[發(fā)明專利]一種抗紫外瀝青及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110544594.2
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113388256B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 穆明浩;王福海;王崢;韓立斌;張哲;鄭君;楊茂君;陳秀秀;劉占斌;趙景原;李朝旭;李明杰;鄭捷元;王進(jìn)勇;青光焱;賴思靜;何寧
• 申請（專利權(quán)）人: 山東高速集團(tuán)有限公司創(chuàng)新研究院;青島科凱達(dá)橡塑有限公司;中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L53/02;C08L9/06;C08K9/10;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/34;C08K7/00;C08K3/04;C08K5/134;C08K5/132;C08K3/36;C08K5/08;C08K3/22
• 代理公司: 青島鼎丞智佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37277
• 代理人: 吳春艷;韓耀朋

本發(fā)明公開了一種抗紫外瀝青及其制備方法和應(yīng)用，所述抗紫外瀝青，主要由以下重量份的組分制備而成：瀝青75?85份、改性劑3?5份、“三明治”結(jié)構(gòu)的光屏蔽劑3?5份、輔助光屏蔽劑3?5份、抗氧劑1?3份、防老劑1?3份、紫外線吸收劑1.5?1.7份、自由基捕捉劑1?3份、光穩(wěn)定劑0.3?0.5份。所述抗紫外瀝青中添加的改性材料與瀝青相容性好，分散均勻成連續(xù)相防護(hù)層，通過雙層無機(jī)光遮蓋層可反射、散射紫外線，降低紫外線對路面的損害，而且該瀝青對紅外線吸收小，可將吸收的紫外線部分轉(zhuǎn)化為熱能，使路面具有儲(chǔ)能功能，大幅度提高瀝青路面的抗紫外能力，延長路面的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及公路瀝青技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗紫外瀝青及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

瀝青的老化通常分為由高溫引起的熱老化和由太陽光中包含的紫外線照射引起的紫外老化。光氧老化是瀝青道路長期老化的主要原因。紫外線能量超過C-C，C-H鍵斷裂鍵能，瀝青分子內(nèi)部較弱的化學(xué)鍵斷裂，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，致使性能下降。瀝青中大量的稠環(huán)化合物，SBS改性劑等紫外線吸收能力強(qiáng)，發(fā)生光解反應(yīng)，導(dǎo)致老化，影響使用性能和路用壽命。瀝青混合物為黑色材料，通常橡塑制品中常用的抗紫外吸收劑，二氧化鈰，二氧化鈦，二氧化鋅，炭黑等抗紫外吸收劑效果并不明顯。我國新疆，西藏等西部地區(qū)，海拔高，空氣稀薄，紫外吸收輻射尤為強(qiáng)烈，這種紫外線老化現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致瀝青路面的抗溫度裂縫和疲勞破壞能力下降，路面容易出現(xiàn)裂縫、坑槽等病害，使瀝青路面的使用壽命縮短。

因此，現(xiàn)有瀝青有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有瀝青抗紫外能力弱，容易發(fā)生紫外老化，降低瀝青路面的抗溫度裂縫和疲勞破壞能力，導(dǎo)致縮短瀝青路面使用壽命的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種新型的抗紫外瀝青及其制備方法和應(yīng)用，抗紫外瀝青中添加的改性材料與瀝青相容性好，分散均勻成連續(xù)相防護(hù)層，通過雙層無機(jī)光遮蓋層可反射、散射紫外線，降低紫外線對路面的損害，而且該瀝青對紅外線吸收小，可將吸收的紫外線部分轉(zhuǎn)化為熱能，使路面具有儲(chǔ)能功能。本發(fā)明的方案具體如下：

第一方面，本發(fā)明提供一種抗紫外瀝青，由以下重量份的組分制備而成：瀝青75-85份、改性劑3-5份、“三明治”結(jié)構(gòu)的光屏蔽劑3-5份、輔助光屏蔽劑3-5份、抗氧劑1-3份、防老劑1-3份、紫外線吸收劑1.5-1.7份、自由基捕捉劑1-3份、光穩(wěn)定劑0.3-0.5份。

其中，上述抗紫外瀝青，一方面基于“三明治”結(jié)構(gòu)的光屏蔽劑與輔助光屏蔽劑形成的上下雙層無機(jī)光遮蓋層對紫外線的反射、散射作用，使輻射的大部分紫外線難以穿透到材料內(nèi)部，發(fā)揮光遮蔽作用；

另一方面，由于當(dāng)應(yīng)用于紫外線強(qiáng)度高的高海拔地區(qū)時(shí)，仍有少部分紫外線穿過光掩蓋層進(jìn)入到防紫外瀝青層，此時(shí)抗紫外瀝青內(nèi)部的其他成分協(xié)同發(fā)揮作用，具體為：其一，光遮蓋層表面存在的羥基、酚羥基、醌基、內(nèi)酯可吸收穿透自由基；其二，存在于插層中的有機(jī)環(huán)狀含氮環(huán)狀結(jié)構(gòu)和氨基結(jié)構(gòu)可將吸收的自由基電子進(jìn)行傳遞；其三，散布在材料中的光捕捉劑具有立體效應(yīng)，可捕捉傳遞的自由基，分解過氧化物；其四，抗氧劑消除新產(chǎn)生的自由基，或者促使氫過氧化物的分解；其五，紫外吸收劑分子吸收UV光能量，分子內(nèi)氫鍵斷裂，螯合環(huán)破壞，形成亞穩(wěn)態(tài)離子結(jié)構(gòu)，離子結(jié)構(gòu)分解，釋放能后再形成分子內(nèi)氫鍵，構(gòu)成循環(huán)反應(yīng)，持續(xù)發(fā)揮吸收紫外線的作用，而紫外吸收劑分子發(fā)生能級越遷，達(dá)到激發(fā)態(tài)，當(dāng)回復(fù)到初始態(tài)時(shí)，部分能量以光能和熱能到形式釋放，從而也能起到儲(chǔ)熱的作用。

通過上述光捕捉劑、抗氧劑和紫外吸收劑的協(xié)同配合，可將進(jìn)入到瀝青材料內(nèi)的自由基進(jìn)行捕捉并消除，有效避免材料內(nèi)部發(fā)生氧化反應(yīng)，降低吸收的UV光能量對瀝青材料的損害，盡可能最大限度延緩瀝青材料的紫外老化過程。在上述基礎(chǔ)上，加入的改性材料與瀝青相容性好，分散均勻成連續(xù)相防護(hù)層，對紅外線吸收小，吸收紫外線部分轉(zhuǎn)化為熱能，使路面具有儲(chǔ)能功能。

優(yōu)選地，所述“三明治”結(jié)構(gòu)的光屏蔽劑為發(fā)明人自制，其由以下質(zhì)量份數(shù)的各成分制備而成：