CN112778781A - 一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 - Google Patents
一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112778781A CN112778781A CN202110103158.1A CN202110103158A CN112778781A CN 112778781 A CN112778781 A CN 112778781A CN 202110103158 A CN202110103158 A CN 202110103158A CN 112778781 A CN112778781 A CN 112778781A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- stirring
- emulsified asphalt
- preparing
- asphalt
- 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.)
- Pending
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
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/08—Polyhydrazides; Polytriazoles; Polyaminotriazoles; Polyoxadiazoles
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Epoxy Resins (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法。S1.配制盐酸、亚硝酸钠的混合溶液,加入邻硝基氯苯胺、尿酸搅拌,得重氮盐;S2.将重氮盐置于乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值搅拌,加入对苯二酚,得物料A;S3.向物料A中加入二氧化硫脲,搅拌,得共聚物单体;S4.将苯胺加入到盐酸溶液中搅拌,再依次加入乳化剂、过硫酸铵、增韧剂、固化剂、水性环氧树脂,加入共聚单体、基质沥青,乳化,得到乳化沥青。本发明制得的乳化沥青混合料导电性好,稳定性高,同时还具有优异的耐紫外老化作用,工艺流程温和,反应原理简单,非常适合工业化生产以及市场的推广应用,可大大延长沥青材料使用受用寿命,经济价值和实用性极高。
Description
技术领域
本发明涉及乳化沥青技术领域,具体为一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法。
背景技术
沥青具有优异的防潮、防水、防腐性能,被广泛应用于我国高级公路、跨江桥梁、机场跑道等方面。常规沥青电阻率较高,限制其在冬季路面融雪、安全监测、只能管理方面的应用。为了提高沥青材料的导电性能,人们通常会在沥青混合料中添加金属粉末、碳纤维、石墨粉等材料,但是这类导电材料表面缺少活性官能团,与沥青混合料的相容性较差,对提高沥青混合料的导电性能有限,并且造价高昂,难以实现其推广使用。
聚苯胺是一种具有优异光电性能和导电性能的高分子化合物,将其引入到沥青混合料中可以显著改善沥青混合料的导电性能,大大降低导电沥青混合料的制造成本,但是聚苯胺与沥青混合料之间存在相容性不足的问题,在乳化沥青静置过程中,很容易出现分层现象,影响乳化沥青混合料的稳定性及其他综合性能,因此,提高聚苯胺材料与沥青混合料之间的相容性是我们亟需解决的问题。
目前市面上的普通沥青还存在防老化性能较差的问题,普通沥青材料长期在太阳光作用下容易发生老化,在车辆载荷的协同作用下,极易产生裂缝,大大缩短沥青路面的使用寿命。为提高沥青的抗老化能力,延长其使用寿命,人们通常会选择在沥青混合料中添加抗紫外线剂。常用的抗紫外线剂主要有无机抗紫外线剂和有机抗紫外线剂两种。无机抗紫外线剂主要为纳米氧化锌、纳米二氧化钛等无机纳米粒子,这些纳米粒子与沥青混合料也存在相容性较差的问题,很容易在沥青混合料中发生团聚现象,对沥青路面的综合性能有所影响。而有机抗紫外线剂主要有三嗪类、受阻胺类、二苯甲酮类、苯并三唑类,其中苯并三唑类紫外吸收剂因为具有紫外吸收效果好,稳定性高,品种多而受到人们的广泛关注。但是苯并三唑类紫外吸收剂分子链上缺少活性基团,与沥青混合料中的高分子类化合物相容性较差。因此,提高苯并三唑类化合物与沥青混合料中高分子化合物的相容性,从而改善沥青混合料整体稳定性,也是我们亟需解决的问题。
因此,人们亟需一种稳定性高,抗紫外老化性能好的乳化沥青来解决上述背景中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,具体包括以下步骤:
S1.制备重氮盐:配制盐酸、亚硝酸钠的混合溶液,加入邻硝基氯苯胺,搅拌,加入尿酸继续搅拌,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐置于乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值,搅拌,加入对苯二酚,将温度升高,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将苯胺加入到盐酸溶液中搅拌,再依次加入乳化剂、过硫酸铵、增韧剂、固化剂、水性环氧树脂,加入共聚单体、基质沥青,乳化,得到乳化沥青。
进一步的,所述步骤S1.具体操作步骤为:配制质量百分比为8-12%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液30-50份,加入邻硝基氯苯胺3-8份,控制反应温度为0-4℃,搅拌反应10-40min,加入7-9份尿酸继续搅拌6-9min,得重氮盐。
进一步的,所述步骤S2.的具体操作步骤如下:将重氮盐25-35份置于70-110份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值,搅拌反应30-50min,加入8-12份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至55-65℃,得物料A。
