CN114349397A - 一种沥青碎石混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及道路施工用材料的领域，具体公开了一种沥青碎石混合料及其制备方法。一种沥青碎石混合料，包括以下重量份的原料：浅色沥青胶结料60‑70份，浅色集料70‑80份，抗紫外线改性无机颜料10‑15份；抗紫外线改性无机颜料由无机颜料经环氧树脂、4,4’‑二氨基二苯砜和二氧化钛改性得到；其制备方法为：将浅色沥青胶结料在搅拌下加热至160‑170℃，并在搅拌下加入剩余原料，在160‑170℃温度下持续搅拌5‑10min得到沥青碎石混合料。本申请一种沥青碎石混合料具有改善沥青碎石混合料颜色持久性的优点。
Description
技术领域
本申请涉及道路施工用材料的领域，更具体地说，它涉及一种沥青碎石混合料及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们对居住的环境要求也越来越高，已经不再满足于黑白色的路面铺装，彩色的铺装应运而生，且彩色沥青路面能够给驾驶员信号，提醒驾驶员注意道路的状况，将车道铺成不同颜色使之区分开来；在众多的铺面材料中，彩色沥青碎石混合料是一种比较容易实施的铺面材料。
彩色沥青碎石混合料通常采用颜料与浅色沥青胶结料、浅色集料混合形成，但由于紫外线长期照射，使得彩色沥青碎石混合料发生老化，颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象。
发明内容
为了获得颜色更加持久的沥青碎石混合料，本申请提供一种沥青碎石混合料及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种沥青碎石混合料，采用如下的技术方案：
一种沥青碎石混合料，包括以下重量份的原料：
浅色沥青胶结料60-70份，浅色集料70-80份，抗紫外线改性无机颜料10-15份；
所述抗紫外线改性无机颜料由无机颜料经环氧树脂、4,4’-二氨基二苯砜和二氧化钛改性得到。
通过采用上述技术方案，由于采用浅色沥青胶结料、浅色集料和抗紫外线改性无机颜料混合，即可得到彩色沥青碎石混合料；由于抗紫外线改性无机颜料由无机颜料经环氧树脂、4,4’-二氨基二苯砜和二氧化钛改性得到，环氧树脂在4,4’-二氨基二苯砜作用下形成三维空间网状结构，无机颜料和二氧化钛即可嵌入其中的三维空间网格中，二氧化钛即可通过环氧树脂与无机颜料联结，使得二氧化钛能够随无机颜料分散在沥青碎石混合料中，从而使得无机颜料分散处周围均分散有二氧化钛。
如此，即可降低抗紫外线改性无机颜料分散处的沥青碎石混合料受紫外线照射而老化的速度，从而降低了抗紫外线改性无机颜料分散处沥青碎石混合料由于老化而产生颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，进而获得了使彩色沥青碎石混合料颜色更加持久的效果。
可选的，所述抗紫外线改性无机颜料，以抗紫外线改性无机颜料的重量为基准，包括以下重量份的组分：20-25份环氧树脂，6-10份4,4’-二氨基二苯砜，10-15份二氧化钛和40-50份无机颜料。
通过采用上述技术方案，二氧化钛与无机颜料分散在环氧树脂中，且环氧树脂在4,4’-二氨基二苯砜（固化剂）的作用下形成三维空间网状结构，二氧化钛颗粒以及无机颜料颗粒嵌入其中的三维空间网格中，能够有效将无机颜料与二氧化钛结合，如此，二氧化钛即可随无机颜料分散在沥青碎石混合料中，即，无机颜料分散处均充分分散有二氧化钛，进而使得抗紫外线改性无机颜料分散处的抗紫外性能得到改善，降低了抗紫外线改性无机颜料分散处沥青碎石混合料由于老化而产生颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，从而使得彩色沥青碎石混合料的颜色更加持久。
可选的，所述抗紫外线改性无机颜料由包括以下步骤的方法制得：
边搅拌边向环氧树脂中加入二氧化钛和无机颜料，持续搅拌20-30min后，边搅拌边加入4,4’-二氨基二苯砜，加热至125-135℃并搅拌5-10min后，静置2-3h后破碎得到抗紫外线改性无机颜料。
通过采用上述技术方案，二氧化钛以及无机颜料经充分搅拌后得以充分分散在环氧树脂中，之后加入4,4’-二氨基二苯砜使得环氧树脂形成三维空间网状结构，二氧化钛以及无机颜料即可充分分散并嵌入三维空间网格中，即可使得二氧化钛随无机颜料分散在沥青碎石混合料中。
可选的，沥青碎石混合料还包括6-10份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
通过采用上述技术方案，2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮与抗紫外线改性无机颜料复配，使得沥青碎石混合料的抗紫外线性能大幅提升，从而降低沥青碎石混合料由于紫外线长期照射而发生老化，导致颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，从而使得沥青碎石混合料的颜色更加持久。
可选的，沥青碎石混合料还包括7-10份增粘剂；所述增粘剂选用EVA树脂、萜烯树脂的一种或多种。
