[发明专利]纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂的制备方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：

(1)将层状硅酸盐通过去离子水对其进行粗洗，粗洗抽滤后再加入无水乙醇进行精洗除杂，然后将所得样品抽滤、干燥至恒重，得到纯化干燥后的层状硅酸盐；

(2)将步骤(1)所述纯化干燥后的层状硅酸盐分散于适量去离子水中，通过搅拌形成悬浮液，分别向所述悬浮液中加入浓盐酸与氯化钠，得到混合液1；然后将所得混合液1置于60～70℃恒温水浴锅中均匀搅拌反应2～4h，反应结束后，将所得产物抽滤，干燥至恒重，最后研磨过筛，即得酸化钠化层状硅酸盐；

(3)将锌盐溶于适量去离子水中，形成浓度为0.1～0.5mol/L的锌盐溶液；分别按配比向所述锌盐溶液中加入步骤(2)所得酸化钠化层状硅酸盐和表面活性剂，得到混合液2；将所述混合液2超声处理15～30min后加入沉淀剂，得到混合液3；将所述混合液3置于90℃恒温水浴环境下均匀搅拌2～3h，搅拌结束后，抽滤，干燥至恒重，即得负载了纳米ZnO前驱体的层状硅酸盐产物；

所述锌盐为氯化锌、乙酸锌、硝酸锌、硫酸锌中的任一种；所述表面活性剂为无水乙醇；所述沉淀剂为尿素、碳酸铵中的任一种；

所述混合液2中，锌离子与酸化钠化层状硅酸盐的用量比为20～100mmol/g，锌离子与表面活性剂的摩尔比为1:1；所述混合液3中，沉淀剂与锌离子摩尔比为3:1；

(4)将步骤(3)所述负载了纳米ZnO前驱体的层状硅酸盐产物放入马弗炉中在350～450℃温度环境下煅烧3～4h，最后研磨过筛，即得负载了纳米ZnO的层状硅酸盐产物；

(5)将步骤(4)所述负载了纳米ZnO的层状硅酸盐产物分散于去离子水中，加入有机插层剂后，在80℃的水浴环境下均匀搅拌反应2～3h，反应结束后，抽滤，干燥至恒重，最后研磨过筛，即得纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂；所述有机插层剂为十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵中的任一种。

2.根据权利要求1所述的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述层状硅酸盐为膨胀蛭石、蒙脱石或累托石中的任一种，所述层状硅酸盐的平均粒度为20～80μm。

3.权利要求1或2所述的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂的制备方法制备得到的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂。

4.权利要求1或2任一项所述方法制备得到的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂的应用，其特征在于：用于制备改性沥青。

5.一种纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性沥青的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

将80.7～99.0质量份沥青在140～160℃环境下加热至熔融态后，加入0～14.5质量份的聚合物改性剂与1.0～4.8质量份纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂，初步搅拌均匀后，放入油浴锅，开动高速剪切机，以3000～4000rpm转速剪切1～2h，之后，用机械搅拌器以2000～3000rpm转速搅拌1.5～2.5h，使所述聚合物改性剂与纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂在沥青中均匀分散，最终得到纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性沥青；其中：所述纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性剂是权利要求1或2所述方法制备得到的。

6.根据权利要求5所述的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性沥青的制备方法，其特征在于：所述聚合物改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS、丁苯橡胶SBR、废胶粉或高粘高弹磷酸三苯酯TPS改性剂的任一种。

7.根据权利要求5所述的纳米ZnO/层状硅酸盐纳米复合改性沥青的制备方法，其特征在于：所述沥青为道路石油沥青，软化点为45～55℃，25℃下测得的针入度为61～81dmm。