进一步的,所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为(80-100):9。
进一步的,所述步骤S4.的具体操作步骤如下:将20-30份苯胺加入到35-45份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入1-4份乳化剂、0.5-2份过硫酸铵、0.3-1份增韧剂、1-2份固化剂、55-65份水性环氧树脂中搅拌10-15min形成皂液,加入10-15份共聚单体、100-200份132-138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应4-8h,得到乳化沥青。
进一步的,所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为(1-1.5):1。
进一步的,所述步骤S1.-S2.需要在0-4℃低温条件下进行。
进一步的,所述步骤S2.的pH值为9-12。
进一步的,所述步骤S4.中还需要控制盐酸溶液的温度为在55-65℃。
一种由权利要求1-9任一项抗紫外老化乳化沥青的制备方法制得的乳化沥青。
本发明首先将邻硝基氯苯胺、盐酸、亚硝酸钠混合溶液、尿酸混合反应,邻硝基氯苯胺在盐酸、亚硝酸钠混合溶液、尿酸的作用下,其结构中的芳胺类化合物出现重氮化反应,生成芳胺化合物重氮盐。
本发明在制得重氮盐后又使其在碱性条件下,又使其与对苯二酚溶液混合反应,重氮盐与对苯二酚中活泼的酚羟基发生耦合,生成具有邻硝基芳环的偶氮结构,进而成功的将芳胺化合物重氮盐修饰在对苯二酚单体上,即为物料A;
本发明又进一步将物料A与二氧化硫脲反应,二氧化硫脲与对苯二酚单体上的邻硝基芳环偶氮结构之间发生还原反应,使物料A进一步形成具有苯并三唑/对苯二酚复合结构的共聚单体。
进一步的,本发明又将制得共聚单体与乳化剂、过硫酸铵、增韧剂、固化剂、水性环氧树脂、基质沥青、苯胺混合,在乳化机作用下生成乳化沥青;其中,苯胺先与共聚单体在过硫酸铵的还原作用下发生氧化还原反应,生成苯并三唑/对苯二酚-苯胺复合物单体;苯并三唑/对苯二酚-苯胺复合物单体又进一步在132-138℃的基质沥青的传热作用下发生聚合反应,在乳化沥青混合料中形成聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物网络结构。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
(1)本发明制得的聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物具有优异的导电性,将其加入到乳化沥青混合料中,可以显著改善乳化沥青的电阻率,大大提高乳化沥青的导电效果,扩大乳化沥青的应用范围。
(2)本发明聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物在沥青混合料中形成的聚合物网络结构可以极大的改善乳化沥青的力学性能,避免其在车辆载荷以及高低温作用下出现开裂现象。
(3)本发明中聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物含有的苯并三唑结构具有优异的紫外吸收能力,避免沥青长期在太阳光照射下出现紫外老化现象,大大延长了沥青材料的使用寿命。
(4)将芳胺化合物重氮盐修饰在对苯二酚上,并通过氧化还原作用生成还具有苯并三唑结构的聚合单体,再将聚合单体修饰在苯胺上,得到聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物,该方法有效解决了苯并三唑缺少反应活性基团,与高分子物质相容性较差的缺陷,大大提高了乳化沥青的稳定性;同时,聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物由于苯并三唑中芳香族结构的存在,能够与沥青中的巯基、亚氨基等基团反应,与沥青混合料之间的相容性较好,大大提高了乳化沥青在静置或运输过程中的稳定性,不易出现分层现象。
(5)本发明制得的乳化沥青混合料导电性好,稳定性高,同时还具有优异的耐紫外老化作用,工艺流程温和,反应原理简单,非常适合工业化生产以及市场的推广应用,可大大延长沥青材料使用受用寿命,经济价值和实用性极高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
试验:采用轮碾法将乳化沥青混合料成型为100mm×100mm×50mm的试件,室温下放置48h,经干燥后对试件进行如下性能测试。
体积电阻率测试:参照《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》BT1410-2006来测定体积电阻率;器材:使用电阻率测量仪进行测试;电阻率越大说明导电性越好。
抗压强度测试:参照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTC F20-2011)试验方法进行测试。
拉伸强度和断裂伸长率测试:参照《道路与桥梁铺装用环氧沥青材料通用技术条件》GB/T30598-2014标准进行测试。
稳定性测试:按标准JTJ052/T660执行。将制备好的抗紫外老化乳化沥青试样倒入一端封闭的长为10.3cm、直径为3.5cm的铝制容器中,将上口封住后,直立放入163℃的烘箱中保存48h。保持直立取出后立即冷却至室温。将其均分为上、中、下段,分别测上、下两段沥青的软化点。计算上、下两段沥青的软化点的差值,差值=下段沥青的软化点-上段沥青的软化点,即代表分离度,差值的绝对值越小,表示沥青的储存稳定性越好,越不易分离。若上、下段沥青的软化点差值的绝对值不超过2.5℃,则说明沥青具有较好的储存稳定性。
软化点测试:按照标准GB/T 4507-2014《沥青软化点测定法环球法》进行测试。
紫外加速老化测试:称取50g抗紫外老化乳化沥青样品,放入内径140mm、高9.5mm的平底圆盘中,形成约3.2mm厚的薄膜,在160℃保持5h进行热老化,取热老化后的沥青样品30g,倒入内径为150mm、高度为9.5mm的平底圆盘中,沥青膜厚约为2.0mm,将盛有沥青样品的平底圆盘放入紫外老化箱中。老化箱中采用直管形紫外线高压汞灯作光源,紫外线的强度为800μW/cm2,高压汞灯离样品表面的距离为45cm,紫外老化箱内部温度控制在60℃,老化时间为6天。对紫外加速老化后的沥青样品和未老化的沥青样品的软化点和粘度进行测试。软化点增量(℃)=老化后的软化点(℃)-未老化的软化点(℃)。粘度老化指数=(老化后的粘度-老化前的粘度)/老化前的粘度×100%。
粘度测试:按照SH/T 0739-2003执行,在BrookfieldDV-Ⅱ+Pro型布氏旋转粘度计上进行,测试温度为60℃。
实施例1
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为8%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液30份,加入邻硝基氯苯胺3份,控制反应温度为0℃,搅拌反应10min,加入7份尿酸继续搅拌6min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐25份置于70份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为9,搅拌反应30min,加入8份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至55℃,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将20份苯胺加入到35份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入1份乳化剂、0.5份过硫酸铵、0.3份增韧剂、1份固化剂、55份水性环氧树脂中搅拌10min形成皂液,加入10份共聚单体、100份132℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应4h,得到乳化沥青。
所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为80:9。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1:1。
本实施例乳化沥青试样测试结果:
抗压强度为3.14MPa;体系电阻为9.3×1013Ω;拉伸强度(23℃)为2.8MPa;断裂伸长率(23℃)为271%。
老化前软化点为68.3℃;紫外加速老化后软化点为73.7℃;老化前后软化点增量为5.4℃;
未老化前粘度为363Pa·s;紫外加速老化后粘度为514Pa·s,粘度老化指数为41.5%。
实施例2
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为9.5%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液38份,加入邻硝基氯苯胺4份,控制反应温度为1℃,搅拌反应17min,加入7.5份尿酸继续搅拌7min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐28份置于80份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为10,搅拌反应38min,加入9份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至58℃,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将23份苯胺加入到38份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入2份乳化剂、0.9份过硫酸铵、0.6份增韧剂、1.3份固化剂、58份水性环氧树脂中搅拌12min形成皂液,加入12份共聚单体、130份133℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应5h,得到乳化沥青。
所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为88:9。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1.1):1。
本实施例乳化沥青试样测试结果:
抗压强度为3.26MPa;体系电阻为9.7×1013Ω;拉伸强度(23℃)为3.1MPa;断裂伸长率(23℃)为271%;
老化前软化点为68.9℃;紫外加速老化后软化点为73.5℃;老化前后软化点增量为4.6℃;
未老化前粘度为358Pa·s;紫外加速老化后粘度为461Pa·s,粘度老化指数为28.7%。
实施例3
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为10%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液42份,加入邻硝基氯苯胺7份,控制反应温度为3℃,搅拌反应30min,加入8份尿酸继续搅拌8min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐28份置于80份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为11,搅拌反应38min,加入10份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至58℃,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将28份苯胺加入到42份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入3份乳化剂、1.3份过硫酸铵、0.8份增韧剂、1.7份固化剂、62份水性环氧树脂中搅拌14min形成皂液,加入14份共聚单体、180份136℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应7h,得到乳化沥青。
