CN106046811B - 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青 - Google Patents

一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青 Download PDF

Info

Publication number
CN106046811B
CN106046811B CN201610363638.0A CN201610363638A CN106046811B CN 106046811 B CN106046811 B CN 106046811B CN 201610363638 A CN201610363638 A CN 201610363638A CN 106046811 B CN106046811 B CN 106046811B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pitch
modified pitch
ultraviolet
bauxite
ultraviolet ageing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610363638.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106046811A (zh
Inventor
何锐
陈骞
郑睢宁
牛冬瑜
马晓燕
黄鑫
陈华鑫
王振军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN201610363638.0A priority Critical patent/CN106046811B/zh
Publication of CN106046811A publication Critical patent/CN106046811A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106046811B publication Critical patent/CN106046811B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L95/00—Compositions of bituminous materials, e.g. asphalt, tar, pitch
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明提供了一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为74.8％～76.9％，黑曜岩为9.8％～13.6％，铝矾土为5.2％～7.6％，氢化蓖麻油为3.0％～4.0％，铝锆偶联剂为2.0％～3.2％，原料的重量百分数之和为100％。本发明经过大量的研究和试验，结果表明，将本发明生产的改性沥青应用于沥青路面的铺设，可显著提高路面的抗紫外老化能力，降低活性基团的裂解速度，抑制紫外线对沥青的老化作用，维持其路用性能，防止沥青路面使用后期因变脆变硬而产生的开裂现象，延长路面的养护周期及使用寿命。

Description

一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青
技术领域
本发明涉及道路材料技术领域，涉及改性沥青，具体涉及一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青。
背景技术
沥青路面由于具有施工和维修方便，行车稳定性好等优势在各等级公路都得到大规模的推广，逐步发展成为我国公路主要结构形式。但沥青是一种复杂的高分子复合材料，在长期的使用过程中，由于受到环境因素与行车荷载等人为因素的影响，会导致沥青老化变硬，高低温性能显著下降，大幅缩短路面的使用寿命。在复杂的环境因素中，空气、水和紫外线对沥青老化的影响很大，目前国内外对空气、水导致沥青老化的机理及防治措施进行了广泛的研究，对沥青紫外老化的研究还在进一步深入。
为改善沥青的使用性能，目前国内外普遍通过SBS、SBR等高分子聚合材料对沥青进行改性，以延长沥青路面的使用寿命。但高分子材料在紫外线照射下自身也会产生裂解，导致性能衰退，所以对沥青紫外老化的抑制作用并不明显，在长期太阳辐射作用下，导致沥青路面变脆变硬；在行车荷载和环境因素的作用下，容易产生开裂、剥落和松散等现象，在高海拔及温度较低的地区，这种现象会更加普遍。聚合物改性沥青虽然大幅提高了沥青路面的造价，却依然无法有效解决沥青紫外老化问题，无法显著提高使用后期沥青路面的低温抗裂性能。基于此，本发明将提供一种经济实用的沥青改性剂，大幅提高其抗紫外老化性能。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，延缓沥青老化，保证沥青路面使用后期的高低温性能，提高沥青路面的使用寿命。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，制备所述的改性沥青包括以下原料：基质沥青、氢化蓖麻油和铝锆偶联剂，还包括黑曜岩和铝矾土。
本发明还具有如下区别技术特征：
以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为74.8％～76.9％，黑曜岩为9.8％～13.6％，铝矾土为5.2％～7.6％，氢化蓖麻油为3.0％～4.0％，铝锆偶联剂为2.0％～3.2％，原料的重量百分数之和为100％。
以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为74.8％，黑曜岩为13.6％，铝矾土为5.2％，氢化蓖麻油为3.2％，铝锆偶联剂为3.2％。
所述的黑曜岩的细度为600目、2000目或5000目。
所述铝矾土的细度为600目、2000目或5000目。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)黑曜岩具有化学稳定性强、导热系数低、吸湿性小等特点，铝矾土具有膨胀系数小、耐火度高、化学稳定性好等优势。将这二者混合后加入沥青中，可大幅提高沥青材料的化学稳定性，降低异构化、脱烷和裂解等化学反应的速度，延缓轻质组分的挥发和沥青质缔合结构增大，改善其在温度变化下引起的体积变形，提高抗裂性能。
(Ⅱ)本发明方法提出先将氢化蓖麻油、铝锆偶联剂、黑曜岩和铝矾土混合，这保证了黑曜岩和铝矾土能够充分分散均匀，并使氢化蓖麻油和铝锆偶联剂对黑曜岩和铝矾土充分的渗透，在后续与沥青混合过程中可保证黑曜岩和铝矾土与沥青的充分溶胀与界面结合。
(Ⅲ)本发明所用到的黑曜岩和铝矾土改性材料均为天然的无机矿物材料，在加热过程中不会释放有毒气体，性能稳定，并且矿物资源丰富，加工工艺方便。
(Ⅳ)本发明经过大量的研究和试验，结果表明，将本发明生产的改性沥青应用于沥青路面的铺设，可显著提高路面的抗紫外老化能力，降低活性基团的裂解速度，抑制紫外线对沥青的老化作用，维持其路用性能，防止沥青路面使用后期因变脆变硬而产生的开裂现象，延长路面的养护周期及使用寿命。
以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
对比例1：SBR改性沥青
本对比例给出一种SBR改性沥青，低温延展性突出的高分子聚合物改性沥青，向90#基质沥青中加入重量为90#基质沥青重量4％的SBR制备的SBR改性沥青，直接由厂家提供。
本对比例的沥青性能测试结果见表1。
对比例2：SBS改性沥青
本对比例给出一种SBS改性沥青，抗老化性能优异的高分子聚合物改性沥青，向90#基质沥青中加入重量为90#基质沥青重量4％的SBS制备的SBS改性沥青，直接由厂家提供。
本对比例的沥青性能测试结果见表1。
对比例3：黑曜岩改性沥青
本对比例给出一种铝矾土改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：90#基质沥青88％，黑曜岩(2000目)12％。
本对比例的沥青性能测试结果见表1。
对比例4：铝矾土改性沥青
本对比例给出一种铝矾土改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：90#基质沥青93.5％，铝矾土(2000目)6.5％。
本对比例的沥青性能测试结果见表1。
实施例1：高抗紫外老化的改性沥青
本实施例给出一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为75.4％，黑曜岩为11.2％，铝矾土为6.9％，氢化蓖麻油为4.0％，铝锆偶联剂为2.5％。
上述基质沥青采用90#基质沥青，可由其他型号沥青替代。
上述黑曜岩与铝矾土均采用2000目，也可用其他合适目数替代，如600目或5000目。
如上所述的具有高抗紫外老化功能的改性沥青的制备方法包括以下步骤：
步骤1，按原料比例称取基质沥青，黑曜岩，铝矾土，氢化蓖麻油和铝锆偶联剂，备用。
步骤2，将称得的氢化蓖麻油和铝锆偶联剂倒入容器中，均匀搅拌10min，得到溶液A，备用。
步骤3，将步骤1所得的黑曜岩粉末与铝矾土粉末加入步骤2所得溶液A中，均匀搅拌10min，然后静置2小时，制得复合改性剂B。
步骤4，将步骤1所得的基质沥青加热到150±5℃，将步骤3所得的复合改性剂B加入到熔融态的基质沥青中，采用高速剪切仪以500rpm的转速搅拌5min，再以3000rpm的转速搅拌40min，即可得到高抗紫外老化的改性沥青。
本实施例中的具有高抗紫外老化功能的改性沥青性能测试结果见表1。
实施例2：高抗紫外老化的改性沥青
本实施例给出一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为76.9％，黑曜岩为9.8％，铝矾土为7.6％，氢化蓖麻油为3.7％，铝锆偶联剂为2.0％。
本实施例对原料的要求和制备方法与实施例1相同。
本实施例的具有高抗紫外老化功能的改性沥青性能测试结果见表1。
实施例3：高抗紫外老化的改性沥青
本实施例给出一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为76.5％，黑曜岩为11.8％，铝矾土为6.1％，氢化蓖麻油为3.0％，铝锆偶联剂为2.6％。
本实施例对原料的要求和制备方法与实施例1相同。
本实施例的具有高抗紫外老化功能的改性沥青性能测试结果见表1。
实施例4：高抗紫外老化的改性沥青
本实施例给出一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为74.8％，黑曜岩为13.6％，铝矾土为5.2％，氢化蓖麻油为3.2％，铝锆偶联剂为3.2％。
本实施例对原料的要求和制备方法与实施例1相同。
本实施例的具有高抗紫外老化功能的改性沥青性能测试结果见表1。
改性沥青性能测试：
下面对对比例1～4的样品和实施例1～4的样品进行性能测试。
测试试验包括薄膜烘箱老化试验、紫外老化试验、老化前后沥青针入度、软化点、延度(低温延度，取5℃)及135℃运动粘度等指标，具体参照JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》。老化时，先将沥青试样进行薄膜烘箱老化试验，然后将其放置在人工强紫外线光源环境箱内，控制人工强紫外线光源环境箱内的温度(60℃±2℃)；控制人工强紫外线光源环境箱每日紫外辐射总时间为16h(5:00～21:00)，间隔时间为8h，连续照射10天。
如表1所示，是本发明的实施例样品和对比样品紫外老化前后，针入度、软化点、低温延度及粘度测试结果。从表1可以看出对比例1(SBR改性沥青)在经历了10天室内外紫外老化后，各项指标均有明显变化，其中低温延度骤减，沥青老化变硬严重，低温延展性显著下降，已明显不符合沥青路面使用要求；对比例2(SBS改性沥青)老化前后各项指标较对比例1稳定，但延度、针入度同样下降明显，沥青老化程度较高；从对比例3(黑曜岩改性沥青)和对比例4(铝矾土改性沥青)老化前后性能参数来看，黑曜岩及铝矾土单独对沥青改性的效果不佳，抗紫外老化能力没有显著提高，并且老化后粘度明显超出规范要求。而本发明4个实施例的样品和对比例1～4相比，在黑曜岩和铝矾土两种改性剂的共同作用下，沥青的抗紫外老化能力显著提高，经10天紫外老化后，各项指标变化幅度相对较小，依然具有较高的使用效能，可保证沥青路面使用后期的高低温性能，提高沥青路面的使用寿命。在对材料抗紫外老化性能要求较高的高海拔、紫外线强度大的地区具有较强的技术优势。
表1实施例样品和对比例样品紫外老化前后沥青各项指标测试结果

