[發明專利]一種改性路用煤瀝青及其制備方法

有效

• 申請號: 201310601136.3
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN103602085A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 任真;郭建平;李玉霞
• 申請（專利權）人: 中國日用化學工業研究院
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/22;C08K5/42
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 劉寶賢

技術領域

本發明屬于一種改性路用煤瀝青及其制備方法。

背景技術

納米材料作為二十一世紀最有前途的材料，日益得到人們的廣泛關注，目前在不同行業的應用如涂料、塑料、纖維、橡膠等均取得了成功。近年來，在我國乃至全世界，納米技術研究非常熱門，各種納米材料層出不窮，在各個領域的應用研究報道也很多。各種納米材料除了具有自身的物理、化學性質以外，還具有納米粒子的四大效應，利用納米材料的特殊性能，將納米材料應用于道路瀝青的改性過程中，是將高新技術與傳統產業相結合的產物。

將煤瀝青改性為道路瀝青并進行實際路面的鋪設，是目前剛剛興起的研究熱潮。其中中南大學呂曉軍等（CN102051060A），利用無機粒子TiB₂粉、AlF₃粉、SiC粉和Al₂0₃溶膠，改性煤瀝青制備鋁電解用碳素電極。車春玲（CN101705003A）利用SBS、廢塑料和星狀芴類聚合物為改性劑，制備出了用于高等級路用的改性煤瀝青材料，其中所用的高分子聚合物價格昂貴，改性煤瀝青耐老化性差。任真等（CN102070910），成功地利用納米材料和表面活性劑技術對煤瀝青進行了改性，產品的三大指標軟化點、針入度以及延度均達到并超過了重交石油瀝青指標，并應用于實際道路的鋪設過程。其中所用的納米材料分別是納米氧化物ZnO、MgO、Zn-Mg復合氧化物、Zn-Al復合氧化物并利用一些表面活性劑進行改性，這幾種納米材料制備工藝復雜、價格高，致使改性路用煤瀝青價格偏高，影響產品的大規模推廣應用。

發明內容

本發明的目的是提供一種成本低，使用壽命長，性能優異的路用改性煤瀝青及其制備方法。

納米材料因其獨特的四大效應在各個領域中的應用已取得了良好的效果，本發明利用了納米材料和復合界面改性劑技術對煤瀝青進行了改性，納米粒子經表面改性后于煤瀝青體系中分散性更好，所得納米改性煤瀝青其性能發生了很大的變化，達到了路用瀝青的使用要求，耐候性增強、彈性、耐磨性、抗重載能力也增強，特別是加入的納米材料具有抗紫外線及抗氧化性能，使得改性瀝青的抗老化性能明顯增強，這種產品的應用將增大高等級公路的使用周期和壽命，而且所加的納米材料和復合界面改性劑用量小、制備工藝簡單，價格低，可使路用瀝青的成本明顯降低。同時也充分地利用了煤瀝青資源，避免了其燃燒過程中對環境的污染，達到了充分利用資源的目的。

本發明的納米材料改性路用煤瀝青重量份組成如下:

煤瀝青?????????10～95份

改性納米材料???0.2～10份

復合界面改性劑?1～25份

如上所述的改性納米材料是由如下方法制備的：

（1）制金屬鹽的水溶液，其摩爾濃度為0.02～1.0mol/L；

（2）配制堿水溶液，其摩爾濃度為0.04～2.0mol/L堿溶液；

（3）稱取改性劑加入步驟（1）金屬鹽水溶液，改性劑加入量為金屬鹽中金屬離子量的1.5wt‰～1wt%；

（4）步驟（2）配制的堿溶液加入到步驟（3）的溶液中，以500℃～10000r/min的轉速在40℃～105℃反應30min～1hr得沉淀，其中堿的用量是步驟（1）金屬鹽水溶液中金屬離子的1～4倍摩爾的量；

（5）將步驟（4）的沉淀過濾、洗滌、100～250℃干燥，即得改性納米材料。

所述的金屬鹽為硫酸鎂、硫酸鋅、硫酸鋁、硫酸鐵的一種或兩種復合。

所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉的一種或兩種復合。

所述的改性劑為鈦酸酯、鋁酸酯、硬脂酸的一種或幾種復合。

所述的改性納米材料為氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鐵、堿式碳酸鋅、堿式碳酸鎂、鋅鎂復合堿式碳酸鹽或鎂鋁復合堿式碳酸鹽。

所述的改性納米材料的粒徑在3nm～90nm。

如上所述的復合界面改性劑是由如下方法制備的：

稱取40～60份烷基苯磺酸鈉，再稱取20～40份非離子表面活性劑AEO-9，加入到80～120份溶劑油中，加熱到70～80℃，混合攪拌均勻，即得到自制復合界面改性劑。

所述的溶劑油為重量比為脂肪酸甲酯：蒽油：重油=1：1：1混合物

如上所述的煤瀝青為中溫煤瀝青或低溫煤瀝青。

本發明的制備方法包括如下步驟：

（1）將煤瀝青加熱熔化；