[發明專利]一種無機納米材料改性瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 201110255191.2
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102408730A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 龐來學;史紅;唐新德;韓念鳳;張金升
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種改性瀝青及其制備方法，尤其涉及一種無機納米材料改性瀝青及其制備方法，屬瀝青改性及生產技術領域。?

背景技術

有機膠凝材料中的瀝青是一種重要的道路鋪設材料，但受其自身性能的限制，瀝青的高、低溫性能不穩定。夏季在強烈陽光照射下，瀝青容易軟化，出現車轍、擁包等現象；寒冷的冬天易出現裂紋，嚴重影響路面行車的舒適性和道路使用壽命。隨著交通運輸向高速、重載、大流量、渠道化的方向發展，不僅要求公路路基堅實、牢固，而且要求公路路面具備耐磨、耐高溫、抗軟化、平整等功能。高性能改性瀝青的研究與應用已成為當前路面建設的迫切要求。?

在現有的技術中，絕大多數研發者均通過選擇合適的有機聚合物改性劑來提高瀝青的高溫穩定性和低溫抗裂性；但其存在局限性，主要表現在：1.聚合物的穩定性差，且聚合物對氧、臭氧和紫外光的耐老化性較差；2.聚合物的摻入雖然有效地改善了瀝青的低溫性能，卻弱化了其高溫性能。為解決上述問題，一些研發者試圖在聚合物改性劑的基礎上，加入其它一些無機填料，發揮有機/無機改性劑的綜合效應以進一步提高瀝青的綜合性能。如國內專利CN1422904A報道了一種復合改性瀝青及其制法，采用非晶態聚-α烯烴(APAO)與丁苯橡膠(SBS)對瀝青復合改性。專利CN1400251A報道了一種硅藻土改性瀝青，具有較好的高、低溫性能，抗老化性能和水溫性能。CN1400252A報道了一種改性瀝青組合物及其制備方法，采用一種具有核-殼結構的填料單獨或與聚合物復配，作為瀝青改性劑等。然而，經檢索，以無機納米材料即碳納米管和納米二氧化鈰粒子作為瀝青改性劑，有效利用無機納米填料的優異性能，獲得一種穩定性及流動性良好的改性瀝青的論文或專利還未見報道。?

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種無機納米材料改性瀝青及其制備方法。?

本發明所述的無機納米材料改性瀝青，由碳納米管和納米二氧化鈰組成的改性劑以及瀝青制成，其特征在于：所述碳納米管是直徑為20～80nm、長度為500nm～10μm的碳納米管；所述納米二氧化鈰是直徑為30～100nm的二氧化鈰粒子；所述瀝青為石油瀝青或煤焦油瀝青，其針入度范圍為50～1101/10mm，軟化點是40～100℃；所述無機納米材料改性瀝青組分含量以重量百分比計為：瀝青90～95％、碳納米管0.1～0.5％、納米二氧化鈰4.9～9.5％。?

進一步的，上述無機納米材料改性瀝青組分含量以重量百分比計，優選為：瀝青93％、碳納米管0.3％、納米二氧化鈰6.7％。?

上述的無機納米材料改性瀝青中：所述碳納米管是單壁碳納米管和/或多壁碳納米管。?

本發明所述無機納米材料改性瀝青的制備方法，是將瀝青加熱至100～200℃，在剪切速度1000～10000r/min下，按組方重量百分比例依次加入碳納米管、納米二氧化鈰，混合?0.5～4h，得到無機納米材料改性瀝青。

上述無機納米材料改性瀝青的制備方法中：所述瀝青的加熱溫度優選170～180℃。?

上述無機納米材料改性瀝青的制備方法中：所述剪切速度優選3500～4500r/min。?

上述無機納米材料改性瀝青的制備方法中：所述混合時間優選1.5～2.5h。?

本發明利用無機納米填料的優異性能，克服了已有改性劑在改性瀝青物理性能和抗老化、抗紫外線方面的不足，能獲得一種穩定性及流動性良好的改性瀝青。?

本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：由于碳納米管是一種中空管狀結構的納米材料，其比表面積大，具有極強的吸附能力，而且耐高溫，故與瀝青混合后，能使瀝青路面具有較高的高、低溫性能；另外，納米二氧化鈰具有良好的吸收紫外線能力，能夠顯著提高瀝青路面的抗紫外線能力，防止瀝青的老化，進一步提高了瀝青路面的使用年限，降低了路面的維修費用。同時，本發明所述無機納米材料改性瀝青的制備方法簡單、實用，便于工業化生產，可廣泛用于高等級公路、機場跑道、停車場和橋梁等工程的鋪裝。?

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步詳述，但本發明之內容并不僅限于此。?

實施例1?

將470g?90^#道路瀝青加熱至175～180℃，在剪切速度為3500r/min下，依次加入1.0g碳納米管、29.0g納米二氧化鈰，混合時間為2.5h，得到無機納米材料改性瀝青。?

改性劑溶解均勻，測試改性瀝青性能。見表1。?

實施例2?