所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为10:1。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1.4:1。
本实施例乳化沥青试样测试结果:
抗压强度为3.34MPa;体系电阻为9.9×1013Ω;拉伸强度(23℃)为3.4MPa;断裂伸长率(23℃)为271%;
老化前软化点为69.7℃;紫外加速老化后软化点为73.4℃;老化前后软化点增量为3.7℃;
未老化前粘度为349Pa·s;紫外加速老化后粘度为423Pa·s,粘度老化指数为21.2%。
实施例4
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为12%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液50份,加入邻硝基氯苯胺8份,控制反应温度为4℃,搅拌反应40min,加入9份尿酸继续搅拌9min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐35份置于110份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为12,搅拌反应50min,加入12份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至65℃,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将30份苯胺加入到45份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入4份乳化剂、2份过硫酸铵、1份增韧剂、2份固化剂、65份水性环氧树脂中搅拌15min形成皂液,加入15份共聚单体、200份138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应8h,得到乳化沥青。
所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为100:9。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1.5:1。
本实施例乳化沥青试样测试结果:
本实施例抗压强度为3.56MPa;体系电阻为10.3×1013Ω;拉伸强度(23℃)为3.7MPa;断裂伸长率(23℃)为271%;
老化前软化点为69.9℃;紫外加速老化后软化点为72.4℃;老化前后软化点增量为2.5℃;
未老化前粘度为341Pa·s;紫外加速老化后粘度为388Pa·s,粘度老化指数为13.7%。
总结:根据实施例1-4的紫外老化前后软化点测试结果可知,紫外老化前后,乳化沥青的软化点增量以及粘度老化指数逐渐下降,由此可知,本申请实施例1-4制得乳化沥青具有优异的耐紫外老化性能。
根据实施例1-4制得的乳化沥青试块样品,我们可以知道实施例1-4制得的乳化沥青试块具有优异的力学性能、导电性能、耐紫外老化性能,综合性能表现优异。
实施例5
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为12%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液50份,加入邻硝基氯苯胺8份,控制反应温度为4℃,搅拌反应40min,加入9份尿酸继续搅拌9min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐35份置于110份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为12,搅拌反应50min,加入12份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至65℃,得物料A;
S3.制备乳化沥青:将30份苯胺加入到45份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入4份乳化剂、2份过硫酸铵、1份增韧剂、2份固化剂、65份水性环氧树脂中搅拌15min形成皂液,加入15份物料A、200份138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应8h,得到乳化沥青。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1.5:1。
本申请与实施例4的区别在于,本申请未添加二氧化硫脲;
本实施例乳化沥青试样测试结果:本实施例抗压强度为2.08MPa;体系电阻为6.5×1012Ω;拉伸强度(23℃)为1.3MPa;断裂伸长率(23℃)为231%;
老化前软化点为59.9℃;紫外加速老化后软化点为74.7℃;老化前后软化点增量为14.8℃;
未老化前粘度为363Pa·s;紫外加速老化后粘度为545Pa·s,粘度老化指数为50.1%。
综上,本申请由于缺少二氧化硫脲的还原作用,对苯二酚分子链上的芳胺类重氮盐未能在氧化还原作用下进一步生成具有优异紫外吸收作用的苯并三唑结构分子链,制得的乳化沥青抗紫外老化性能较差。
实施例6
S1.制备重氮盐:配制质量百分比为12%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液50份,加入邻硝基氯苯胺8份,控制反应温度为4℃,搅拌反应40min,加入9份尿酸继续搅拌9min,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐35份置于110份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值为12,搅拌反应50min,加入12份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至65℃,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将30份苯胺加入到45份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入4份乳化剂、2份过硫酸铵、1份增韧剂、2份固化剂、65份水性环氧树脂中搅拌15min形成皂液,加入15份共聚单体、200份138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应8h,得到乳化沥青。