Claims (1)

1.一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青，其特征在于：以重量分数计，由以下原料组成：基质沥青为74.8％，黑曜岩为13.6％，铝矾土为5.2％，氢化蓖麻油为3.2％，铝锆偶联剂为3.2％；
所述的黑曜岩的细度为600目、2000目或5000目；
所述铝矾土的细度为600目、2000目或5000目。
CN201610363638.0A 2016-05-27 2016-05-27 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青 Expired - Fee Related CN106046811B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610363638.0A CN106046811B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610363638.0A CN106046811B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106046811A CN106046811A (zh) 2016-10-26
CN106046811B true CN106046811B (zh) 2017-05-31

Family

ID=57175927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610363638.0A Expired - Fee Related CN106046811B (zh) 2016-05-27 2016-05-27 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106046811B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108395717B (zh) * 2017-02-07 2020-08-04 中国石油化工股份有限公司 一种抗紫外老化改性沥青及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103073235A (zh) * 2012-12-28 2013-05-01 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 一种用于严寒地区板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆
CN103468143A (zh) * 2013-08-16 2013-12-25 安徽快来防水防腐有限公司 一种聚合物沥青防水涂料
CN103774517A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种添加再生剂的沥青路面再生方法
CN105330925A (zh) * 2015-12-09 2016-02-17 广西远景资源再生股份有限公司 一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法
CN105482473A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 青岛宏宇环保空调设备有限公司 一种耐候性好的复合改性沥青

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103774517A (zh) * 2012-10-25 2014-05-07 中国石油化工股份有限公司 一种添加再生剂的沥青路面再生方法
CN103073235A (zh) * 2012-12-28 2013-05-01 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 一种用于严寒地区板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆
CN103468143A (zh) * 2013-08-16 2013-12-25 安徽快来防水防腐有限公司 一种聚合物沥青防水涂料
CN105330925A (zh) * 2015-12-09 2016-02-17 广西远景资源再生股份有限公司 一种非固化橡胶沥青防水涂料专用橡胶粉及其制备方法
CN105482473A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 青岛宏宇环保空调设备有限公司 一种耐候性好的复合改性沥青

Also Published As

Publication number Publication date
CN106046811A (zh) 2016-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104725883B (zh) 一种基于橡胶颗粒表面改性的高粘高弹沥青、sma沥青混合料及其制备方法
CN110171942B (zh) 一种湿固化反应型沥青路面冷补料及其制备方法
CN105331330A (zh) 耐紫外沥青路面裂缝灌缝胶及其制备方法
US20200308052A1 (en) Plant mix warm regenerated asphalt mixture and preparation method therefor
CN106009719A (zh) 厂拌温热再生沥青混合料及其制备方法
CN104058638B (zh) 一种沥青混合料
Jiang et al. Experimental study on materials composition design and mixture performance of water-retentive asphalt concrete
CN104072023A (zh) 一种沥青混合料路面
CN106396502A (zh) 一种发泡温拌再生沥青混合料及其制备方法
CN107936595A (zh) 一种改性沥青材料及其制备方法
Hassan et al. Influence of bentonite additive on bitumen and asphalt mixture properties
CN108483999B (zh) 一种彩色透水路面沥青混合料及其制备和应用
CN106065558A (zh) 一种布敦岩沥青改性沥青混合料加热拌和制作工艺
Wang et al. Enhancing self-healing properties of microcrack on aged asphalt incorporating with microcapsules encapsulating rejuvenator
CN108191300A (zh) 一种耐紫外老化超薄磨耗层及其制备方法
CN103739872B (zh) 一种废旧sbs改性沥青再生利用方法
CN110396300A (zh) 一种纳米复合改性沥青及其制备方法
CN106336673B (zh) 一种生物油复配纳米硅藻土改性沥青及其制备方法
CN106118100B (zh) 一种橡胶沥青用稳定剂及利用其稳定改性橡胶沥青的方法
CN114685088A (zh) 一种道路用复合相变微胶囊制备方法
Liu et al. Preparation of a heat insulation bonding layer for roads and its heat insulation effect
CN109160787B (zh) 一种多孔透水性环保型稀释沥青冷补料及其制备方法
CN106046811B (zh) 一种具有高抗紫外老化功能的改性沥青
CN110387130A (zh) 一种胶粉沥青混合料的制备方法
CN117050540A (zh) 一种基于纤维增强的轻质化层位功能沥青及其制备工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170531

Termination date: 20180527

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee