制备方法
背景技术：
：彩色沥青路面是指脱色沥青、石料、颜料和添加剂等材料在特定温度下混合拌和，配制成彩色沥青混凝土后，再经过摊铺、碾压而成的具有一定强度和使用功能的彩色沥青混凝土路面。在交通管理方面，彩色沥青路面更具有诱导交通，使交通管理直观化的作用，用颜色指示和区分不同功能的路段或车道，可提高驾驶员的警觉性与识别效果，增加道路通行能力与交通安全。因此，彩色沥青路面较普通沥青混凝土路面，可在促进道路交通安全和美化道路空间环境方面发挥更大作用。但铺设彩色沥青路面所需的彩色沥青在运输、储存和使用过程中，由于需要消耗大量的能量，使其维持在液态，既造成了能量的浪费，又对环境造成了污染。此外，彩色沥青混合料往往用于沥青面层，这就需要其具有较好的抗热氧老化和抗紫外老化能力。更重要的是，无机颜料和沥青之间相容性较差，在运输和储存的过程中易产生离析现象，对施工会造成较大的影响。因此，如何解决无机颜料与沥青之间的离析难题，提升彩色沥青混合料的抗老化性能，同时降低环境污染和能耗成为人们研究的热点。专利cn103979834a公开了一种改性彩色沥青胶结料及其制备方法，通过将市售彩色沥青胶结料加热至170-180℃后，加入其重量1-5％的有机改性蒙脱土，然后置于高速剪切仪中，高速剪切30±5分钟，再将温度控制在160-170℃，发育30±5分钟，得到改性彩色沥青胶结料。该改性彩色沥青胶结料提高了高温稳定性，增强了抗老化性能，克服了现有彩色沥青胶结料软化点较低、耐老化性能较差等不足，使彩色沥青路面的使用性能和寿命显著提高。但仍然存在无机颜料与沥青之间的离析难题，也未能解决环境污染和能耗大的问题。技术实现要素：本发明的目的在于：提供一种彩色沥青组合物胶囊及其制备方法，通过将脱色沥青、无机颜料、有机蒙脱土和熟石灰等原料组合，制备成熟石灰包裹的彩色沥青组合物胶囊，不仅解决了无机颜料与沥青之间的离析难题，还提升了彩色沥青混合料的抗老化性能，同时减少了有毒和有害气体的排放，大大降低了能源消耗。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种彩色沥青组合物胶囊，其特征在于：如下质量份数的原料混合制成：无机颜料10-20份、脱色沥青40-60份、熟石灰20-35份、有机蒙脱土4-10份、沸石0.5-1份、水0.04-0.06份。作为优选，所述的一种彩色沥青组合物胶囊，其特征在于：如下质量份数的原料混合制成：无机颜料15份、脱色沥青50份、熟石灰28.45份、有机蒙脱土6份、沸石0.5份、水0.05份。作为优选，所述的一种彩色沥青组合物胶囊，其特征在于：如下质量份数的原料混合制成：无机颜料10份、脱色沥青60份、熟石灰25.45份、有机蒙脱土4份、沸石0.5份、水0.05份。作为进一步优选，所述有机蒙脱土为长链季铵盐改性的有机蒙脱土。更进一步，所述长链季铵盐改性的有机蒙脱土包括十八烷基三甲基季铵盐改性的有机蒙脱土上述的一种的彩色沥青组合物胶囊的制备方法，包括如下工艺步骤：1)将脱色沥青加热至熔融状态后，在温度为140-150℃的条件下，加入无机颜料和有机蒙脱土，并置于转速为5000r/min的高速剪切仪中，高速剪切45min，获得混料a；2)向所述混料a中加入沸石和水，并置于转速为800r/min的高速搅拌机中，搅拌2-3min，获得混料b；3)向所述混料b中加入熟石灰，成型后，得到彩色沥青组合物胶囊。作为优选，所述熟石灰为彩色沥青胶囊提供包裹外壳，且纯度为93-98％。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1)本发明通过向彩色沥青胶结料中加入长链季铵盐改性的有机蒙脱土，不仅能提高彩色沥青胶结料抗热氧老化和抗紫外老化性能，克服现有彩色沥青胶结料软化点较低、耐老化性能差等问题，使彩色沥青路面的使用性能和寿命显著提高；更能抑制挥发性有机物的释放，解决现有彩色沥青胶结料污染大的问题，是一种绿色、环保的胶囊式彩色沥青胶结料；2)本发明采用熟石灰包裹彩色沥青胶结料，形成“胶囊式”结构的彩色沥青胶结料产品，不仅解决了维持彩色沥青胶结料液态时能耗大的问题，又能减少挥发性有机物的排放，更能解决无机颜料与沥青易产生离析的难题；3)本发明通过加入沸石和水，其可产生气泡，使制备的彩色沥青胶结料产品疏松，便于后续混合料的拌和使用；4)本发明通过无机颜料、脱色沥青、熟石灰、有机蒙脱土、沸石和水复配，制备成“胶囊式”结构的彩色沥青胶结料产品，不仅有效解决了无机颜料与沥青易产生离析的难题；而且提高了彩色沥青抗热氧老化和抗紫外老化性能；同时还能抑制挥发性有机物的释放，解决现有彩色沥青胶结料污染环境的问题；此外，还能有效维持彩色沥青胶结料液态而无需耗能，从而减少了运输过程中的能源消耗。