[发明专利]一种纳米改性沥青的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产工艺，具体涉及一种纳米改性沥青的生产工艺；属于材料改性技术领域。

背景技术

沥青是一种热塑性材料，主要被用作道路的表面铺设材料，具有高温变软和低温变脆的性质。而随着全球气候变暖，夏季路面温度常高达五六十摄氏度，导致沥青在夏季会存在泛油和软化等问题，冬天出现变硬和开裂等问题，同时也伴有雨水下渗和容易老化的缺陷。

申请号为201210298013.2的发明专利公开了一种绿层硅铈钛矿材料改性沥青及其制备方法，利用绿层硅铈钛矿材料的优异性能，提高了沥青的耐高、低温性能和抗老化性能，但是，在制备中采用的硅铈钛矿材料成本较高，不利于工业上规模化推广应用。

鉴于上述原因，有必要对沥青进行改性，以提高其综合性能。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纳米改性沥青的生产工艺，该工艺得到的沥青具有更好的耐高温和抗老化性能。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种纳米改性沥青的生产工艺，包括如下步骤：

S1、将纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物超声分散于溶剂中，再向其中加入纳米Si粉，并在60-80℃下向反应器中逐滴滴加偶联剂，持续反应6-12h后过滤，烘干得到改性纳米粒子TiO₂-Si-ZnO；

S2、按重量份计，将100份石油沥青、30-45份改性纳米粒子、5-15份复合相容剂、5-10份丁苯橡胶乳胶及1-3份稳定剂，于150-175℃下剪切研磨30-60min，即得纳米改性沥青。

优选地，前述步骤S1中，溶剂为去离子水或者乙醇。

更优选地，前述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂及铝酸酯偶联剂中的一种或多种。

再优选地，前述复合相容剂由以下方法制得：按重量份计，称取40-60份烷基苯磺酸钠和20-40份非离子表面活性剂，加入到100份溶剂油中，加热至100℃，混合搅拌均匀，即得到复合相容剂。

进一步优选地，前述非离子表面活性剂为AEO-9。

更进一步优选地，前述改性纳米粒子的平均粒径为120-200nm。

本发明的有益之处在于：本发明的生产工艺得到的纳米改性沥青软化点提高至60℃以上，相较于未经改进的石油沥青得到了显著提高，而且复合相容剂对于纳米改性沥青的性能优化也是至关重要的；改性后的沥青TFOT质量变化均小于±0.3％，说明其抗老化性能明显增强。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。

本发明中无特殊说明，所有原料均为市购。

实施例1

本实施例的纳米改性沥青的生产工艺，包括如下步骤：

S1、将纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物超声分散于溶剂中，再向其中加入纳米Si粉，并在80℃下向反应器中逐滴滴加偶联剂，持续反应12h后过滤，烘干得到改性纳米粒子TiO₂-Si-ZnO，改性纳米粒子的平均粒径为120-200nm；

S2、按重量份计，将100份石油沥青、45份改性纳米粒子、15份复合相容剂、10份丁苯橡胶乳胶及3份稳定剂，于175℃下剪切研磨60min，即得纳米改性沥青。

其中，溶剂为去离子水；偶联剂为硅烷偶联剂。

需要特别说明的是，复合相容剂由以下方法制得：按重量份计，称取60份烷基苯磺酸钠和40份非离子表面活性剂AEO-9，加入到100份溶剂油中，加热至100℃，混合搅拌均匀，即得。

实施例2

本实施例的纳米改性沥青的生产工艺，包括如下步骤：

S1、将纳米二氧化钛和纳米氧化锌的混合物超声分散于溶剂中，再向其中加入纳米Si粉，并在60℃下向反应器中逐滴滴加偶联剂，持续反应6h后过滤，烘干得到改性纳米粒子TiO₂-Si-ZnO，改性纳米粒子的平均粒径为120nm；

S2、按重量份计，将100份石油沥青、30份改性纳米粒子、5份复合相容剂、5份丁苯橡胶乳胶及1份稳定剂，于150℃下剪切研磨30min，即得纳米改性沥青。

其中，溶剂为去离子乙醇；偶联剂为硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂。

需要特别说明的是，复合相容剂由以下方法制得：按重量份计，称取40份烷基苯磺酸钠和20份非离子表面活性剂AEO-9，加入到100份溶剂油中，加热至100℃，混合搅拌均匀，即得。

实施例3