[發明專利]一種綠層硅鈰鈦礦材料改性瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 201210298013.2
• 申請日: 2012-08-17
• 公開（公告）號: CN102775799A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 張宇
• 申請（專利權）人: 張宇
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08K3/34;C08J3/03;C04B26/26
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技術領域

本發明涉及一種改性瀝青材料及其制備方法，具體涉及一種綠層硅鈰鈦礦材料改性瀝青及其制備方法。

背景技術

隨著國民經濟的高速發展，我國公路等級的不斷提高，瀝青路面已成為高等級公路路面中占主要地位的路面結構。但隨著交通量的不斷增長，車輛大型化，交通渠化和超載嚴重等，使瀝青路面面臨嚴峻考驗，從而對瀝青及瀝青混合料也提出了相應的性能要求，一般的瀝青材料品質難以滿足高等級瀝青路面結構的要求，盡管使用了符合重交通的石油瀝青，但出現的結構破壞仍然存在。我國新建高等級公路在建成初期一般都具有良好的路面使用性能，但由于所使用材料(瀝青材料、砂石料)的差異，隨著車輛荷載作用次數的增加，其表面功能逐步退化，僅3～4年就出現早期破壞，產生高溫車轍、低溫開裂、疲勞開裂、松散、坑槽和老化等破壞現象，使用壽命大大降低，設計使用年限10～15年，實際往往使用4～5年后就必須進行大、中修。

為了減少瀝青路面的早期損壞，提高瀝青路面的使用性能及使用壽命，一大批科研工作者對瀝青改性進行了深入的研究。王在杭等(專利公開號：CN?102219442A)公開了以瀝青、砂石料和硅藻土為原料制備合成的硅藻土改性瀝青材料，該方法制得的瀝青改性材料成本低、工藝簡單，但存在耐高、低溫性能和抗老化性能較差等問題。

發明內容

針對現有技術中硅藻土、有機高聚物等改性材料改性瀝青存在耐高、低溫性能和抗老化性能較差的問題，本發明的目的是提供一種綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青，以解決瀝青路面普遍存在的高溫車轍、低溫開裂、疲勞開裂及老化問題。

本發明的另一個目的是提供一種綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青的制備方法。

本發明是通過以下技術方案加以實現的：

一種由基質瀝青、綠層硅鈰鈦礦和乳化劑溶液混合制得的改性瀝青，以質量百分數計，其原料配比為：基質瀝青質量分數占80～90％、綠層硅鈰鈦礦質量分數占8～18％和乳化劑溶液質量分數占2～12％，其中乳化劑溶液主要由表面活性劑、穩定劑、水和酸堿調節劑配制而成，且表面活性劑、穩定劑和水三者的質量比為8～15∶0.5～5∶260～700。

一種綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青，其具體制備過程如下：

a.將一定量的表面活性劑、穩定劑和水(其質量比為8～15∶0.5～5∶260～700)加入燒杯中，加熱溶液，待溫度升至60～90℃時，用酸堿調節劑調節溶液的pH為2～6，制成乳化劑水溶液；

b.將乳化劑水溶液、綠層硅鈰鈦礦材料一起加入攪拌罐中。啟動乳化機，為防止電流過大燒毀電機，初始轉速控制在300r/min，然后慢慢逐漸加速并穩定至4000r/min。

c.將熔融的熱基質瀝青(加熱至120～150℃)緩緩注入攪拌罐中，待熱基質瀝青全部注入，將乳化機轉速調整至4500r/min，攪拌60min停機，制成綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青乳液；

d.將綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青乳液在120～150℃恒溫條件下加熱，加熱過程中不斷攪拌直至乳液破乳，最后在160℃加熱攪拌蒸發30～60min，即制得綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青。

所述的基質瀝青來自新疆克拉瑪依AH-70，其針入度范圍為20～200/0.1mm，軟化點為30～100℃；

所述的綠層硅鈰鈦礦材料主要成分為CeNa₂Ca₄Ti[Si₄O₁₅F₃]，其長度為50～120nm，直徑為10～30nm。

所述的表面活性劑為十八烷基三乙基氯化銨或十六烷基三乙基溴化銨、穩定劑為氯化鎂或氯化鈣、酸堿調節劑為鹽酸、硫酸、硝酸、醋酸或檸檬酸。

本發明與現有技術相比，其顯著特征是：

1、綠層硅鈰鈦礦材料具有環保、質量穩定、耐高溫、耐化學腐蝕和機械性能良好等優點，在瀝青改性領域有廣泛的應用前景和潛力；

2、采用膠乳法制備綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青中加入的表面活性劑可使基質瀝青高度分散；

3、采用膠乳法制備綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青中加入的穩定劑具有調節瀝青微滴的均勻度，提高乳化基質瀝青的貯存穩定性等優點；

4、采用膠乳法制備綠層硅鈰鈦礦材料改性基質瀝青中加入的酸堿調節劑，可增強基質瀝青微滴與礦料的粘附性和均勻度；

5、本發明制得的綠層硅鈰鈦礦改性基質瀝青具有較好的耐高、低溫性能和抗老化性能。

具體實施方式