[發明專利]一種納米碳纖維改性乳化瀝青及其制備方法

在審

• 申請號: 201410730046.9
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN105315684A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 沈長彪;林海原;喻銳;陳洪凱
• 申請（專利權）人: 重慶市六工新材料有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08K7/06;C08K7/24;C08J3/03;C04B26/26
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技術領域

本發明屬于道路工程技術領域，特別是一種瀝青道路使用的冷拌冷鋪型改性乳化瀝青。

背景技術

隨著國內城鎮化速度加快、市政建設要求提高和國內城市交通壓力的增大，城市道路中常見的各種觀察井經常出現塌陷、松動等故障，嚴重影響了城市交通安全和通行能力，對觀察井的快速修補、更換就成為日益突出的問題，為了盡量少影響交通，希望施工能夠全天候快速進行，這無疑對施工技術，特別是路面材料提出了很高的要求。

乳化瀝青是瀝青融化后經過機械剪切作用，以細小的微粒狀態分散于含有乳化劑的水溶液中，形成水包油型的瀝青乳液，乳化瀝青的優越性主要有可冷態施工、節約能源、減少環境污染，常溫下具有較好的流動性，可提高路面修筑質量，擴展了瀝青路面的類型，延長施工季節，受低溫多雨季節影響較少。但是乳化瀝青作為拌合瀝青混合料使用時，因為其固化時間長、路面固化強度不夠等原因限制了其使用性能。

聚合物對瀝青的改性能夠改善瀝青路面材料的使用性能而得到了大量使用，熱塑性樹脂、熱固性樹脂、橡膠、膠乳等聚合物用于瀝青改性已經廣泛使用，在提高高溫抗變形能力、抗車轍性能、提高瀝青彈性、抗低溫和疲勞開裂性能等方面，都有一定改善，但是改性瀝青的冷拌冷鋪性能還達不到使用要求，不能實現快速施工通車要求。

綜上，目前還沒有一種瀝青路面材料能夠滿足冷拌冷鋪快速施工的要求，以解決城市道路中對瀝青道路坑槽及檢查井周圍破損路面快速修補問題。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供了一種納米碳纖維改性乳化瀝清及其制備方法，具體來講，該材料含有瀝青、乳化劑、穩定劑和水，特別是還含有納米碳纖維。

所述納米碳纖維改性瀝青，按質量計，其中瀝青、乳化劑、穩定劑、水和納米碳纖維的含量依次是50～80份、1.8～5份、0.1～0.5份、18～43份和1～1.5份。

所述的納米碳纖維改性乳化瀝青含量中，所述瀝青是SBS改性瀝青。

所述的納米碳纖維改性乳化瀝青中，所述乳化劑是快裂型乳化劑十六烷基二甲基羥乙基氯化銨、十六烷基三甲基溴化胺。

所述的納米碳纖維改性乳化瀝青中，所述乳化劑是陽離子型乳化劑十六烷基三甲基溴化胺、烷基羥基酰胺基多胺。

所述的納米碳纖維改性乳化瀝青中，所述穩定劑是有機穩定劑聚乙烯醇、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺。

所述納米碳纖維改性乳化瀝青中，所述納米碳纖維是中間相瀝青納米碳纖維、碳納米管。

所述納米碳纖維改性乳化瀝青的一種制備方法，包括以下步驟：

步驟一：乳化劑水溶液的調制：加熱水至60～80℃，按照比例依次在水中加入乳化劑和穩定劑，充分溶解；

步驟二：瀝青改性；瀝青加熱至120～150℃，加入納米碳纖維進行剪切攪拌；

步驟三：乳化：控制改性瀝青與乳化劑水溶液比例和溫度，將二者分別注入膠體磨，剪切一定時間后得到納米碳纖維改性乳化瀝青。

所述方法制備的納米碳纖維改性乳化瀝青，可以用于瀝青道路坑槽修補、市政觀察井修補的冷拌冷鋪路面材料，現場施工時，僅需要將納米碳纖維改性乳化瀝青與集料和助劑根據施工需求現場拌合、施工，填補后只需要養生1～2小時即可實現通車。

納米碳纖維作為一種新型納米碳材料，具有纖維密度低、比模量高、比強度高、熱穩定性好、導熱導電性能優良等特性，而且具有納米材料的小尺寸效應、表面效應等，與瀝青充分剪切攪拌之后，均勻分布在瀝青中，與極性瀝青質相互作用，改變了瀝青微觀結構性能，從而改善了其作為路面材料的使用性能。

與現有技術相比，本發明的優點是：利用納米碳纖維材料的高導熱高導電性能，改善了乳化瀝青的固化時間，利用納米碳纖維的納米材料特性，如小尺寸效應和表面效應，對乳化瀝青微觀結構進行調整改性，增強其高溫變形性能、低溫性能；利用纖維材料的纖維增強特性，對乳化瀝青結構進行增強，從而縮短了乳化瀝清固化時間，增強了冷拌料的固化強度和抗車轍水平，確保乳化瀝清在短時間內固化后達到路面所需強度，延長路面材料使用壽命。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發明納米碳纖維改性乳化瀝青及其制備方法進行說明。

實施例1

按如下步驟制備納米碳纖維改性乳化瀝清，按質量計，其組成是瀝青50份、納米碳纖維1份、水18份、乳化劑1.8分和穩定劑0.1份：

首先，按質量稱取18份水，放置于加熱罐中，加熱至60℃，然后分別稱取1.8份乳化劑烷基酰胺多胺(代號為JSA-2)和0.1份穩定劑鹽酸，依次將烷基酰胺多胺和鹽酸加入60℃水中，攪拌至充分溶解，溶液呈透明狀態。