一種紫外阻隔固態(tài)瀝青及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紫外阻隔固態(tài)瀝青及其制備和應(yīng)用。由瀝青、鎂鋁基層狀雙氫氧化物和助溶劑混合制備而成，呈固態(tài)顆粒狀；其組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：瀝青50%-65%，鎂鋁基層狀雙氫氧化物30%-45%，助溶劑1%-10%。本發(fā)明常溫下呈固態(tài)顆粒（或粉末）狀，相較一般瀝青在生產(chǎn)和使用過程中需要保溫貯存、及時裝卸，固態(tài)顆粒（或粉末）狀的瀝青性質(zhì)穩(wěn)定，更便于運輸與儲存。同時具有優(yōu)良的紫外阻隔作用，顯著提高道路瀝青耐老化性能，并且能有效提高瀝青混合料的抗車轍、水穩(wěn)等使用性能，延長瀝青道路使用壽命。
【專利說明】一種紫外阻隔固態(tài)瀝青及其制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外阻隔固態(tài)浙青及其制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青路面以其優(yōu)良的路用性能已成為道路建設(shè)中被最廣泛采用的一種高級路面。然而，浙青在生產(chǎn)和使用過程中一般需要在貯罐內(nèi)保溫貯存，運送至目的地后也需及時卸油，對于生產(chǎn)安排有較高的要求。同時浙青也是一種有機(jī)混合物，易受到高溫和紫外光輻射的影響，發(fā)生熱氧及光氧老化而變硬變脆，導(dǎo)致浙青路面產(chǎn)生裂縫、車轍、坑槽、剝落等病害，這些都極大地?fù)p害了浙青路面的使用性能，縮短了它的使用壽命。
[0003]由于浙青是由數(shù)千種分子結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的有機(jī)化合物組成，其老化機(jī)理更多的是多種物質(zhì)老化的耦合作用，因此對橡膠、塑料等有機(jī)高分子材料的有效的抗老化劑在浙青中難以發(fā)揮作用。目前國內(nèi)外對改善浙青抗老化的技術(shù)措施主要集中在:納米TiO2, CeO2、碳黑、蒙脫土等加入浙青，可在一定程度上提高抗紫外光老化性能。中國專利ZL201110067535.7利用鎂鋁雙氫氧化物層板和層間碳酸根構(gòu)成多級疊加的層狀結(jié)構(gòu)對紫外線進(jìn)行物理屏蔽作用，同時也利用層板上的金屬元素和層間陰離子對紫外線起到化學(xué)吸收作用，從而制備出鎂鋁基層狀雙氫氧化物紫外阻隔材料。中國專利ZL201110068790.3利用鎂鋁基層狀雙氫氧化物的多級多重化學(xué)吸收和物理屏蔽作用，制備出了性能優(yōu)良的耐老化浙青。中國專利ZL201110068806.0將鎂鋁基層狀雙氫氧化物和改性助劑加入SBR改性浙青中，與集料拌合從而大幅度提升了 SBR改性道路浙青抗紫外老化能力。而在鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青的前期研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)其存在現(xiàn)場施工復(fù)雜、耗時長、改性后的浙青性能不穩(wěn)定等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可進(jìn)行快速自溶解的鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青載體材料，可在保證不影響工程工期與主要施工步驟的情況下，快速制備出存儲穩(wěn)定、抗紫外老化性能優(yōu)良的鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青，該紫外阻隔固態(tài)浙青常溫下呈固態(tài)顆粒(或粉末)狀，性質(zhì)穩(wěn)定，易于運輸與儲存。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種紫外阻隔固態(tài)浙青，由浙青、鎂鋁基層狀雙氫氧化物和助溶劑混合制備而成，呈固態(tài)顆粒狀；其組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:浙青50%-65%，鎂鋁基層狀雙氫氧化物30%-45%，助溶劑 1%-10%。
[0007]按上述方案，所述的鎂鋁基層狀雙氫氧化物為白色粉末，純度99%以上，密度
1.5g/cm3-l.8g/cm3,含濕量< 3%。
