[发明专利]一种改性沥青混合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于沥青混合料技术领域，具体涉及一种改性沥青混合料及其制备方法。

背景技术

沥青路面以其优良的路用性能已经成为各国高等级公路的首选路面类型。然而，沥青是一种有机材料，极易受到高温和紫外光辐射的影响而发生热氧和光氧老化，使沥青变硬变脆，导致沥青路面产生裂缝、车辙、坑槽、剥落等病害，这些病害严重影响了沥青的路用性能和使用寿命。

为了减少路面的早期损坏，研究者一直以来在开发和设计新的材料和路面结构，例如采用高聚物改性、物理改性和工艺改性等改性措施可以解决沥青结合料的低温开裂、疲劳开裂、温度稳定性及老化等问题。

层状硅酸盐可以赋予聚合物良好的热稳定性、阻燃性、阻隔性、导电性和可控的热膨胀性等，已成为聚合物高性能化和功能化的主要手段。近些年来蒙脱土(MMT)改性沥青也已受到国内外的广泛关注，研究表明MMT对沥青的物理性能、流变性能和抗老化性能有良好的改善效果。从而能很好地改善沥青混合料的抗老化、开裂、温度稳定性等性能。另外，蒙脱土又具有阻燃性和抑烟性能，能很好地减少热拌热铺沥青混合料中沥青烟的产生，具有减排环保的功效。如中国专利CN101525492A公开了一种层状硅酸盐纳米沥青改性剂，CN101817982A公开了一种纳米有机化蒙脱土和SBS改性沥青。但是采用这些方法制备的有机化蒙脱土改性剂都需要在较高的剪切速率及较长的剪切时间下，才能使蒙脱土充分均匀分散在沥青中，而且当有机化蒙脱土加入量增大的时候，很难形成稳定的剥离型蒙脱土结构。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种改性沥青混合料。本发明的另一目的在于进一步提高蒙脱土表面的强极性，从而提高蒙脱土无机粉体颗粒在沥青中的分散性和均匀性。最终提供一种能改善沥青老化性能和温度稳定性能的环保型改性沥青混合料。

本发明提供一种改性沥青混合料，按重量份计包括：

矿料：100份

沥青：3～6份

有机化蒙脱土：0.05～1份

本发明中，有机化蒙脱土是表面包覆多聚磷酸胺盐的具有核-壳结构的有机无机复合材料。即以蒙脱土、多聚磷酸（PPA）和胺类化合物为原料，通过对微米级蒙脱土颗粒表面改性和包覆多聚磷酸胺盐制备的具有核-壳结构的有机化蒙脱土道路沥青改性剂。其中各物质的重量含量为：

蒙脱土：10%～25%

多聚磷酸：20%～40%

胺类：35%～55%

所述的蒙脱土颗粒为微米级层状硅酸盐，蒙脱石含量大于96%。其粒径优选为5um至20um。其中所述的多聚磷酸的聚合度小于1000。

本发明中，胺类化合物可以是十二胺、十六胺、十八胺、乙二胺、仲丁胺、三辛胺、丙酰胺、丁酰胺、环己胺、对苯二胺等中的一种或多种。

本发明还提供了一种制备上述改性沥青混合料的方法，该方法包括以下步骤：

（1）制备有机化蒙脱土；

（2）将步骤（1）所制得的有机化蒙脱土加入到沥青中，剪切得到有机化蒙脱土改性沥青；

（3）将步骤（1）中所得的有机化蒙脱土改性沥青与矿料一起拌合，得到本发明的改性沥青混合料。

步骤（1）所述有机化蒙脱土的制备方法包括：

（1）在高速搅拌的条件下（1000～1500r/min），将蒙脱土迅速加入多聚磷酸乙醇溶液，持续搅拌如至少20min，优选25min-60min，抽滤。

（2）将步骤（1）中滤饼加入胺类乙醇溶液，加料完成后再搅拌30min～80min，抽滤。

（3）洗涤、真空干燥，最后得到颗粒状有机化蒙脱土。

步骤（2）将有机化蒙脱土加入到沥青中，所述沥青的温度为120℃～160℃，所述剪切为用高速剪切机在1000～3000r/min下剪切10min～40min。其中有机化蒙脱土和沥青添加量为：基础沥青3～6份；有机化蒙脱土0.05～1份。

步骤（3）中所述拌合为将加热至170℃～190℃的矿料投入拌合锅中拌合90s～100s。

本发明还提供了另一种制备本发明改性沥青混合料的方法，该方法包括以下步骤：

（1）制备有机化蒙脱土；

（2）将矿料中的集料加热至170℃～190℃，将沥青加热至140℃～170℃，然后将加热的沥青和集料投入拌合锅中拌合90s～100s。