所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为100:9。
所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为1.5:1。
本申请与对比例4的区别在于,本申请未添加对苯二酚;
本实施例乳化沥青试样测试结果:
抗压强度为1.96MPa;体系电阻为5.1×1012Ω;拉伸强度(23℃)为1.1MPa;断裂伸长率(23℃)为206%;老化前软化点为59.4;
紫外加速老化后软化点为71.5℃;老化前后软化点增量为12.1℃;未老化前粘度为366Pa·s;
紫外加速老化后粘度为538Pa·s,粘度老化指数为51.1%。
本发明中的对苯二酚充当两个角色,一个是作为连接苯并三唑结构和苯胺的“桥梁”,有助于提高苯并三唑与高分子材料之间的相容性,另一方面是电催化剂,改善乳化沥青材料的导电性的;而本实施例中由于缺少对苯二酚,乳化沥青中的高分子材料与苯并三唑的相容性较差,在乳化沥青静置过程中出现明显的分层现象,最终制得沥青材料力学性能较差。
对比例:
将1-4份乳化剂、0.3-1份增韧剂、1-2份固化剂、55-65份水性环氧树脂中搅拌10-15min形成皂液,加入100-200份132-138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应4-8h,得到乳化沥青。
对比例乳化沥青试样测试结果:抗压强度为1.03MPa;体系电阻为3.9×1011Ω;拉伸强度(23℃)为0.9MPa;断裂伸长率(23℃)为155%;
老化前软化点为58.7;紫外加速老化后软化点为77.6℃;老化前后软化点增量为18.9℃;未老化前粘度为367Pa·s;
紫外加速老化后粘度为631Pa·s,粘度老化指数为67.3%。
通过以上数据和实验,我们可以得出以下结论:
(1)本发明制得的聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物具有优异的导电性,将其加入到乳化沥青混合料中,可以显著改善乳化沥青的电阻率,大大提高乳化沥青的导电效果,扩大乳化沥青的应用范围。
(2)本发明聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物在沥青混合料中形成的聚合物网络结构可以极大的改善乳化沥青的力学性能,避免其在车辆载荷以及高低温作用下出现开裂现象。
(3)本发明中聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物含有的苯并三唑结构具有优异的紫外吸收能力,避免沥青长期在太阳光照射下出现紫外老化现象,大大延长了沥青材料的使用寿命。
(4)将芳胺化合物重氮盐修饰在对苯二酚上,并通过氧化还原作用生成还具有苯并三唑结构的聚合单体,再将聚合单体修饰在苯胺上,得到聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物,该方法有效解决了苯并三唑缺少反应活性基团,与高分子物质相容性较差的缺陷,大大提高了乳化沥青的稳定性;同时,聚(苯并三唑/对苯二酚-苯胺)聚合物由于苯并三唑中芳香族结构的存在,能够与沥青中的巯基、亚氨基等基团反应,与沥青混合料之间的相容性较好,大大提高了乳化沥青在静置或运输过程中的稳定性,不易出现分层现象。
(5)本发明制得的乳化沥青混合料导电性好,稳定性高,同时还具有优异的耐紫外老化作用,工艺流程温和,反应原理简单,非常适合工业化生产以及市场的推广应用,可大大延长沥青材料使用受用寿命,经济价值和实用性极高。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
S1.制备重氮盐:配制盐酸、亚硝酸钠的混合溶液,加入邻硝基氯苯胺,搅拌,加入尿酸继续搅拌,得重氮盐;
S2.偶氮修饰:将重氮盐置于乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值,搅拌,加入对苯二酚,将温度升高,得物料A;
S3.合成共聚物单体:向物料A中加入二氧化硫脲,继续搅拌,得共聚物单体;
S4.制备乳化沥青:将苯胺加入到盐酸溶液中搅拌,再依次加入乳化剂、过硫酸铵、增韧剂、固化剂、水性环氧树脂,加入共聚单体、基质沥青,乳化,得到乳化沥青。
2.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S1.具体操作步骤为:配制质量百分比为8-12%的盐酸、亚硝酸钠混合溶液30-50份,加入邻硝基氯苯胺3-8份,控制反应温度为0-4℃,搅拌反应10-40min,加入7-9份尿酸继续搅拌6-9min,得重氮盐。
3.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S2.的具体操作步骤如下:将重氮盐25-35份置于70-110份乙醇溶液中搅拌分散,调节pH值,搅拌反应30-50min,加入8-12份对苯二酚,边搅拌边缓慢将温度升高至55-65℃,得物料A。
4.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S3.中物料A、二氧化硫脲的质量比例为(80-100):9。
5.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S4.的具体操作步骤如下:将20-30份苯胺加入到35-45份盐酸溶液中搅拌分散,再依次加入1-4份乳化剂、0.5-2份过硫酸铵、0.3-1份增韧剂、1-2份固化剂、55-65份水性环氧树脂中搅拌10-15min形成皂液,加入10-15份共聚单体、100-200份132-138℃的基质沥青,采用乳化机乳化反应4-8h,得到乳化沥青。
6.根据权利要求2所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述盐酸、亚硝酸钠混合溶液的质量比例为(1-1.5):1。
7.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S1.-S2.需要在0-4℃低温条件下进行。
8.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S2.的pH值为9-12。
9.根据权利要求1所述的一种抗紫外老化乳化沥青的制备方法,其特征在于:所述步骤S4.中还需要控制盐酸溶液的温度为在55-65℃。
10.一种由权利要求1-9任一项抗紫外老化乳化沥青的制备方法制得的乳化沥青。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110103158.1A CN112778781A (zh) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110103158.1A CN112778781A (zh) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112778781A true CN112778781A (zh) | 2021-05-11 |
Family
ID=75757792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110103158.1A Pending CN112778781A (zh) | 2021-01-26 | 2021-01-26 | 一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112778781A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113462174A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-01 | 山西工程科技职业大学 | 一种水性ep改性石油沥青复合材料及其制备方法和应用 |
CN113638268A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-12 | 江苏硕茂苏彩新材料有限公司 | 一种抗紫外线离型纸及其制备方法 |
CN116573632A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-08-11 | 成都锂能科技有限公司 | 沥青基硬炭、制备方法、在钠离子电池的应用 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102030917A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-27 | 浙江理工大学 | 含氮杂环苯并三唑型紫外线吸收剂及其制备方法 |
CN102408572A (zh) * | 2011-03-01 | 2012-04-11 | 浙江理工大学 | 具有吸收紫外线功能的蛋白质材料及其制备方法 |
CN103554935A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-05 | 武汉爱劳高科技有限责任公司 | 高性能导电沥青及其制备方法 |
CN105696103A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-22 | 义乌市瑞宝智能科技有限公司 | 地毯丝用共聚型阻燃抗紫外尼龙6纤维及其制备方法 |
CN105985656A (zh) * | 2015-02-13 | 2016-10-05 | 上海龙孚材料技术有限公司 | 一种水性环氧树脂改性乳化沥青、制备方法及其应用 |
CN108102548A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-06-01 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法 |
CN108192363A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-22 | 北京建筑大学 | 一种水性环氧树脂改性乳化沥青的制备技术及其低温性能改善方法 |
CN108409600A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-17 | 南京信息工程大学 | 一种对-(3-氯-4-氟苯基偶氮基)苯胺的制备方法 |
CN110172256A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 河南师范大学 | 一种新型功能化沥青及其制备方法 |
CN111334058A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-06-26 | 海娇 | 一种水性环氧乳化沥青及其制备方法 |
-
2021
- 2021-01-26 CN CN202110103158.1A patent/CN112778781A/zh active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102030917A (zh) * | 2010-11-11 | 2011-04-27 | 浙江理工大学 | 含氮杂环苯并三唑型紫外线吸收剂及其制备方法 |
CN102408572A (zh) * | 2011-03-01 | 2012-04-11 | 浙江理工大学 | 具有吸收紫外线功能的蛋白质材料及其制备方法 |
CN103554935A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-05 | 武汉爱劳高科技有限责任公司 | 高性能导电沥青及其制备方法 |
CN105985656A (zh) * | 2015-02-13 | 2016-10-05 | 上海龙孚材料技术有限公司 | 一种水性环氧树脂改性乳化沥青、制备方法及其应用 |
CN105696103A (zh) * | 2016-02-25 | 2016-06-22 | 义乌市瑞宝智能科技有限公司 | 地毯丝用共聚型阻燃抗紫外尼龙6纤维及其制备方法 |