通过采用上述技术方案，能够提高浅色沥青胶结料对浅色集料表面、抗紫外线改性无机颜料的粘合力，降低沥青碎石混合料出现裂缝的可能。
可选的，所述浅色集料，以浅色集料重量为基准，包括以下重量百分比的组分：50-60%份浅色粗集料，其余为浅色细集料。
通过采用上述技术方案，选择浅色粗集料与浅色细集料配合，能够改善沥青碎石混合料的密实度，使得沥青碎石混合料的强度增强。
可选的，所述浅色粗集料采用9.5mm-19mm连续级配的粗集料，所述粗集料为浅色石灰岩、浅色玄武岩花岗岩或浅色辉绿岩中的一种或多种。
通过采用上述技术方案，采用浅色石灰岩、浅色玄武岩花岗岩或浅色辉绿岩自身颜色浅，使得沥青碎石混合料更易上色。
可选的，所述浅色细集料采用2.36mm-4.75mm连续级配的细集料，所述细集料为浅色机制砂或浅色石灰岩中的一种或两种。
通过采用上述技术方案，采用浅色机制砂和浅色石灰岩作为细集料，使得沥青碎石混合料更易上色。
第二方面，本申请提供一种沥青碎石混合料的制备方法，采用如下的技术方案：
一种沥青碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
将浅色沥青胶结料在搅拌下加热至160-170℃，并在搅拌下加入剩余原料，在160-170℃温度下持续搅拌5-10min得到沥青碎石混合料。
通过采用上述技术方案，其他原料即可充分分散在浅色沥青胶结料中，尤其是抗紫外线改性无机颜料能够充分分散在浅色沥青胶结料中，形成彩色沥青碎石混合料。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用无机颜料由无机颜料经环氧树脂、4,4’-二氨基二苯砜和二氧化钛改性得到的抗紫外线改性无机颜料，由于环氧树脂在4,4’-二氨基二苯砜的作用下形成三维空间网状结构，使得二氧化钛和无机颜料能够分散并嵌入三维空间网格中，从而使得沥青碎石混合料中无机颜料分散处周围均分散有二氧化钛，进而降低了抗紫外线改性无机颜料分散处的沥青碎石混合料受紫外线照射而老化造成颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，获得了使彩色沥青碎石混合料颜色更加持久的效果。
2、本申请中采用2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮与抗紫外线改性无机颜料复配，使得沥青碎石混合料的抗紫外线性能大幅提高，从而降低了沥青碎石混合料由于紫外线照射而老化的速度，从而降低了沥青碎石混合料由于老化而出现颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象的可能，从而使彩色沥青碎石混合料颜色更加持久。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明，予以特别说明的是：以下实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，以下实施例中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
无机颜料选用氧化铁红；
浅色沥青胶结料选用国泰伏龙透水混凝土增强剂；
抗紫外线改性无机颜料的粒径不大于0.6mm。
抗紫外线改性无机颜料的制备例
制备例1
一种抗紫外线改性无机颜料的制备方案，包括以下步骤：
在1200-1500r/min转速下，边搅拌边向20kg环氧树脂中加入10kg二氧化钛和40kg无机颜料，持续搅拌20min后，边搅拌边加入6kg的4,4’-二氨基二苯砜，加热至125℃并搅拌5min后，静置3h后破碎得到抗紫外线改性无机颜料。
制备例2
一种抗紫外线改性无机颜料的制备方案，包括以下步骤：
在1200-1500r/min转速下，边搅拌边向25kg环氧树脂中加入15kg二氧化钛和50kg无机颜料，持续搅拌30min后，边搅拌边加入10kg的4,4’-二氨基二苯砜，加热至135℃并搅拌10min后，静置2h后破碎得到抗紫外线改性无机颜料。
制备例3
一种抗紫外线改性无机颜料的制备方案，包括以下步骤：
在1200-1500r/min转速下，边搅拌边向22kg环氧树脂中加入12kg二氧化钛和45kg无机颜料，持续搅拌25min后，边搅拌边加入8kg的4,4’-二氨基二苯砜，加热至130℃并搅拌8min后，静置2h后破碎得到抗紫外线改性无机颜料。
抗紫外线改性无机颜料的对比制备例
对比制备例1
一种抗紫外线改性无机颜料的制备方案，按照制备例3中方法进行，不同之处在于，原料中12kg二氧化钛等重量替换为12kg氧化锌。
实施例
实施例1
一种沥青碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
将60kg浅色沥青胶结料在1200-1500r/min转速下搅拌并加热至160℃，并在搅拌下加入35kg浅色玄武岩、35kg浅色机制砂、10kg由制备例1中方法制得的抗紫外线改性无机颜料、7kgEVA树脂，并在160℃温度下持续搅拌5min得到沥青碎石混合料。
实施例2
一种沥青碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
