[发明专利]一种耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料

说明书

技术领域：

本发明属于无机功能材料和耐紫外老化沥青的制备技术领域，特别涉及一种耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料，并将其应用于耐老化沥青的制备，以提高沥青的耐紫外老化性能。

技术背景：

沥青作为重要的建筑材料，被广泛用于道路建设、防水材料等领域。然而，沥青耐紫外老化能力较差，紫外老化易引起沥青分子结构的破坏，进而导致沥青路面产生裂缝、车辙、坑槽、剥落等病害，严重影响了沥青路面使用性能、服役寿命和道路安全；沥青防水材料在紫外线作用下变硬变脆，在冬季低温下难以适应屋面基层的冷缩而出现开裂，从而导致防水层破坏，致使屋面渗漏。因此，迫切需要提高沥青的耐紫外老化性能。

在橡胶和塑料等高分子材料中使用效果良好的各种稳定剂对沥青没有明显的抗老化效果，其原因在于沥青是由分子结构极为复杂的数千种有机化合物组成，其紫外光老化机理不同于一般有机高分子材料。

文献(涂娟，袁军，包传平，程健，道路沥青及改性沥青的紫外老化研究，石油沥青，2008，22(6)：43-47)报道了一种将热塑性丁苯橡胶(SBS)用于耐老化沥青的制备，结果表明SBS虽然能很大程度上改良沥青的性能，但改性沥青的抗紫外老化能力和道路沥青差不多，甚至比道路沥青抗紫外老化能力要差。

发明内容：

为解决上述现有技术中出现的问题，本发明提供一种耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料及其制备方法，该方法可对其粒径大小和层板厚度进行控制合成，本发明将合成的耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料应用于耐老化沥青的制备。

所述的耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料由镁铝双氢氧化物层板和层间碳酸根构成多级叠加的层状结构，属于阴离子型层状粘土，属六方晶系，具体的组成为：Mg_1-xAl_x(OH)₂(CO₃)_x/2·mH₂O，其中：下标x指金属元素的含量变化，0.2≤x≤0.33；m代表结晶水的数量，0≤m≤2。

所述的耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料在晶胞a、b轴方向的粒径大小即层板宽度为0.1～5μm，优选0.05～1μm；在晶胞c轴方向的晶粒厚度为0.012～0.250μm，其对应层数为10～200层，优选0.060～0.125μm，对应层数为50～100层。

耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料的制备方法一：将可溶性镁盐和可溶性铝盐按摩尔比为Mg²⁺/Al³⁺＝2～4的比例溶于去离子水中配成混合盐溶液，其中[Mg²⁺]＝0.1～2mol/L；按n(Na₂CO₃)/n(Al³⁺)＝1～3，n(NaOH)/[n(Mg²⁺)+n(Al³⁺)]＝1.8～2.5的比例，将NaOH和Na₂CO₃溶于去离子水中配成混合碱溶液，该混合碱溶液的体积为混合盐溶液体积的0.5～2倍，n(NaOH)、n(Mg²⁺)、n(Al³⁺)、n(Na₂CO₃)分别为NaOH、Mg²⁺、Al³⁺、Na₂CO₃的摩尔数；将混合盐溶液和混合碱溶液同时加入旋转液膜反应器中快速成核，得到的浆液在80～200℃水热条件下晶化0.1～72h，洗涤、干燥后得到耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料。

耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料的制备方法二：将方法一中混合盐溶液中Mg²⁺浓度调整为0.8～2mol/L时，短时间内可以通过爆发式共沉淀反应得到大量晶粒细小的晶核，在方法一中得到的浆液中加入模板剂正辛烷和十二烷基磺酸钠，正辛烷和十二烷基磺酸钠的加入量为浆液的固含物质量的0.1-5％，正辛烷和十二烷基磺酸钠的物质的量比例为0.5-2，然后在80～130℃晶化0.1～48h，其余条件与方法一相同，最终得到耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料在晶胞a、b轴方向的粒径大小为0.1～2μm、在晶胞c轴方向的晶粒厚度为0.012～0.12μm。