[發(fā)明專利]一種納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710895556.5
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107739516A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟洪金;應(yīng)軍;汪成玉;夏文華;李軍;季杰
• 申請（專利權(quán)）人: 句容寧武高新技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L63/00;C08K9/04;C08K3/22;B01J31/38
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 吳庭祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料及其制備方法，屬于材料制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

相對于普通瀝青而言，改性瀝青鋪筑的路面能夠顯著地提高抗永久變形能力、抗溫縮裂縫能力及抗疲勞開裂能力。改性瀝青是指摻加樹脂、聚合物、磨細(xì)的橡膠粉等改性劑，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料。由于其改性的過程是瀝青和聚合物等的物理共混，因此改性瀝青的抵抗外力疲勞強度總體上看并沒有得到很好的改善。

除了通過摻加聚合物改性瀝青結(jié)合料外，人們發(fā)現(xiàn)在瀝青或瀝青混合料中加入天然或合成的有機或無機材料，熔融或分散在瀝青中與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在瀝青集料表面，可以改善或提高瀝青路面性能。比如有機蒙脫土能與瀝青形成一種穩(wěn)定的插層結(jié)構(gòu)，顯示出抗熱老化性能；納米二氧化鈦的加入有利于提高聚合物的抗老化性能；而納米二氧化硅改性瀝青則具有耐紫外光老化性能。發(fā)明申請201610510368.1采用蒙脫土和二氧化硅對環(huán)氧瀝青進行功能化改性，其有益結(jié)果是該瀝青材料具有耐高溫性能，能適用于一些惡劣的工作環(huán)境。

總之，無機納米材料對瀝青或環(huán)氧瀝青材料進行改性，確實可在一定程度上賦予路橋表面一些新的功能特性。但目前來說仍然存在以下問題：一是能用于摻入的無機納米材料種類有限；二是摻入方式基本上是直接加入，未作任何表面處理，導(dǎo)致其與瀝青或環(huán)氧瀝青的相容性差，影響了最終產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料及其制備方法，該方法不僅能夠提高環(huán)氧瀝青功能材料的低溫抗開裂性、抗氧化性，而且對汽車尾氣中的氮氧化物處理具有一定作用。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料，其特征在于，包括重量比為1:5～1:20的A組分和B組分；所述A組分包括按重量份計的75～90份環(huán)氧樹脂和5～20份活性稀釋劑；所述和B組分包括按重量份計的80～110份基質(zhì)瀝青、5～10份改性納米二氧化鈦和10～20份酸酐固化劑。

其中，所述改性納米二氧化鈦通過用質(zhì)量濃度1～5％的十六烷基三甲基溴化銨水溶液對納米二氧化鈦進行表面改性處理獲得，以增強其與環(huán)氧瀝青的相容性。

其中，所述環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂、甘油環(huán)氧樹脂、丁烯環(huán)氧樹脂和環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂中一種或多種的混合物。

其中，所述活性稀釋劑為丁基縮水甘油醚、間苯二酚雙縮水甘油醚和單環(huán)氧基的丙烯基縮水甘油醚、苯基縮水甘油醚和雙環(huán)氧基的乙二醇雙縮水甘油醚中的一種或多種的混合物。

其中，所述酸酐固化劑為鄰苯二甲酸酐、四氫苯酐、六氫苯酐、甲基四氫苯酐、甲基六氫苯酐、甲基納迪克酸酐和偏苯三甲酸酐及其改性物中的一種或多種的混合物。

一種納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將納米二氧化鈦和質(zhì)量濃度1～5％的十六烷基三甲基溴化銨水溶液以質(zhì)量比為1:1～3的比例加入到反應(yīng)釜中，升溫到30～50℃并連續(xù)攪拌3～5小時，經(jīng)冷卻、過濾和脫去溶劑后得到具有一定程度親油性的改性納米二氧化鈦。

步驟二：將步驟一得到的改性納米二氧化鈦加入到基質(zhì)瀝青中，同時加入酸酐固化劑，升溫到110～140℃，在剪切乳化作用下混合5～10小時，即得B組分；

步驟三：在步驟二所得的B組分中加入A組分的環(huán)氧樹脂和活性稀釋劑，在150～180℃下混合完全，既得納米二氧化鈦改性環(huán)氧瀝青功能材料。

有益效果：

1、本申請使用納米二氧化鈦光催化劑加入到環(huán)氧瀝青功能材料中，能夠?qū)ζ囄矚庵械趸锝到馄鸬酱龠M作用。

2、本申請通過用十六烷基三甲基溴化銨水溶液對納米二氧化鈦進行表面改性處理，增強納米二氧化鈦與環(huán)氧瀝青的相容性。

3、本申請瀝青功能材料具有較好的低溫抗開裂性、抗疲勞性和穩(wěn)定性。

具體實施方式

根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。實施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。

實施例1

(1)將納米二氧化鈦和質(zhì)量濃度5％的十六烷基三甲基溴化銨水溶液以質(zhì)量比為1:1.5的比例加入到反應(yīng)釜中，升溫到30℃并連續(xù)攪拌3小時，經(jīng)冷卻、過濾和脫去溶劑后得到改性納米二氧化鈦；