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和效果更加清楚，下面结合具体实施对本发明作进一步详细说明。应当理解，以下所述实施例仅用于解释本发明，而不用于限制本发明。实施例1一种彩色沥青组合物胶囊，按照如下工艺步骤制备成：1)以质量份数计，称取无机颜料15份、脱色沥青50份、熟石灰28.45份、十八烷基三甲基季铵盐改性的有机蒙脱土6份、沸石0.5份、水0.05份；2)将脱色沥青加热至熔融状态后，置入容器中，在温度为145℃的条件下，加入无机颜料和有机蒙脱土，然后置于转速为5000r/min的高速剪切仪中，高速剪切45min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土混合体系”的混料a；3)向所述混料a中加入沸石和水后，置于转速为800r/min的高速搅拌机上，搅拌3min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土-水-沸石的共混体系”的混料b；4)向所述混料b中加入熟石灰，成型后，制成熟石灰包裹的彩色沥青组合物胶囊，记为试验样1，其中，所述熟石灰纯度为93-98％。作为对照，发明人在进行上述实施例1时，还进行了如下对照试验：将50份熔融的脱色沥青倒入容器中，在温度为145℃的条件下，加入15份无机颜料后，在高速剪切仪中，在转速为5000r/min条件下，高速剪切45min；然后加入0.05份水和0.5份沸石，再置于转速为800r/min的高速搅拌机中，搅拌3min，制成对比样1。将试验样1和对比样1分别进行薄膜烘箱老化(tfot)和紫外老化(uv)试验(紫外光的强度为1200μw/cm2，老化温度为60℃，老化时间为6天)。试验样1与对比样1老化前后的60℃粘度增量、软化点增量和质量损失率见下表1。表1-tfot和uv老化试验对比通过上表1可知，试验样1的彩色沥青粘度、软化点的增量和质量损失率明显小于对比样1(普通)的彩色沥青，说明本发明的彩色沥青组合胶囊能有效改善沥青的抗老化性能，并抑制沥青中挥发性有机物的释放。为对比普通彩色沥青与彩色沥青组合物胶囊对沥青混合料性能的影响，在其它试验条件完全相同的条件下制备了级配为ac-13型马歇尔试件和三点弯曲梁试件。马歇尔稳定度试验结果见下表2。表2-马歇尔稳定度试验结果三点弯曲试验结果见下表3。表3-三点弯曲试验结果样本来源抗弯强度mpa试验样18.21对比样17.96由上表2和3可知，试验样1和对比样1(普通)的彩色沥青的马歇尔稳定度和抗弯强度值相近。但本发明制备的彩色沥青组合物胶囊在混合料拌和中直接同集料一起投放到料仓中，简化了沥青混合料拌合工艺。通过以上试验结果可知，本发明的彩色沥青组合物胶囊能有效解决无机颜料与沥青易产生离析的难题，并提高彩色沥青的抗热氧老化和抗紫外老化性能，同时可抑制挥发性有机物的释放，从而减少运输过程中的能源消耗。实施例2一种彩色沥青组合物胶囊，按照如下工艺步骤制备成：1)以质量份数计，称取无机颜料10份、脱色沥青60份、熟石灰25.45份、十八烷基三甲基季铵盐改性的有机蒙脱土4份、沸石0.5份、水0.05份；2)将脱色沥青加热至熔融状态后，置入容器中，在温度为145℃的条件下，加入无机颜料和有机蒙脱土，然后置于转速为5000r/min的高速剪切仪中，高速剪切45min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土混合体系”的混料a；3)向所述混料a中加入沸石和水后，置于转速为800r/min的高速搅拌机上，搅拌3min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土-水-沸石的共混体系”的混料b；4)向所述混料b中加入熟石灰，成型后，制成熟石灰包裹的彩色沥青组合物胶囊，记为试验样2，其中，所述熟石灰纯度为93-98％。作为对照，发明人在进行上述实施例2时，还进行了如下对照试验：将60份熔融的脱色沥青倒入容器中，在温度为145℃的条件下，加入10份无机颜料后，在高速剪切仪中，在转速为5000r/min条件下，高速剪切45min；然后加入0.05份水和0.5份沸石，再置于转速为800r/min的高速搅拌机中，搅拌3min，制成对比样2。将试验样2和对比样2分别进行薄膜烘箱老化(tfot)和紫外老化(uv)试验(紫外光的强度为1200μw/cm2，老化温度为60℃，老化时间为6天)。试验样2与对比样2老化前后的60℃粘度增量、软化点增量和质量损失率见下表4。表4-tfot和uv老化试验对比通过上表4可知，试验样2的彩色沥青粘度、软化点的增量和质量损失率明显小于对比样2(普通)的彩色沥青，说明本发明的彩色沥青组合胶囊能有效改善沥青的抗老化性能，并抑制沥青中挥发性有机物的释放。为对比普通彩色沥青与彩色沥青组合物胶囊对沥青混合料性能的影响，在其它试验条件完全相同的条件下制备了级配为ac-13型马歇尔试件和三点弯曲梁试件。马歇尔稳定度试验结果见下表5。表5-马歇尔稳定度试验结果三点弯曲试验结果见下表6。表6-三点弯曲试验结果样本来源抗弯强度mpa试验样18.13对比样17.86由上表5和6可知，试验样2和对比样2(普通)的彩色沥青的马歇尔稳定度和抗弯强度值相近。但本发明制备的彩色沥青组合物胶囊在混合料拌和中直接同集料一起投放到料仓中，简化了沥青混合料拌合工艺。通过以上试验结果可知，本发明的彩色沥青组合物胶囊能有效解决无机颜料与沥青易产生离析的难题，并提高彩色沥青的抗热氧老化和抗紫外老化性能，同时可抑制挥发性有机物的释放，从而减少运输过程中的能源消耗。实施例3一种彩色沥青组合物胶囊，按照如下工艺步骤制备成：1)以质量份数计，称取无机颜料20份、脱色沥青40份、熟石灰31.45份、十八烷基三甲基季铵盐改性的有机蒙脱土8份、沸石0.5份、水0.05份；2)将脱色沥青加热至熔融状态后，置入容器中，在温度为145℃的条件下，加入无机颜料和有机蒙脱土，然后置于转速为5000r/min的高速剪切仪中，高速剪切45min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土混合体系”的混料a；3)向所述混料a中加入沸石和水后，置于转速为800r/min的高速搅拌机上，搅拌3min，获得“脱色沥青-无机颜料-有机蒙脱土-水-沸石的共混体系”的混料b；4)向所述混料b中加入熟石灰，成型后，制成熟石灰包裹的彩色沥青组合物胶囊，记为试验样3，其中，所述熟石灰纯度为93-98％。作为对照，发明人在进行上述实施例3时，还进行了如下对照试验：将40份熔融的脱色沥青倒入容器中，在温度为145℃的条件下，加入20份无机颜料后，在高速剪切仪中，在转速为5000r/min条件下，高速剪切45min；然后加入0.05份水和0.5份沸石，再置于转速为800r/min的高速搅拌机中，搅拌3min，制成对比样3。将试验样3和对比样3分别进行薄膜烘箱老化(tfot)和紫外老化(uv)试验(紫外光的强度为1200μw/cm2，老化温度为60℃，老化时间为6天)。试验样2与对比样2老化前后的60℃粘度增量、软化点增量和质量损失率见下表7。表7-tfot和uv老化试验对比通过上表7可知，试验样3的彩色沥青粘度、软化点的增量和质量损失率明显小于对比样3(普通)的彩色沥青，说明本发明的彩色沥青组合胶囊能有效改善沥青的抗老化性能，并抑制沥青中挥发性有机物的释放。为对比普通彩色沥青与彩色沥青组合物胶囊对沥青混合料性能的影响，在其它试验条件完全相同的条件下制备了级配为ac-13型马歇尔试件和三点弯曲梁试件。马歇尔稳定度试验结果见下表8。表8-马歇尔稳定度试验结果三点弯曲试验结果见下表9。表9-三点弯曲试验结果样本来源抗弯强度mpa试验样17.98对比样17.86由上表8和9可知，试验样3和对比样3(普通)的彩色沥青的马歇尔稳定度和抗弯强度值相近。但本发明制备的彩色沥青组合物胶囊在混合料拌和中直接同集料一起投放到料仓中，简化了沥青混合料拌合工艺。通过以上试验结果可知，本发明的彩色沥青组合物胶囊能有效解决无机颜料与沥青易产生离析的难题，并提高彩色沥青的抗热氧老化和抗紫外老化性能，同时可抑制挥发性有机物的释放，从而减少运输过程中的能源消耗。当前第1页12