本發(fā)明涉及一種瀝青，特別是涉及一種抗老化耐紫外線瀝青及其制備方法。
背景技術：
：瀝青按其成分的不同可分為煤焦瀝青、巖瀝青、石油瀝青和天然瀝青，是由不同分子量的有機烴類構成的顏色較深的固態(tài)或者半固態(tài)的混合物。瀝青從宏觀上看呈膠體結構，固態(tài)顆粒的瀝青質為分散相，液態(tài)的油分是分散介質，即連續(xù)相，樹脂起保護作用，使分散相能很好地分散在連續(xù)相中。即以瀝青質為核心，若干瀝青質聚集在一起，樹脂組分粘附于其表面，逐漸向外擴散，使瀝青質的膠核溶于油分介質中。目前，瀝青已廣泛應用于道路表面鋪裝，但是瀝青因老化導致的性能下降，成為急需解決的問題。瀝青本質上是一種有機混合物，瀝青從生產制備到應用到路面鋪設的整個過程中，會受到太陽光線、氣候溫度、雨水和空氣等的輻射和腐蝕作用，這些因素會導致瀝青內部發(fā)生聚合、分解、氧化等一系列化學變化，并因此引起其物理性能發(fā)生相應的變化，如表面開裂、硬度上升、軟化點上升、針入度下降、粘度上升、延度下降等問題。因此，改善瀝青材料的使用性能、提高路面高溫抗車轍性能、低溫抗裂性能、耐老化性能、表面抗滑性能、減少道路養(yǎng)護費用已是迫切需要，所以有必要對瀝青進行改性。為提高瀝青的路面性能，通常在瀝青或瀝青混合料中加入一些天然的或人工合成的有機、無機材料作為改性劑。根據(jù)改性劑的不同，一般將其分為三類，即非聚合物改性劑、聚合物改性劑和復合改性劑。非聚合物改性劑主要為硅酸鹽填料、碳材料、天然瀝青、礦物纖維和抗剝離劑等。聚合物改性劑大體上可分為橡膠、熱塑性彈性體、塑料和纖維等。復配改性劑主要是以上兩類物質的復配混合物。雖然關于改性瀝青的研究很多，但是效果大多不理想，尤其是在耐紫外、抗老化性能上，仍有很大的提高空間。本發(fā)明以硫酸鈦為前驅體，在鈉基蒙脫石表面及內部原位生成氧化鈦，制得抗老劑。原位生成的氧化鈦與鈉基蒙脫石的結合更緊密，結構更穩(wěn)定，在鈉基蒙脫石和氧化鈦形成的復合結構中，鈉基蒙脫石能阻隔氧對瀝青的老化，原位生成的氧化鈦對紫外線具有物理屏蔽及化學吸附作用，因此添加這種抗老劑后，瀝青的抗老化耐紫外線性能顯著提高。本發(fā)明還進一步對鈉基蒙脫石進行有機化改性，改性后的蒙脫石表面官能團化，氧化鈦在蒙脫石表面的分散性增強，氧化鈦的利用率提高，因此能提高瀝青的抗老化耐紫外線性能。本發(fā)明在制備瀝青過程中添加了丁腈橡膠-硅藻土復合物、抗老劑，有效提高了瀝青的耐紫外、抗老性能。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有瀝青抗老化、耐紫外線性能差的問題，提供一種抗老化耐紫外線瀝青，在瀝青制備過程中加入了丁腈橡膠-硅藻土復合物和蒙脫石-氧化鈦復合結構的抗老劑，提高了瀝青的高溫儲存性和抗老化、抗紫外線性能。本發(fā)明的提供了一種抗老化耐紫外線瀝青的制備方法。為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術方案：一種抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟，所述份均為重量份：(1)將100-200份丁苯橡膠、30-50份硅藻土、10-30份芳烴油加入密煉機中，在115-145℃密煉8-10min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為100-400rpm、溫度為100-145℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將70-100份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至130-160℃，加入5-15份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1-3份peg-6000，在3000-5000rpm攪拌1-2h，然后在1000-3000rpm攪拌30-60min，即得。一種抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟，所述份均為重量份：(1)將100-200份丁苯橡膠、30-50份硅藻土、10-30份芳烴油、5-14份木質纖維素加入密煉機中，在115-145℃密煉8-10min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為100-400rpm、溫度為100-145℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將70-100份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至130-160℃，加入5-15份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1-3份peg-6000，在3000-5000rpm攪拌1-2h，然后在1000-3000rpm攪拌30-60min，即得。