[0008]按上述方案，所述助溶劑包括有機(jī)助溶劑，所述有機(jī)助溶劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合。[0009]按上述方案，所述助溶劑包括無機(jī)助溶劑，所述無機(jī)助溶劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。
[0010]按上述方案，所述助溶劑有機(jī)助溶劑和無機(jī)助溶劑的復(fù)合；所述有機(jī)助溶劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合；所述無機(jī)助溶劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。
[0011]上述紫外阻隔固態(tài)浙青的制備方法，包括如下步驟:
[0012]加熱待改性浙青至160°C _18(TC，開動剪切攪拌機(jī)，加入助溶劑，保持浙青溫度為1600C -180°C，在3000rpm-6000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌1-2小時，然后降低溫度至140°C _160°C，加入鎂鋁基層狀雙氫氧化物，均勻攪拌1-2小時后降至常溫碾磨，制成紫外阻隔固態(tài)浙青。
[0013]上述紫外阻隔固態(tài)浙青在公路工程浙青的應(yīng)用。[0014]本發(fā)明的有益效果如下:
[0015](I)本發(fā)明常溫下呈固態(tài)顆粒(或粉末)狀，相較一般浙青在生產(chǎn)和使用過程中需要保溫貯存、及時裝卸，固態(tài)顆粒(或粉末)狀的浙青性質(zhì)穩(wěn)定，更便于運輸與儲存。
[0016](2)通過固態(tài)浙青將鎂鋁基層狀雙氫氧化物加入至道路浙青中，使浙青材料具有優(yōu)良的紫外阻隔作用，顯著提高道路浙青耐老化性能，并且能有效提高浙青混合料的抗車轍、水穩(wěn)等使用性能，延長浙青道路使用壽命。
[0017](3)本發(fā)明與道路浙青有良好的相容性，可大幅減少一般鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青的施工時間與能耗，在不影響工程工期與主要施工步驟的情況下，可快速制備出存儲穩(wěn)定、抗紫外老化性能優(yōu)良的鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青，現(xiàn)場工藝簡單，操作方便，無需特殊設(shè)備。
【具體實施方式】
[0018]為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例。
[0019]紫外阻隔固態(tài)浙青，由浙青、鎂鋁基層狀雙氫氧化物和助溶劑混合制備而成，呈固態(tài)顆粒狀；其組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:浙青50%-65%，鎂鋁基層狀雙氫氧化物30%-45%，助溶劑1%-10%。其中，原料所用浙青可以為一般浙青，也可以為一般改性浙青；助溶劑的作用是加速紫外阻隔固態(tài)浙青的溶解與改性過程，從而快速制備出存儲穩(wěn)定、抗紫外老化性能優(yōu)良的鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青。
[0020]原料所用鎂鋁基層狀雙氫氧化物為白色粉末，純度99%以上，密度1.5g/cm3-l.8g/cm3，含濕量≤3%。
[0021]關(guān)鍵地，助溶劑可以使用有機(jī)助溶劑，其可以為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合。有機(jī)助溶劑將在化學(xué)性能上提高紫外阻隔固態(tài)浙青與一般浙青的相容性，有助于紫外阻隔固態(tài)浙青在一般浙青中的溶解與擴(kuò)散。
[0022]關(guān)鍵地，助溶劑也可以使用無機(jī)助溶劑，其可以為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。無機(jī)助溶劑將在物理方面促進(jìn)紫外阻隔固態(tài)浙青的擴(kuò)散與滲透，從而快速得到改性均勻的浙青。[0023]關(guān)鍵地，助溶劑更好的實施方案為有機(jī)助溶劑和無機(jī)助溶劑的復(fù)合；有機(jī)助溶劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合；無機(jī)助溶劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。這種組合方式將同時在化學(xué)和物理兩個方面加速紫外阻隔固態(tài)浙青的溶解與改性過程，從而快速制備出存儲穩(wěn)定、抗紫外老化性能優(yōu)良的鎂鋁基層狀雙氫氧化物改性浙青。
[0024]在準(zhǔn)備好原料的情況下，本發(fā)明紫外阻隔固態(tài)浙青的制備過程如下:
[0025]加熱浙青至160°C -180°C,開動剪切攪拌機(jī)，加入助溶劑，保持浙青溫度為1600C -180°C，在3000rpm-6000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌1-2小時，然后降低溫度至140°C _160°C，加入鎂鋁基層狀雙氫氧化物，均勻攪拌1-2小時后降至常溫碾磨，制成紫外阻隔固態(tài)浙青。工藝簡單，操作方便，無需特殊設(shè)備。
[0026]本發(fā)明紫外阻隔固態(tài)浙青在公路工程浙青的應(yīng)用:
[0027]實施例1
[0028]按質(zhì)量份數(shù)，將50份SK70#基質(zhì)浙青和10份助溶劑(助溶劑按質(zhì)量份數(shù)由80份聚乙烯樹脂和20份乙烯乙酸乙烯酯共聚物混合而成)在180°C下，以6000rpm的轉(zhuǎn)速剪切攪拌I小時，然后在160°C下分多次加入40份瑞法化工有限公司生產(chǎn)的LT-1型鎂鋁基層狀雙氫氧化物(下略為瑞法LT-1)，均勻攪拌I小時后降至常溫碾磨，制成紫外阻隔固態(tài)浙青的固體顆粒。
[0029]將紫外阻隔固態(tài)浙青的固體顆粒在150°C下分次加入SK90#道路浙青中，攪拌
0.5h后得到紫外阻隔改性SK90#道路浙青。對所得的改性道路浙青進(jìn)行紫外老化試驗(紫外線強度為1200μ w/cm 2，老化6天，下同)，以下試驗依據(jù)《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E20-2011)測試，測試數(shù)據(jù)如表1所示:
[0030]表1
【權(quán)利要求】
1.一種紫外阻隔固態(tài)浙青，其特征在于由浙青、鎂鋁基層狀雙氫氧化物和助溶劑混合制備而成，呈固態(tài)顆粒狀；其組成按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為:浙青50%-65%，鎂鋁基層狀雙氫氧化物30%-45%，助溶劑 1%-10%。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外阻隔固態(tài)浙青，其特征在于所述的鎂鋁基層狀雙氫氧化物為白色粉末，純度99%以上，密度1.5g/cm3-l.8g/cm3，含濕量≤3%。
3.如權(quán)利要求1所述的紫外阻隔固態(tài)浙青，其特征在于所述助溶劑包括有機(jī)助溶劑，所述有機(jī)助溶劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合。
4.如權(quán)利要求1所述的紫外阻隔固態(tài)浙青，其特征在于所述助溶劑包括無機(jī)助溶劑，所述無機(jī)助溶劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。
5.如權(quán)利要求1所述的紫外阻隔固態(tài)浙青，其特征在于所述助溶劑有機(jī)助溶劑和無機(jī)助溶劑的復(fù)合；所述有機(jī)助溶劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯樹脂、丁苯橡膠、羧基丁腈橡膠、環(huán)氧天然橡膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物中的任意一種或任意組合；所述無機(jī)助溶劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣中的任意一種或任意組合。
6.權(quán)利要求1-5任一項所述的紫外阻隔固態(tài)浙青的制備方法，包括如下步驟: 加熱待改性浙青至160°C -180°C，開動剪切攪拌機(jī)，加入助溶劑，保持浙青溫度為1600C -180°C，在3000rpm-6000rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌1-2小時，然后降低溫度至140°C _160°C，加入鎂鋁基層狀雙氫氧化物，均勻攪拌1-2小時后降至常溫碾磨，制成紫外阻隔固態(tài)浙青。
7.權(quán)利要求1-5任一項所述的紫外阻隔固態(tài)浙青在公路工程浙青的應(yīng)用。
【文檔編號】E01C7/26GK103881403SQ201410098852
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】吳少鵬, 孫藝涵, 肖月, 劉全濤, 唐寧, 陳宗武, 曾文博 申請人:武漢理工大學(xué)