将70kg浅色沥青胶结料在1200-1500r/min转速下搅拌并加热至170℃，并在搅拌下加入30kg浅色玄武岩、18kg辉绿岩、32kg浅色机制砂、15kg由制备例2中方法制得的抗紫外线改性无机颜料、10kg萜烯树脂，并在170℃温度下持续搅拌10min得到沥青碎石混合料。
实施例3
一种沥青碎石混合料的制备方法，包括以下步骤：
将65kg浅色沥青胶结料在1200-1500r/min转速下搅拌并加热至160℃，并在搅拌下加入42kg浅色玄武岩、33kg浅色机制砂、13kg由制备例3中方法制得的抗紫外线改性无机颜料、4kg萜烯树脂、4kgEVA树脂，并在170℃温度下持续搅拌10min得到沥青碎石混合料。
实施例4
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例3中方法进行，不同之处在于，原料中添加有8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
实施例5
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例4中方法进行，不同之处在于，原料中8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等重量替换为8kg的2，4-二羟基二苯甲酮。
对比例
对比例1
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例4中方法进行，不同之处在于，原料中13kg抗紫外线改性无机颜料、8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮等重量替换为21kg无机颜料。
对比例2
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例4中方法进行，不同之处在于，原料中8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲等重量替换为8kg抗紫外线改性无机颜料。
对比例3
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例4中方法进行，不同之处在于，原料中13kg抗紫外线改性无机颜料等重量替换为13kg无机颜料。
对比例4
一种沥青碎石混合料的制备方法，按照实施例4中方法进行，不同之处在于，原料中13kg抗紫外线改性无机颜料由对比制备例1中方法制得。
性能检测试验
对上述实施例1-5以及对比例1-4进行紫外光老化试验，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ052-2000中有关规定，在163℃温度下薄膜加热5h，并将薄膜加热后的沥青试样分装于样盘中，每个样盘中沥青样品重20g，沥青膜厚度为1mm。采用波长365nm的GHF125W-03型汞灯，控制紫外强度约为1.949×104μW/cm，在100℃条件下持续照射试样16h，间隔8h，记为紫外光老化1d；对上述试样进行紫外光老化3d后，测得试样的软化点和170℃黏度记录在表1中，并观察试样表面色彩变化记录在表1中。
表1：
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 |
| 软化点/℃ | 71.3 | 71.2 | 71.1 | 68.6 | 70.4 | 75.3 | 73.4 | 74.5 | 72.1 |
| 170℃黏度/（Pa.s） | 1.762 | 1.723 | 1.684 | 1.479 | 1.544 | 1.914 | 1.872 | 1.897 | 1.826 |
| 试样表面色彩变化 | 轻微变暗 | 轻微变暗 | 轻微变暗 | 无明显变化 | 轻微变暗 | 明显变暗 | 些许变暗 | 明显变暗 | 些许变暗 |
结合实施例4和对比例3并结合表1中数据可以看出，相较于实施例4，对比例3中原料采用13kg无机颜料等量替换了13kg抗紫外线改性无机颜料，相对于实施例4，对比例3中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值明显上升，且试样颜色明显变暗。说明实施例4原料中添加抗紫外线改性无机颜料能够有效提高沥青碎石混合料的抗紫外线老化性能，其原因在于：环氧树脂在4,4’-二氨基二苯砜作用下形成三维空间网状结构，无机颜料和二氧化钛即可嵌入其中的三维空间网格中，二氧化钛即可通过环氧树脂与无机颜料联结，使得二氧化钛能够随无机颜料分散在沥青碎石混合料中，从而使得无机颜料分散处周围均分散有二氧化钛；如此，即可降低抗紫外线改性无机颜料分散处的沥青碎石混合料受紫外线照射而老化的速度，从而降低了抗紫外线改性无机颜料分散处沥青碎石混合料由于老化而产生颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，进而获得了使彩色沥青碎石混合料颜色更加持久的效果。
