CN100554334C - 一种改进硅藻土改性沥青材料性能的方法 - Google Patents

一种改进硅藻土改性沥青材料性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种改进硅藻土改性沥青材料性能的方法。将经过选矿提纯后的硅藻土在搅拌分散和加热条件下，加入表面改性剂进行表面改性；然后将表面改性后的硅藻土在加热条件下添加到沥青中，并进行搅拌混合。用本发明方法改性后的硅藻土加入沥青中，不仅可以改善硅藻土与沥青的作用，促进硅藻土在沥青中的良好分散，而且可以强化硅藻土改性沥青与集料的作用，防止与集料混合后硅藻土偏析现象的出现，并有效防止水的侵蚀，延长硅藻土改性沥青路面的使用寿命。

Description

一种改进硅藻土改性沥青材料性能的方法
1.技术领域
本发明涉及一种改进硅藻土改性沥青材料性能的方法，属于材料加工与交通运输领域。
2.背景技术
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，主要矿物成分是蛋白石及其变种，主要化学成分为SiO2，具有多孔、质轻、化学稳定性好、导热性差等特点。由于可以改善路面沥青材料的耐高温、耐磨、抗开裂以及路面强度等性能，近年来，硅藻土作为沥青材料的一种无机改性剂进行了一些研究，也有一些发明专利申请，如中国发明专利CN1339524(硅改沥青改性剂及其制备方法)、CN1400251A(硅藻土改性沥青)、CN1408773A(沥青混合料改性剂及其制备方法以及改性沥青混合料)、CN1548475A(硅藻土改性路面用混合料的生产方法)、CN1583847A(一种用于沥青砼酸性集料改性剂的沥青改性剂及其制备方法)，同时硅藻土改性沥青在高等级沥青路面中得到了一定程度的应用。但是，由于硅藻土为一种无机改性剂，沥青为有机物，因此直接在沥青中加入硅藻土，二者之间因相容性不好，不能很好的作用，导致硅藻土改性沥青在实际应用中不同程度地存在与沥青作用不强，在沥青和集料中分散不好，以及发生偏析等问题，影响硅藻土改性沥青的应用效果。
本发明的目的是针对目前硅藻土改性沥青制备技术存在的问题，提出一种可以改善硅藻土颗粒与沥青的相容性和提高硅藻土在沥青中的分散性及二者之间作用强度的方法。采用本发明方法制备的硅藻土改性沥青路面材料可以显著改善硅藻土改性沥青路面材料的耐低温和高温、强度、韧性和抗老化等性能。
3.发明内容
将经过选矿提纯后的硅藻土在搅拌分散和加热条件下，加入表面改性剂进行表面改性；然后将表面改性后的硅藻土在加热条件下添加到沥青中，进行搅拌混合。
其工艺步骤如下：
(1)硅藻土表面改性
将经过选矿提纯后的硅藻土在搅拌分散和一定温度条件下，加入表面改性剂进行表面改性；
(2)改性硅藻土与沥青混合
将表面改性后的硅藻土在加热条件下添加到沥青中，并进行搅拌混合。
以下为本发明的配方和主要工艺条件：
(1)硅藻土表面改性
①改性剂：甲基硅酸钠；
②用量：硅藻土质量的0.5％～5％；
③改性工艺条件：改性温度20～120℃；改性时间：10～60min；
(2)改性硅藻土与沥青混合
①改性硅藻土加入量：沥青质量的8％～25％；
②混合温度120～180℃；
③混合时间10～40min。
甲基硅酸钠是一种碱性有机硅产品，具有与硅藻土颗粒表面作用的硅酸基团和与沥青作用的烃基基团，因此，用本发明方法改性后的硅藻土加入沥青中，不仅可以改善硅藻土与沥青的作用，促进硅藻土在沥青中的良好分散，而且可以强化硅藻土改性沥青与集料的作用，防止与集料混合后硅藻土偏析现象的出现，从而进一步提高硅藻土改性沥青路面材料的性能；此外，甲基硅酸钠有良好的隔水作用，用其改性的硅藻土添加到沥青中制成的硅藻土改性沥青路面材料，可以有效防止水的侵蚀，延长硅藻土改性沥青路面的使用寿命。
5.具体实施方式
以下是本发明的实施例：
实施例一：
称取选矿提纯后的硅藻土200g置于1000mL三口烧瓶中，置于水浴锅中加热至70℃，边搅拌边滴加2g甲基硅酸钠，加完甲基硅酸钠后继续搅拌反应35min，即得表面改性好的硅藻土。
取韩国产AH-70号沥青500g于盛样皿中，置于加热板上，用搅拌机边加热边搅拌，升温至140℃后，缓缓加入用甲基硅酸钠改性好的硅藻土60g，然后继续搅拌20min，即得硅藻土改性沥青材料。采用国家标准方法检测这种硅藻土改性沥青材料的针入度、延度、软化点、当量软化点、粘弹性区间、抗老化以及与集料的粘附性等性能。
实施例二：
称取选矿提纯后的硅藻土2000g置于10L可控温反应罐中，加热至70℃，边搅拌边滴加20g甲基硅酸钠，加完甲基硅酸钠后继续搅拌反应30min，即得表面改性好的硅藻土。
取韩国产AH-70号沥青14000g于盛样桶中，置于加热板上，用搅拌机边加热边搅拌，升温至130℃后，缓缓加入用甲基硅酸钠改性好的硅藻土1700g，然后继续搅拌30min，即得硅藻土改性沥青材料。采用国家标准方法检测这种硅藻土改性沥青材料的针入度、延度、软化点、当量软化点、粘弹性区间、抗老化以及与集料的粘附性等性能。
表1为实施例所得产品的性能检测结果。表2为实施例二制取的硅藻土改性沥青的应用性能试验结果。
表1实施例样品的检测分析结果
  实施例   针入度(25℃)   针入度指数(PI)   延度(25℃)   软化点   当量软化点   粘弹性区间  抗老化(针入度比)
  1   55.2   -0.26   ＞100   50.3   53.7   67.8  73.4％
  2   58.7   -0.31   ＞100   50.5   53.6   66.9  71.6％
表2实施例二的应用性能试验结果
Figure C20061016762200051

Claims (1)

1、一种改性硅藻土改进沥青材料性能的方法，其特征在于其工艺步骤和工艺条件为：
(1)将经过选矿提纯后的硅藻土在搅拌分散和20～120℃温度的加热条件下加入甲基硅酸钠进行表面改性；甲基硅酸钠的用量为硅藻土质量的0.5％～5％，改性时间为10～60min；
(2)将(1)中所述表面改性后的硅藻土在120～180℃温度的加热条件下添加到沥青中进行搅拌混合；表面改性后的硅藻土的加入量为沥青质量的8％～25％，混合时间为10～40min。
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