CN109438763A - 一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂及其制备方法 - Google Patents

一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂及其制备方法 Download PDF

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秦靖润
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Abstract

本发明公开了一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂及其制备方法。所述储存稳定剂按重量百分比包括如下组分：表面活性剂20％‑30％，稳定剂载体50％‑75％，抗氧化剂5％‑20％。通过本发明所研究出来的有机复合纳米粘土储存稳定剂，在掺量较少的情况下，可以使基质沥青和SBS有机地结合在一起，有效提升沥青的储存稳定性原材料简单易得，过程简单，操作方便，不仅能够大规模制备有机复合纳米粘土储存稳定剂，且所得复合型储存稳定剂可以用于提升各种沥青储存稳定性，具有良好的应用前景。

Description

一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂及 其制备方法
技术领域
本发明涉及一种改性沥青的储存稳定剂，具体涉及一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂及其制备方法。
背景技术
沥青作为一种重要的建筑材料，已被广泛应用于道路工程领域。截至2015年底，我国高速公路总里程已超过12万公里，位居世界第一，其中90％以上为沥青路面，道路沥青年消耗量近2000万吨。
石油沥青是混合物，含有较多的极性化合物，而一般聚合物属于非极性化合物。由于两者结构、性质上的较大差异导致在贮存过程中，聚合物由于质量较小，粘度较大，聚集在样品的顶部，而基础沥青则沉在下部，发生相分离现象。随着道路交通对沥青使用性能的要求不断提高，基质沥青的固有缺点制约其发展和应用，沥青改性技术应运而生。目前沥青改性剂的品种和改性方法很多，其中尤以SBS改性沥青的应用和发展速度最快，占全球沥青使用量之多。
但是，现有的SBS改性沥青虽然有些性能有所改善，但其稳定性还是不能满足高要求路面的需要。为了获得热储存稳定性好、能满足道路交通使用性能需要的改性沥青，必须加入改性沥青相容性稳定剂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂。通过本发明所研究出来的用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂，在掺量较少的情况下，可以使基质沥青和聚合物有机地结合在一起，有效提升沥青的储存稳定性。
本发明的另一个目的是提供一种上述改性沥青储存稳定剂的制备方法。该方法高效简便，操作简单。
为实现上述目的，本发明采用以下的技术方案。
一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂，所述储存稳定剂按重量百分比包括如下组分：表面活性剂20％-30％，稳定剂载体50％-75％，抗氧化剂5％-20％。
上述方案中，所述表面活性剂包括强极性表面活性剂和弱极性表面活性剂。
上述方案中，所述强极性表面活性剂为苄基季铵盐，弱极性表面活性剂为烷基季铵盐。
上述方案中，所述强极性表面活性剂与弱极性表面活性剂的摩尔比为3：7～7：3。
上述方案中，所述的稳定剂载体促进剂为Na基蒙脱土。
上述方案中，所述的抗氧化剂为油酸、亚油酸及棕榈酸以任意比例的共混物。
所述的用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
1)称取稳定剂载体，加入适量蒸馏水，在常温、200～300r/min转速的条件下搅拌，使得其均匀分散，得到搅拌均匀的稳定剂载体的分散液；
2)将步骤1)中搅拌均匀的稳定剂载体的分散液倒入容器中，置于恒温水箱中加热，使其温度达到75～85℃；
3)将表面活性剂缓慢滴入至步骤2)所述的分散液中，继续搅拌4-6h，自然静置至室温；
4)将步骤3)所得到的反应产物用真空泵抽滤，得到固体沉淀，将沉淀反复洗涤，抽滤，得到滤饼；
5)将步骤4)所得的滤饼烘干脱水，冷却至室温并研磨；
6)在50-60℃，将步骤5)得到的粉末与抗氧化剂均匀搅拌配制即可得到所述有机复合纳米粘土储存稳定剂。
上述方案中，步骤5)中是将滤饼在100-110℃的恒温干燥箱中烘干脱水。
上述方案中，步骤5)中研磨过200-300目筛。
上述方案中，步骤5)中烘干脱水后先将所得粉末置于微波装置中活化的步骤。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过本发明所研究出来的有机复合纳米粘土储存稳定剂，在掺量较少的情况下，可以使基质沥青和SBS有机地结合在一起，有效提升沥青的储存稳定性。
2、本发明基于表面活性剂及蒙脱土就可以制备出一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂，原材料简单易得，过程简单，操作方便，不仅能够大规模制备有机复合纳米粘土储存稳定剂，且所得复合型储存稳定剂可以用于提升各种沥青储存稳定性，具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面所述的实施例是为了进一步说明本发明的具体内容，聚合物使用星型SBS，本发明的适用范围不受具体实施例的影响，具体的实施方式可以根据本发明的技术方案和使用时的具体情况来确定。
实施例1
一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
1)称取5gNa基蒙脱土，加入适量蒸馏水，在常温、300r/min转速的条件下搅拌，使得其均匀分散；
2)将搅拌均匀的Na-MMT分散液倒入三口烧瓶当中，将三口烧瓶置于恒温水箱中加热；
3)称取强极性表面活性剂十六烷基二甲基苄基氯化铵1.386g和弱极性表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵0.924g混合配置成溶液(摩尔比为1:1)；
4)待烧瓶内MMT分散液温度达到80℃后，将事先配好的活性剂溶液缓慢滴入至三口烧瓶当中，在300r/min条件下继续搅拌6h，自然静置至室温生产白色絮状沉淀；
5)将反应产物用真空泵抽滤，得到固体沉淀，将沉淀反复洗涤，洗涤至硝酸银检验无沉淀为止，抽滤；
6)将所得滤饼放入105℃的恒温干燥箱中烘干脱水，然后将所得粉末置于微波装置中，在功率800W条件下活化150s后冷却至室温并研磨过200目；
7)在60℃，将步骤6)得到的粉末与抗氧化剂1g进行均匀搅拌配制即可得到储存稳定剂。
在本实施例中，抗氧化剂为任意比例的油酸、亚油酸、棕榈酸共混物。
2、改性沥青的制备
称取200g石油沥青，在1000r/min条件下剪切、加热至135℃，加入10g星型SBS和5g上述稳定剂，在此温度下以3000r/min高速剪切并升温至180℃，并在此温度下高速剪切1h，然后降温至160℃，匀速搅拌发育120min，即得到改性沥青产品。
3、SBS改性沥青产品性能测定
按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)进行改性沥青性能的测定，结果见表1和表2。
测试结果表明，相比于SBS改性沥青，添加稳定剂后，促进了SBS与基质沥青的相互作用，使SBS与沥青基体有更好的相容性，储存稳定性大大提高。
实施例2
与实施例1大致相同，不同点在于：十六烷基二甲基苄基氯化铵0.481g和十二烷基三甲基氯化铵0.748g(摩尔比为3:7)，抗氧化剂1.5g。
改性沥青的制备，制备方法同实施例1。
改性沥青性能测试，测试方法同实施例1，结果见表2。测试结果表明，相比于SBS改性沥青，添加稳定剂后，促进了SBS与基质沥青的相互作用，使SBS与沥青基体具有更好的相容性，储存稳定性大大提高。
实施例3
与实施例1大致相同，不同点在于：十六烷基二甲基苄基氯化铵0.8g和十二烷基三甲基氯化铵0.8g(摩尔比为4:6)，抗氧化剂1.2g。
改性沥青的制备，制备方法同实施例1。
改性沥青性能测试，测试方法同实施例1，结果见表2。测试结果表明，相比于SBS改性沥青，添加稳定剂后，促进了SBS与基质沥青的相互作用，使SBS与沥青基体有更好的相容性，储存稳定性大大提高。
表1未加稳定剂的SBS改性沥青性能
实验项目沥青种类 标准要求 实测结果 实验方法
针入度(0.1mm) 30～60 54 T0604
软化点(℃) ≥60 75.5 T0606
粘度(135℃，Pa·s) ≤3 1.24 T0619
储存稳定性，48h软化点差(℃) ≤2.5 2.54 T0661
表2添加稳定剂的SBS改性沥青性能
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂，其特征在于，所述储存稳定剂按重量百分比包括如下组分：表面活性剂20％-30％，稳定剂载体50％-75％，抗氧化剂5％-20％。
2.根据权利要求1所述的有机复合纳米粘土储存稳定剂，其特征在于，所述表面活性剂包括强极性表面活性剂和弱极性表面活性剂。
3.根据权利要求2所述的有机复合纳米粘土储存稳定剂，其特征在于，所述强极性表面活性剂为苄基季铵盐，弱极性表面活性剂为烷基季铵盐。
4.根据权利要求2或3所述的储存稳定剂，其特征在于，所述强极性表面活性剂与弱极性表面活性剂的摩尔比为3：7～7：3。
5.根据权利要求1所述的有机复合纳米粘土储存稳定剂，其特征在于，所述的稳定剂载体促进剂为Na基蒙脱土。
6.根据权利要求1所述的有机复合纳米粘土储存稳定剂，其特征在于，所述的抗氧化剂为油酸、亚油酸及棕榈酸以任意比例的共混物。
7.根据权利要求1所述的用于聚合物改性沥青的有机复合纳米粘土储存稳定剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)称取稳定剂载体，加入适量蒸馏水，在常温、200～300r/min转速的条件下搅拌，使得其均匀分散，得到搅拌均匀的稳定剂载体的分散液；
2)将步骤1)中搅拌均匀的稳定剂载体的分散液倒入容器中，置于恒温水箱中加热，使其温度达到75～85℃；
3)将表面活性剂缓慢滴入至步骤2)所述的分散液中，继续搅拌4-6h，自然静置至室温；
4)将步骤3)所得到的反应产物用真空泵抽滤，得到固体沉淀，将沉淀反复洗涤，抽滤，得到滤饼；
5)将步骤4)所得的滤饼烘干脱水，冷却至室温并研磨；
6)在50-60℃，将步骤5)得到的粉末与抗氧化剂均匀搅拌配制即可得到所述有机复合纳米粘土储存稳定剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中是将滤饼在100-110℃的恒温干燥箱中烘干脱水。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中研磨过200-300目筛。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤5)中烘干脱水后先将所得粉末置于微波装置中活化的步骤。
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