结合实施例4和实施例5、对比例1-2中并结合表1数据可以看出，对比例2中原料采用8kg抗紫外线改性无机颜料等重量替换8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，比起实施例4，对比例2中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值显著升高、试样颜色些许变暗；对比实施例4，对比例1中原料采用21kg无机颜料等量替换了13kg抗紫外线改性无机颜料、8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，而实施例4中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值远小于对比例1中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值，而对比例1中试样颜色明显变暗；再将实施例4和实施例5进行对比，发现实施例5与实施例4的不同之处在于，实施例5中原料采用8kg的2，4-二羟基二苯甲酮等重量替换了8kg的2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮，相较于实施例4，实施例5中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值有明显上升，且试样颜色轻微变暗。
综上，说明实施例4中采用抗紫外线改性无机颜料与2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮复配，能够有效改善沥青碎石混合料的抗紫外线老化性能，从而降低抗紫外线改性无机颜料分散处沥青碎石混合料由于老化而产生颜色逐渐变暗、颜色差异明显等现象，进而使得彩色沥青碎石混合料颜色更加持久。
结合实施例4和对比例4并结合表1可以看出，对比例4与实施例4的不同之处在于，对比例4中抗紫外线改性无机颜料在制备时采用12kg氧化锌等重量替换了原料中12kg二氧化钛；参考表1中二者数据发现，对比例4中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值远高于实施例4中试样紫外光老化3d后软化点以及黏度数值，且对比例4中试样颜色些许变暗。说明，在制备抗紫外改性无机颜料时，采用二氧化钛能够使得沥青碎石混合料获得更优的抗紫外线老化性能，从而使得沥青碎石混合料的颜色保持得更加持久。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (9)
1.一种沥青碎石混合料，其特征在于，包括以下重量份的原料：
浅色沥青胶结料60-70份，浅色集料70-80份，抗紫外线改性无机颜料10-15份；
所述抗紫外线改性无机颜料由无机颜料经环氧树脂、4,4’-二氨基二苯砜和二氧化钛改性得到。
2.根据权利要求1所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：所述抗紫外线改性无机颜料，以抗紫外线改性无机颜料的重量为基准，包括以下重量份的组分：20-25份环氧树脂，6-10份4,4’-二氨基二苯砜，10-15份二氧化钛和40-50份无机颜料。
3.根据权利要求2所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：所述抗紫外线改性无机颜料由包括以下步骤的方法制得：
边搅拌边向环氧树脂中加入二氧化钛和无机颜料，持续搅拌20-30min后，边搅拌边加入4,4’-二氨基二苯砜，加热至125-135℃并搅拌5-10min后，静置2-3h后破碎得到抗紫外线改性无机颜料。
4.根据权利要求1所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：沥青碎石混合料还包括6-10份2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮。
5.根据权利要求1所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：沥青碎石混合料还包括7-10份增粘剂；所述增粘剂选用EVA树脂、萜烯树脂的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：所述浅色集料，以浅色集料重量为基准，包括以下重量百分比的组分：50-60%份浅色粗集料，其余为浅色细集料。
7.根据权利要求6所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：所述浅色粗集料采用9.5mm-19mm连续级配的粗集料，所述粗集料为浅色石灰岩、浅色玄武岩花岗岩或浅色辉绿岩中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的一种沥青碎石混合料，其特征在于：所述浅色细集料采用2.36mm-4.75mm连续级配的细集料，所述细集料为浅色机制砂或浅色石灰岩中的一种或两种。
9.如权利要求1-8中所述任意一项的一种沥青碎石混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将浅色沥青胶结料在搅拌下加热至160-170℃，并在搅拌下加入剩余原料，在160-170℃温度下持续搅拌5-10min得到沥青碎石混合料。
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