CN108192363A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-06-22 | 北京建筑大学 | 一种水性环氧树脂改性乳化沥青的制备技术及其低温性能改善方法 |
CN108102548A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-06-01 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种高性能高分子沥青防水涂料及其制备方法 |
CN108409600A (zh) * | 2018-05-14 | 2018-08-17 | 南京信息工程大学 | 一种对-(3-氯-4-氟苯基偶氮基)苯胺的制备方法 |
CN110172256A (zh) * | 2019-05-27 | 2019-08-27 | 河南师范大学 | 一种新型功能化沥青及其制备方法 |
CN111334058A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-06-26 | 海娇 | 一种水性环氧乳化沥青及其制备方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
卢文华 等: "化学氧化法合成聚苯胺的导电性与产率研究", 《材料开发与应用》 * |
张科良 等: "2-(2 ,4-二羟基苯基)-2H-苯并三唑合成方法的改进", 《西安石油大学学报-自然科学版》 * |
杨秀 等: "新型水溶性苯并三唑紫外吸收剂的合成及表征", 《现代化工》 * |
罗春华 等: "《材料制备与性能测试实验》", 31 July 2019, 机械工业出版社 * |
胡杨剑 等: "《高分子材料与加工实验教程》", 30 June 2019, 西南交通大学出版社 * |
薛循育 等: "苯并三氮唑合成工艺的改进", 《上海化工》 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113462174A (zh) * | 2021-06-29 | 2021-10-01 | 山西工程科技职业大学 | 一种水性ep改性石油沥青复合材料及其制备方法和应用 |
CN113638268A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-12 | 江苏硕茂苏彩新材料有限公司 | 一种抗紫外线离型纸及其制备方法 |
CN116573632A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-08-11 | 成都锂能科技有限公司 | 沥青基硬炭、制备方法、在钠离子电池的应用 |
CN116573632B (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-19 | 成都锂能科技有限公司 | 沥青基硬炭、制备方法、在钠离子电池的应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112778781A (zh) | 一种抗紫外老化乳化沥青及其制备方法 | |
CN108948753B (zh) | 一种温拌高粘改性沥青及其制备和应用 | |
CN102173663A (zh) | 一种钢桥面用水性环氧改性乳化沥青混凝土及其制备方法 | |
Zheng et al. | Performance evaluation of high-elasticity asphalt mixture containing inorganic nano-titanium dioxide for applications in high altitude regions | |
CN1903941A (zh) | 一种采用水性环氧树脂改性的乳化沥青 | |
CN110372262B (zh) | 一种利用沥青路面面层铣刨料再生制备预制路缘石的方法 | |
CN115724607A (zh) | 一种改性再生骨料及其制备方法和导电再生骨料沥青混合料 | |
CN111334056A (zh) | 一种改性净味沥青混合料及其制备方法 | |
CN108424661B (zh) | 一种抗剥落性能优异的复合改性乳化沥青及其制备方法 | |
CN112299755B (zh) | 一种水泥混凝土桥面用改性沥青混合料 | |
CN102863805A (zh) | 青川岩沥青改性沥青及其制备工艺 | |
CN111454581A (zh) | 一种耐高温沥青配方及其制备方法 | |
Liu et al. | Preparation of a fluid diversion agent for profile control in elevated temperature and high salinity reservoirs | |
CN115159898B (zh) | 一种热拌环氧沥青混凝土及其制备方法和应用 | |
CN114426416B (zh) | 一种可长期储存的反应型速凝沥青路面冷修补材料及其制备方法 | |
CN110903663A (zh) | 一种高强度废旧橡塑改性沥青 | |
CN114180896B (zh) | 一种水泥稳定碎石基层组合物及其制备和施工工艺 | |
CN107010876B (zh) | 一种高模量抗油腐蚀沥青混合料及其制备方法 | |
CN110951266B (zh) | 一种高性能改性沥青及其制备方法 | |
CN114044650B (zh) | 一种温拌沥青混合料及其制备方法 | |
CN114605844A (zh) | 一种抗紫外光老化脱硫胶粉改性沥青及其制备方法 | |
CN114477925A (zh) | 一种耐高低温沥青混凝土及其制备方法 | |
CN107793071A (zh) | 一种水泥混凝土桥面用超薄耐久性抗滑磨耗层用沥青混合料 | |
CN114014590A (zh) | 一种高速公路旧沥青快速修补料配方及制备方法 | |
CN112608071A (zh) | 一种环保型耐久性复合橡胶沥青混合料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |