一種道路瀝青改性劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種道路瀝青改性劑，該道路瀝青改性劑主要由以下重量份的原料制成：莫來石粉4～20份，堇青石粉6～14份，脂肪醇聚氧乙烯醚1～3份，聚丙烯酸1～4份；另外，本發(fā)明還公開了該道路改性劑的制備方法：一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中攪拌均勻得到表面處理后的混合物；二、將聚丙烯酸加入到表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路瀝青改性劑。本發(fā)明道路瀝青改性劑中各組成成分均無毒環(huán)保且成本低，改性劑的制備工藝簡單，熱穩(wěn)定性能良好，適宜廣泛使用。
【專利說明】一種道路瀝青改性劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于浙青改性劑【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種道路浙青改性劑及其制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]隨著路面技術(shù)的發(fā)展，浙青以及浙青混合料作為道路材料得到了廣泛的應(yīng)用。浙青混合料路面的路用性能除了與交通載荷、環(huán)境等因素有關(guān)以外，更為重要的是浙青材料本身，由于浙青對溫度的敏感性強，高溫和紫外線照射下都容易產(chǎn)生老化現(xiàn)象，且耐疲勞性能差，在一定程度上限制了其使用性能。因此對浙青進行改性便成為提高浙青材料性能的有效措施，其中對浙青進行無機改性不僅可以改善浙青及浙青混合料的性能，還可以在很大程度上降低其生產(chǎn)成本，所以成為了研究的熱點之一。近年來，很多新型的無機浙青改性劑不斷涌現(xiàn)，如納米碳酸鈣、層狀硅酸鹽、炭黑、硅藻土等無機浙青改性劑受到了研究人員廣泛的重視。無機浙青改性劑是一種摻入浙青中能夠起到改善浙青各項性能的無機微粉類材料，無機浙青改性劑能夠在一定程度上改善浙青以及浙青混合料的綜合路用性能，從而提高浙青的路面使用品質(zhì)。現(xiàn)有技術(shù)研究表明，常用的無機改性物質(zhì)如納米層狀硅酸鹽、納米碳酸鈣、炭黑等均能明顯改善浙青混合料的各項路用性能，擴大浙青混合料的使用范圍，延長其使用壽命。但是，目前的無機浙青改性劑大都存在改善性能單一、改性劑分散性差等諸多問題，因此，現(xiàn)有技術(shù)亟待開發(fā)一種新型的無機浙青改性劑以滿足道路浙青領(lǐng)域?qū)τ谛阅軆?yōu)良的無機微粉類浙青改性劑的需求。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種道路浙青改性劑及其制備方法。本發(fā)明以兩種無機微粉的混合物作為主體改性材料，先利用偶聯(lián)劑對無機微粉混合物進行表面處理，再將分散劑加入表面處理后的無機微粉混合物中制成道路浙青改性劑，利用本發(fā)明道路浙青改性劑改性的浙青材料不僅各項性能優(yōu)良，而且具有阻煙抑煙、凈化空氣的性能。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉4~20份，堇青石粉6~14份，脂肪醇聚氧乙烯醚I~3份，聚丙烯酸I~4份；所述脂肪醇聚氧乙烯醚為脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-5或脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7，所述莫來石粉的細度為50目~5000目，所述堇青石粉的細度為50目~5000目。
[0005]上述的一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉8~16份，堇青石粉8~12份，脂肪醇聚氧乙烯醚2~3份，聚丙烯酸2~4份。
[0006]上述的一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉12份，堇青石粉10份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份，聚丙烯酸3份。
[0007]本發(fā)明還提供了一種道路浙青改性劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0008]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌3h~5h，得到表面處理后的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的9~19倍；
[0009]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0010]所述重量份可為兩、斤、噸、克、千克等計量單位。
[0011]本發(fā)明制備的道路浙青改性劑在制備改性浙青中的用法為:將浙青加熱至熔融態(tài)，再將本發(fā)明制備的道路浙青改性劑加入到浙青中攪拌均勻即可(用于稀釋脂肪醇聚氧乙烯醚的無水乙醇在加入浙青中攪拌時可完全揮發(fā))，所述道路浙青改性劑的質(zhì)量為浙青質(zhì)量的19%~21%。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0013]1、本發(fā)明中以兩種無機微粉的混合物作為主體改性材料，先利用偶聯(lián)劑對無機微粉混合物進行表面處理，再將分散劑加入表面處理后的無機微粉混合物中制成道路浙青改性劑，利用本發(fā)明道路浙青改性劑改性的浙青材料不僅各項性能優(yōu)良，而且具有阻煙抑煙、凈化空氣的性能。
[0014]2、本發(fā)明中采用的莫來石粉和堇青石粉都能夠起到阻燃抑煙以及凈化空氣的效果，將此兩者混合得到無機微粉混合物，利用偶聯(lián)劑脂肪醇聚乙烯醚的稀釋液對無機微粉混合物進行表面處理，增強了無機微粉混合物的表面親油性使其能夠更好的與浙青材料相容，此外添加聚丙烯酸作為分散劑能夠使無機微粉混合物在浙青材料中具有良好的分散性倉泛。
[0015]3、本發(fā)明道路浙青改性劑中各組成成分均無毒環(huán)保且成本低，改性劑的制備工藝簡單，熱穩(wěn)定性能良好，適宜廣泛使用。
[0016]下面通過實施例 和附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為尾氣凈化率測試設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖標記說明:
[0019]I一發(fā)動機；2—試驗箱；3—尾氣分析儀；
[0020]4 一透明塑料管。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉12g，堇青石粉10g，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-32g，聚丙烯酸3g ;所述莫來石粉的細度為3000目，所述堇青石粉的細度為3000目。
[0023]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0024]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌3h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為20g ；
[0025]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0026]對比例I
[0027]按照實施例1的方法，不添加脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和聚丙烯酸制備道路浙青改性劑。
[0028]對比例2
[0029]按照實施例1的方法，不添加聚丙烯酸制備道路浙青改性劑。
[0030]實施例2 [0031]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉4g，堇青石粉Hg，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-31g，聚丙烯酸Ig ;所述莫來石粉的細度為1000目，所述堇青石粉的細度為2000目。
[0032]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0033]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌4h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為9g ；
[0034]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0035]實施例3
[0036]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉8斤，堇青石粉10斤，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-52斤，聚丙烯酸4斤；所述莫來石粉的細度為2000目，所述堇青石粉的細度為1000目。
[0037]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0038]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌3.5h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為28斤；
[0039]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0040]實施例4
[0041]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉12g，堇青石粉Sg，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-51g，聚丙烯酸2g ;所述莫來石粉的細度為5000目，所述堇青石粉的細度為50目。
[0042]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0043]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌4h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為19g ；
[0044]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0045]實施例5
[0046]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉14g，堇青石粉12g，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-73g，聚丙烯酸3g ;所述莫來石粉的細度為4000目，所述堇青石粉的細度為300目。
[0047]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0048]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌5h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為48g ；
[0049]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0050]實施例6
[0051]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉16g，堇青石粉Sg，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-72g，聚丙烯酸2g ;所述莫來石粉的細度為300目，所述堇青石粉的細度為5000目。
[0052]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0053]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌4.5h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為34g ；
[0054]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0055]實施例7`[0056]本實施例的道路浙青改性劑，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉20g，堇青石粉6g，脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-73g，聚丙烯酸4g ;所述莫來石粉的細度為50目，所述堇青石粉的細度為4000目。
[0057]本實施例的道路浙青改性劑的制備方法為:
[0058]步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌4h，得到表面處理的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為48g ；
[0059]步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
[0060]道路浙青改性劑在制備改性浙青中的用法
[0061]將基質(zhì)浙青加熱至熔融態(tài)，再將實施例1~7和對比例I~2的道路浙青改性劑分別加入到基質(zhì)浙青中攪拌均勻即可(用于稀釋脂肪醇聚氧乙烯醚的無水乙醇在加入浙青中攪拌時可完全揮發(fā))，所述基質(zhì)浙青為韓國SK70#石油浙青，所述道路浙青改性劑的質(zhì)量為基質(zhì)浙青質(zhì)量的19%~21%。
[0062]性能測試
[0063]按照《公路工程浙青及浙青混合料試驗規(guī)程》(JTG E-20-2011)的要求分別制備基質(zhì)浙青材料的車轍板試樣、實施例1~7改性劑改性的浙青材料的車轍板試樣和對比例I~2改性劑改性的浙青材料的車轍板試樣，測試不同改性劑改性的浙青材料的軟化點、針入度、延度等相關(guān)性能指標；按照《設(shè)備和器具部件塑料材料燃燒測試》(UL94)的標準方法分別測試實施例1~7改性劑改性的浙青材料燃燒后的煙氣毒性等級，結(jié)果顯示采用實施例I~7改性劑改性的浙青在燃燒后產(chǎn)生煙氣毒性等級均是準安全一級(ZA1)，具有較好的安全性；按照《塑料燃燒性能試驗方法》(GB/T2406-93)的標準方法分別測試基質(zhì)浙青材料、實施例1~7改性劑改性的浙青材料和對比例I~2改性劑改性的浙青材料的氧指數(shù)；按照《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗方法》(GB/T8627-2007)的標準方法分別測試基質(zhì)浙青材料、實施例1~7改性劑改性的浙青材料和對比例I~2改性劑改性的浙青材料在燃燒或分解試驗條件下的煙密度。
[0064]尾氣凈化率測試
[0065]用如圖1所示的尾氣凈化率測試設(shè)備分別測試基質(zhì)浙青材料、實施例1~7改性劑改性的浙青材料和對比例I~2改性劑改性的浙青材料對NOdP CxHy系氣體的凈化率，試驗方法為:(一)測試設(shè)備:如圖1所示，尾氣凈化率測試設(shè)備由發(fā)動機1、試驗箱2、尾氣分析儀3組成，所述發(fā)動機I的排氣口與試驗箱2的進氣閥之間、試驗箱2的排氣閥與尾氣測試儀3的進氣口之間均由透明塑料管4連接；(二)測試過程:先將尾氣分析儀3運行15min預(yù)熱，再將實施例1改性劑改性的浙青材料的車轍板試樣放入試驗箱2中，然后開啟發(fā)動機
I和尾氣分析儀3，打開試驗箱2的進氣閥和排氣閥，通氣20min~30in后關(guān)閉發(fā)動機1，關(guān)閉試驗箱2的進氣閥和排氣閥，記錄尾氣分析儀3上NOx和CxHy系氣體的初始濃度值，6h~Sh后打開排氣閥，測試并記錄尾氣分析儀3上NOx和CxHy系氣體的最終濃度值，以初始濃度值和最終濃度值的差值與初始濃度值作比計算采用實施例1改性劑改性的浙青材料對NOx和CxHy系氣體的凈化率，完成實施例1改性劑改性的浙青材料對NOx和CxHy系氣體凈化率的測試，在同樣的試驗條件下依次完成基質(zhì)浙青材料、 實施例2~7改性劑改性的浙青材料和對比例I~2改性劑改性的浙青材料對NOx和CxHy系氣體的凈化率測試；不同改性劑改性的浙青材料的相關(guān)性能指標測試結(jié)果和對N0X、CxHy系氣體的凈化率測試結(jié)果如表1所示。
[0066]表1不同改性劑改性的浙青材料的相關(guān)性能指標和凈化率的測試結(jié)果
[0067]
【權(quán)利要求】
1.一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉4~20份，堇青石粉6~14份，脂肪醇聚氧乙烯醚I~3份，聚丙烯酸I~4份；所述脂肪醇聚氧乙烯醚為脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5或脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7，所述莫來石粉的細度為50目~5000目，所述堇青石粉的細度為50目~5000目。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉8~16份，堇青石粉8~12份，脂肪醇聚氧乙烯醚2~3份，聚丙烯酸2~4份。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種道路浙青改性劑，其特征在于，主要由以下重量份的原料制成:莫來石粉12份，堇青石粉10份，脂肪醇聚氧乙烯醚2份，聚丙烯酸3份。
4.一種制備如權(quán)利要求1所述道路浙青改性劑的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一、將莫來石粉和堇青石粉混合攪拌均勻得到混合物，將所述混合物加入無水乙醇稀釋的脂肪醇聚氧乙烯醚中，常溫下攪拌3h~5h，得到表面處理后的混合物；所述無水乙醇的質(zhì)量為脂肪醇聚氧乙烯醚質(zhì)量的9~19倍； 步驟二、將聚丙烯酸加入步驟一中所述表面處理后的混合物中，攪拌均勻，得到道路浙青改性劑。
【文檔編號】C08K3/22GK103773041SQ201410056567
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月19日
【發(fā)明者】王朝輝, 孫曉龍, 王玉飛, 劉相儒, 劉立斌, 李德彬, 高志偉 申請人:長安大學