[發明專利]一種共混有機化納米蒙脫土改性瀝青的制備方法

有效

• 申請號: 201811132666.7
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109337391B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉剛;梁楊實;吳成浩;陳昊;薛永杰;肖月;磨煉同;邢宏源;程正鍇
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08K9/04;C08K3/34
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 蘇敏

本發明公開一種共混有機化納米蒙脫土改性瀝青制備方法。為克服單一活性劑改性瀝青在多種有機組分的瀝青中分散性不良問題，該蒙脫土共混有機化所選用改性劑包括一種長鏈烷烴活性劑和一種短鏈烷烴活性劑，其制備方法如下：1)將0.5～1.5CEC(Cation Exchange Capacity)的兩種活性劑按一定配比混合，制成共混溶液；2)將蒙脫土溶于水中，一定溫度下攪拌，并逐漸滴入共混活性劑溶液至反應結束；3)將反應所得絮狀產物抽濾、烘干后研磨、過篩；4)在150?170℃下將瀝青與篩后共混有機化蒙脫土進行高速剪切，即可制得所需耐老化改性瀝青。該共混有機化蒙脫土可以與瀝青具有更好的相容性，在瀝青中具有納米級分散程度；可以有效提升瀝青的抗老化能力。

技術領域

本發明屬于改性瀝青材料領域，具體涉及一種共混有機化納米蒙脫土改性瀝青的制備方法。

背景技術

瀝青作為一種重要的道路材料，廣泛應用于國內外高等級公路的建設。而在使用過程中，由于受到氧氣、水分、光照、溫度等因素作用，瀝青發生一系列的揮發、氧化、聚合等反應，使其組成逐漸發生變化，產生老化現象，致使其路用性能逐漸降低，容易引發諸如坑槽、裂縫等道路災害，影響行車安全。

諸多研究發現，蒙脫土作為一種納米層狀硅酸鹽材料，分散在瀝青中時，可以有效地阻隔瀝青組分與外界發生物質、能量交換，從而有效地改善瀝青的抗老化性能，維持瀝青的穩定性。然而，蒙脫土作為一種無機礦物，與多種復雜有機物組成的瀝青相容性較差，使得蒙脫土在瀝青中分散不均，影響其改性效果。而經過有機化的蒙脫土含有有機鏈，一方面可以增強蒙脫土的層間距，有效增加納米片層的分散程度，另一方面，有機鏈可以使其能夠更好地與瀝青復合，進而提升瀝青材料的路用性能。然而，瀝青作為一種復雜有機物組成的混合物，含有多種不同性質的組分，有機化蒙脫土并不能很好地分散于瀝青中，容易發生團聚等現象，降低了抗老化性能，不利于瀝青的實際應用。

發明內容

本發明為解決上述技術問題提供一種共混有機化納米蒙脫土改性瀝青的制備方法，旨在增強蒙脫土在瀝青中的分散性，使蒙脫土在瀝青中呈剝離態，蒙脫土與瀝青結合性更佳，進而提升其抗老化能力，以使其適用于高紫外線強度等惡劣壞境和路用壽命要求較長的路面。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種共混有機化納米蒙脫土改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：

1)將1～3重量份干燥的蒙脫土原土分散于40-120份重量份的水中，攪拌并加熱，所述蒙脫土原土的質量記為M；

2)取0.5～1.5CEC·M的表面活性劑，分多次逐滴緩慢加入到步驟1)所述加熱后的蒙脫土原土分散液中；

3)將步驟2)得到的混合溶液繼續在75～85℃恒溫攪拌，得到白色絮狀的混和溶液；

4)將步驟3)生成的白色絮狀混和溶液抽濾，得到固體沉淀；

5)將步驟4)的固體沉淀干燥后研磨過篩，得到共混有機改性蒙脫土粉末；

6)將90～110重量份石油基質瀝青加熱至140～160℃，倒入高速剪切儀中進行攪拌，分多次加入1～6重量份步驟5)所得到的共混有機改性蒙脫土粉末；

7)將共混有機改性蒙脫土粉末添加完成后，剪切即可得到所需共混有機化納米蒙脫土改性瀝青。

上述方案中，所述步驟2)中的表面活性劑包括長鏈表面活性劑和短鏈表面活性劑的混合，所述長鏈和短鏈表面活性劑的摩爾比為1:9～9:1。

上述方案中，所述步驟1)中，蒙脫土是Na-基蒙脫土，陽離子交換量為900～1100mmol/kg蒙脫土。

上述方案中，所述步驟1)中，攪拌加熱在超聲波水浴箱中進行，攪拌速度為100～200r/min，攪拌時間0.5～1h，加熱溫度為55～65℃。