一種抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟，所述份均為重量份：(1)將100-200份丁苯橡膠、30-50份硅藻土、10-30份芳烴油、5-14份木質纖維素加入密煉機中，在115-145℃密煉8-10min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為100-400轉/分、溫度為100-145℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將10-25份硫酸鈦加入到200-500份水中混合攪拌均勻，加入3-10份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2-5，加入20-30份鈉基蒙脫石攪拌混合均勻得到混合液，將混合液加熱到60℃，加入2-5份尿素，600rpm攪拌15-30min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在40℃真空干燥1-3h，得到抗老化劑；所述鈉基蒙脫石的制備方法如下：將50-80份的蒙脫石、2-4份碳酸鈉加入到500-1000份水中，在60-70℃、500-800rpm攪拌4-8h，1000-3000rpm離心40-60min，取離心后的沉淀物，用500份水洗滌，在80-100℃干燥2-5h，得到鈉基蒙脫石；(3)將70-100份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至130-160℃，加入5-15份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1-3份peg-6000、6-15份抗老化劑，在3000-5000rpm攪拌1-2h，然后在1000-3000rpm攪拌30-60min，即得。一種抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟，所述份均為重量份：(1)將100-200份丁苯橡膠、30-50份硅藻土、10-30份芳烴油、5-14份木質纖維素加入密煉機中，在115-145℃密煉8-10min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為100-400轉/分、溫度為100-145℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將10-25份硫酸鈦加入到200-500份水中混合攪拌均勻，加入3-10份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2-5，加入20-30份有機改性的鈉基蒙脫石攪拌混合均勻得到混合液，將混合液加熱到60℃，加入2-5份尿素，600rpm攪拌15-30min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在40℃真空干燥1-3h，得到抗老化劑；所述有機改性的鈉基蒙脫石的制備方法如下：將50-80份的蒙脫石、2-4份碳酸鈉加入到500-1000份水中，在60-70℃、500-800rpm攪拌4-8h，1000-3000rpm離心40-60min，取離心后的沉淀物，用500份水洗滌，在80-100℃干燥2-5h，得到鈉基蒙脫石，將全部的鈉基蒙脫石、100-150份有機改性劑、500-1000份水攪拌混合均勻，加入到球磨機中研磨1-2h，研磨后的混合物在1000-3000rpm離心40-60min，取離心后的沉淀物，用1000份水洗滌，在80-100℃干燥2-5h，得到有機改性的鈉基蒙脫石；(3)將70-100份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至130-160℃，加入5-15份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1-3份peg-6000、6-15份抗老化劑，在3000-5000rpm攪拌1-2h，然后在1000-3000rpm攪拌30-60min，即得。所述有機改性劑優(yōu)選為?；撬岷?或氨基三亞甲基膦酸。所述有機改性劑優(yōu)選為?；撬崤c氨基三亞甲基膦酸質量比為(1～3)：3的混合物。所述木質纖維素的用量優(yōu)選為11份。所述球磨機研磨的轉速優(yōu)選為450-550rpm。本發(fā)明還提供由上述方法制備得到的抗老化耐紫外線瀝青。本發(fā)明的抗老化耐紫外線瀝青，具有良好的高溫儲存穩(wěn)定性、抗老化和耐紫外性，在道路鋪裝領域有廣泛的應用前景，特別適合應用于紫外線照射量大的高海拔、低緯度地區(qū)。在符合本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可以任意組合，即得本發(fā)明各較佳實施例。具體實施方式下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。下述實施例中，所用主要原料及儀器如下：瀝青，浙江鎮(zhèn)海石化瀝青公司生產的重交通用瀝青ah-90，主要性能指標如下：軟化點46.5℃，針入度約90dmm(25℃，100g，5s)，延度>100cm(15℃，5cm/min)，粘度0.275pa·s(135℃，60rpm)。丁苯橡膠，中國石化有限公司生產的牌號為yh796的熱塑性丁苯橡膠。硅藻土，內蒙古化德硅藻土廠生產的硅藻土，粒徑20μm。芳烴油，采用山東隆盛達新材料新材料科技有限公司提供的70#芳烴油。木質纖維素，濟南特興化工有限公司生產的型號為b-300的木質纖維素。硫酸鈦，cas號：13693-11-3，上海新平精細化學品有限公司生產。葡萄糖酸鈉，cas號：527-07-1，上海庭若化工有限公司生產。蒙脫石，浙江豐虹粘土化工有限公司生產，粒徑300目。碳酸鈉，cas號：497-19-8，鄭州杰克斯化工有限公司生產。peg-6000，即聚乙二醇6000，江蘇省海安石油化工廠生產。?；撬?，cas號：107-35-7，南京草本源生物科技有限公司生產。氨基三亞甲基膦酸，cas號：6419-19-8，鄒平縣東方化工有限公司生產。球磨機，啟東市宏宏儀器設備廠生產的型號為keq-100的星式球磨機。高速剪切機，切可(上海)機械設備有限公司生產的型號為crs2000的高速剪切乳化機。雙螺桿擠出機，張家港市樂余豐事達機械廠生產的型號為sjsz5165的錐形雙螺桿擠出機。密煉機，上海盈北機械設備廠生產的密煉機。下述實施例中，所用測試方法及主要儀器如下：抗老化耐紫外線瀝青的分離度測試：按標準jtj052/t660執(zhí)行。將制備好的抗老化耐紫外線瀝青倒入一端封閉的長為10.3cm、直徑為3.5cm的鋁制容器中，將上口封住后，直立放入163℃的烘箱中保存48h。保持直立取出后立即冷卻至室溫。將其均分為上、中、下段，分別測上、下兩段瀝青的軟化點。計算上、下兩段瀝青的軟化點的差值，差值＝下段瀝青的軟化點-上段瀝青的軟化點，即代表分離度，差值的絕對值越小，表示瀝青的儲存穩(wěn)定性越好，越不易分離。若上、下段瀝青的軟化點差值的絕對值不超過2.5℃，則說明瀝青具有較好的儲存穩(wěn)定性?？估匣妥贤饩€瀝青的軟化點測試：按標準gb/t4507執(zhí)行。軟化點測試器為4202i型，上海第四石油機械廠生產?？估匣妥贤饩€瀝青的紫外加速老化測試：稱取50g抗老化耐紫外線瀝青樣品，放入內徑140mm、高9.5mm的平底圓盤中，形成約3.2mm厚的薄膜，在160℃保持5h進行熱老化，取熱老化后的瀝青樣品30g，倒入內徑為150mm、高度為9.5mm的平底圓盤中，瀝青膜厚約為2.0mm，將盛有瀝青樣品的平底圓盤放入紫外老化箱中。老化箱中采用直管形紫外線高壓汞燈作光源，紫外線的強度為800μw/cm2，高壓汞燈離樣品表面的距離為45cm，紫外老化箱內部溫度控制在60℃，老化時間為6天。對紫外加速老化后的瀝青樣品和未老化的瀝青樣品的軟化點和粘度進行測試。軟化點增量(℃)＝老化后的軟化點(℃)-未老化的軟化點(℃)。粘度老化指數(shù)＝(老化后的粘度-老化前的粘度)/老化前的粘度×100％。抗老化耐紫外線瀝青的粘度測試：按照sh/t0739-2003執(zhí)行，在brookfielddv-ⅱ+pro型布氏旋轉粘度計上進行，測試溫度為60℃。下面通過實施例的方式進一步說明本發(fā)明，如無特殊說明，所采用的份數(shù)均為重量份數(shù)。實施例1抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。實施例2抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油、5份木質纖維素加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。實施例3與實施例2基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例3中所述木質纖維素的用量為8份。實施例4與實施例2基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例4中所述木質纖維素的用量為11份。實施例5與實施例2基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例5中所述木質纖維素的用量為14份。實施例6抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油、11份木質纖維素加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將15份硫酸鈦加入到300份水中混合攪拌均勻，加入6份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2.5，加入25份鈉基蒙脫石攪拌混合均勻得到混合液，將混合液加熱到60℃，加入2.5份尿素，600rpm攪拌20min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在溫度為40℃、真空度為130pa真空干燥2h，得到抗老化劑；所述鈉基蒙脫石的制備方法如下：將50份的蒙脫石、3份碳酸鈉加入到500份水中，在60℃、500rpm攪拌5h，2000rpm離心40min，取離心后的沉淀物，用500份水洗滌，在80℃干燥3h，得到鈉基蒙脫石；(3)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000、7份抗老化劑，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。實施例7抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油、11份木質纖維素加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將15份硫酸鈦加入到300份水中混合攪拌均勻，加入6份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2.5，加入25份有機改性的鈉基蒙脫石攪拌混合均勻得到混合液，將混合液加熱到60℃，加入2.5份尿素，600rpm攪拌20min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在溫度為40℃、真空度為130pa真空干燥2h，得到抗老化劑；所述有機改性的鈉基蒙脫石的制備方法如下：將50份的蒙脫石、3份碳酸鈉加入到500份水中，在60℃、500rpm攪拌5h，2000rpm離心40min，取離心后的沉淀物，用500份水洗滌，在80℃干燥3h，得到鈉基蒙脫石，將全部的鈉基蒙脫石、120份有機改性劑、600份水攪拌混合均勻，加入到球磨機中以450rpm研磨1.5h，研磨后的混合物在2000rpm離心40min，取離心后的沉淀物，用1000份水洗滌，在80℃干燥3h，得到有機改性的鈉基蒙脫石；(3)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000、7份抗老化劑，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。所述有機改性劑為?；撬?。實施例8與實施例7基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例8中所述有機改性劑為氨基三亞甲基膦酸。實施例9與實施例7基本相同，區(qū)別僅在于：本實施例9中所述有機改性劑為?；撬岷桶被齺喖谆⑺岬幕旌衔?，牛磺酸和氨基三亞甲基膦酸的質量比為1:3。對比例1抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油、11份木質纖維素加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將15份硫酸鈦加入到300份水中混合攪拌均勻，加入6份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2.5，將混合液加熱到60℃，加入2.5份尿素，600rpm攪拌20min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在溫度為40℃、真空度為130pa真空干燥2h，得到抗老化劑；(3)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000、7份抗老化劑，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。對比例2抗老化耐紫外線瀝青的制備方法，包括以下步驟：(1)將120份丁苯橡膠、30份硅藻土、20份芳烴油、11份木質纖維素加入密煉機中，在135℃密煉8min，將密煉后的混合物放入雙螺桿擠出機中，控制雙螺桿擠出機的轉速為200rpm、溫度為135℃，熔融后進行擠出造粒，得到丁腈橡膠-硅藻土復合物；(2)將15份硫酸鈦加入到300份水中混合攪拌均勻，加入6份葡萄糖酸鈉混合攪拌均勻，用硫酸將ph值調節(jié)為2.5，將混合液加熱到60℃，加入2.5份尿素，600rpm攪拌20min，將沉淀過800目篩，用300份水洗滌沉淀，將沉淀在溫度為40℃、真空度為130pa真空干燥2h，得到抗老化劑；(4)將80份瀝青加入高速剪切機中，加熱瀝青至140℃，加入8份丁腈橡膠-硅藻土復合物、1.5份peg-6000、1.8份抗老化劑、5.2份鈉基蒙脫石，在4000rpm攪拌1h，然后在2000rpm攪拌40min，即得。所述鈉基蒙脫石的制備方法如下：將50份的蒙脫石、3份碳酸鈉加入到500份水中，在60℃、500rpm攪拌5h，2000rpm離心40min，取離心后的沉淀物，用500份水洗滌，在80℃干燥3h，得到鈉基蒙脫石。效果實施例1將本發(fā)明實施例1-5制備的抗老化耐紫外線瀝青進行分離度測試，測試結果見表1。表1：分離度測試結果表上段軟化點/℃下段軟化點/℃差值/℃實施例147.149.92.8實施例257.960.32.4實施例360.562.21.7實施例464.365.41.1實施例563.264.61.4分離度值越小，說明瀝青各相之間不易分離，儲存穩(wěn)定性好。與實施例1相比，實施例2-5在制備丁腈橡膠-硅藻土復合物時加入了木質纖維素，木質纖維素具有良好的親油性，加入木質纖維素提高了丁腈橡膠-硅藻土復合物與瀝青之間的相容性，使兩者不易分層、離析，因此與實施例1相比，實施例2-5制備的抗老化耐紫外線瀝青的儲存穩(wěn)定性提高。效果實施例2對本發(fā)明制備的抗老化耐紫外線瀝青進行抗紫外老化測試。測試結果見表2和表3。表2：紫外加速老化前后的軟化點測試結果表表3：紫外加速老化前后的粘度測試結果表與實施例4相比，實施例6的瀝青紫外加速老化前后軟化點增量和粘度老化指數(shù)顯著降低。實施例6以硫酸鈦為前驅體，尿素為沉淀劑，在鈉基蒙脫石表面及內部原位生成氧化鈦，制得抗老劑。原位生成的氧化鈦與鈉基蒙脫石的結合更緊密，結構更穩(wěn)定，在鈉基蒙脫石和氧化鈦形成的復合結構中，鈉基蒙脫石能阻隔氧對瀝青的老化，原位生成的氧化鈦對紫外線具有物理屏蔽及化學吸附作用，因此添加這種抗老劑后，瀝青的抗老化耐紫外線性能顯著提高。實施例7-8進一步對鈉基蒙脫石進行有機化改性，改性后的蒙脫石表面官能團化，氧化鈦在蒙脫石表面的分散性增強，氧化鈦的利用率提高，因此能提高瀝青的抗老化耐紫外線性能。以上詳細描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本
技術領域：
中技術人員依本發(fā)明的構思在現(xiàn)有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。當前第1頁12