一种用于沥青耐老化的材料的制备方法及应用转让专利
申请号 : CN202011583055.1
文献号 : CN112679800B
文献日 : 2022-05-13
发明人 : 贺行洋 , 张博 , 陈顺 , 苏英 , 刘巧 , 徐慧 , 熊国庆 , 黄震宇 , 李维和 , 陈威 , 曾三海
申请人 : 湖北工业大学
摘要 :
权利要求 :
1. 一种用于沥青耐老化的材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)、硫化铜/硫化锌纳米片的制备在100重量份的有机溶剂中加入15‑20重量份铜盐和10‑20重量份硫化盐,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液A;在100重量份的有机溶剂中加入15‑20重量份锌盐和10‑20重量份硫化盐,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B;将前驱溶液A在温度150 180℃下反~
应,得到硫化铜纳米片;在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度150 180℃反应,经过离~
心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片;
(2)、硫化铜/硫化锌纳米片的改性将20 30重量份硫化铜/硫化锌纳米片、10 15重量份插层剂和3 15重量份紫外吸收剂~ ~ ~
加入到100重量份正己烷中,加入分散剂并分散,在温度为75℃~85℃的恒温条件下搅拌反应,离心、分离和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片,即为所述用于沥青耐老化的材料。
2.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,有机溶剂为油胺或十八烯。
3.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,铜盐为乙酸铜、氯化铜、硫酸铜中的至少一种。
4.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,硫化盐为硫化钠和/或硫化钾。
5.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中,锌盐为乙酸锌和/或油酸锌。
6.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法:其特征在于:所述步骤(2)中,插层剂为十六烷基三甲基氯化铵和/或十二烷基磺酸钠。
7.如权利要求1所述的用于沥青耐老化的材料的制备方法:其特征在于:所述步骤(2)中,紫外吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯、对甲苯酚、邻硝基苯胺中的任意一种。
8.一种如权利要求1‑7中任一项所述的制备方法制备的用于沥青耐老化的材料的应用,其特征在于:将100重量份沥青在温度为150‑170℃的温度下,加入10‑15重量份助溶剂,保持沥青温度为150‑170℃,进行剪切均化,然后加入10‑15重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌均匀,得到耐老化改性沥青。
说明书 :
一种用于沥青耐老化的材料的制备方法及应用
技术领域
背景技术
自然条件的作用下,会发生一系列的物理及化学变化,如蒸发、脱氧、缩合、氧化等。此时,沥
青中除含氧官能团增多外,其他的化学组成也有变化,最后使沥青逐渐硬化变脆开裂,不能
继续发挥其原有的黏结或密封作用。
制备和使用过程中,快速失效。目前国内外对改善沥青耐久性的措施主要包括采用无机材
料,如蒙脱土、水滑石、云母粉、石墨烯等材料加入沥青,一定程度上提高沥青的抗老化性
能。专利CN107652700A公布了一种耐久性改性沥青的制备方法,该发明中利用有机化蒙脱
土和钛白粉添加到改性沥青当中,来提高其抗热氧老化能力。专利CN109762356A公布了一
种抗紫外高有效含量阳离子乳化沥青的制备方法,该发明中利用经偶联剂改性的金属氧化
物紫外吸收剂,有效增强了乳化沥青抗紫外能力,提升道路沥青使用性能。专利
CN103881403A公布了一种紫外阻隔固态沥青的制备方法,该发明中利用镁铝基层状双氢氧
化物化学吸收和物理屏蔽作用,提高了沥青抗紫外老化能力。但是,单方面提高其热氧老化
和抗紫外老化能力并不能解决沥青老化问题,而且蒙脱土的加入会导致沥青部分物理性能
下降,紫外吸收剂在高温情况下也容易失效,失去捕获自由基的能力。因此,研发一种既能
提高其抗热氧老化能力,又能防止紫外老化的新型改性沥青材料,具有重要的理论价值和
实践意义。
发明内容
命。
20重量份硫化盐,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B;将前驱溶液A在温度150~180
℃下反应,得到硫化铜纳米片;在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度150~180℃反应,
经过离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片;
搅拌反应,离心、分离和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片,即为所述用于沥青耐老
化的材料。
剂,保持沥青温度为150‑170℃,进行剪切均化,然后加入10‑15重量份改性的硫化铜/硫化
锌纳米片,继续搅拌均匀,得到耐老化改性沥青。
实现复合材料全波段耐光热老化效果;
米片,进一步实现对紫外线的吸收屏蔽作用;
具体实施方式
在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B;将前驱溶液A注入到反应釜中,在温度150℃下,
反应3小时得到硫化铜纳米片,在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度150℃反应,经过
离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片;将20重量份硫化铜/硫化锌纳米
片、10重量份十六烷基三甲基氯化铵和3重量份邻羟基苯甲酸苯酯一起加入到100重量份正
己烷中,加入分散剂并进行超声分散,在温度为75℃的恒温条件下搅拌2小时后,离心、分离
和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片。
在150℃下加入10重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1小时后降至常温碾磨,得
到耐老化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧老化
和紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B;将前驱溶液A注入到反应釜中,在温度160℃下,
反应2小时得到硫化铜纳米片。在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度160℃反应,经过
离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片;将23重量份硫化铜/硫化锌纳米
片、11重量份十二烷基磺酸钠和6重量份对甲苯酚一起加入到100重量份正己烷中,加入分
散剂并进行超声分散,在温度为80℃的恒温条件下搅拌2小时后,离心、分离和干燥得到改
性后的硫化铜/硫化锌纳米片。
后在150℃下加入11重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1.5小时后降至常温碾
磨,得到耐老化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧
老化和紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
重量份硫化钾,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B。将前驱溶液A注入到反应釜中,在
温度170℃下,反应2小时得到硫化铜纳米片。在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度170
℃反应,经过离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片。将25重量份硫化铜/
硫化锌纳米片、12重量份十六烷基三甲基氯化铵和9重量份邻羟基苯甲酸苯酯一起加入到
100重量份正己烷中,加入分散剂并进行超声分散,在温度为85℃的恒温条件下搅拌2小时
后,离心、分离和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片。
160℃下加入13重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1小时后降至常温碾磨,得到
耐老化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧老化和
紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
份硫化钾,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B。将前驱溶液A注入到反应釜中,在温度
170℃下,反应2小时得到硫化铜纳米片。在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度170℃反
应,经过离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片。将27重量份硫化铜/硫化
锌纳米片、14重量份十二烷基磺酸钠和9重量份邻羟基苯甲酸苯酯一起加入到100重量份正
己烷中,加入分散剂并进行超声分散,在温度为80℃的恒温条件下搅拌2小时后,离心、分离
和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片。
160℃下加入14重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1小时后降至常温碾磨,得到
耐老化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧老化和
紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
锌和20重量份硫化钾,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B。将前驱溶液A注入到反应
釜中,在温度180℃下,反应2小时得到硫化铜纳米片。在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持
温度180℃反应,经过离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片。将30重量份
硫化铜/硫化锌纳米片、15重量份十六烷基三甲基氯化铵和15重量份邻羟基苯甲酸苯酯一
起加入到100重量份正己烷中,加入分散剂并进行超声分散,在温度为85℃的恒温条件下搅
拌2小时后,离心、分离和干燥得到改性后的硫化铜/硫化锌纳米片。
然后在170℃下加入15重量份改性的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1小时后降至常温碾
磨,得到耐老化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧
老化和紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
温碾磨,得到基质沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧老
化和紫外老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
重量份硫化钾,在室温下搅拌至完全溶解得到前驱溶液B。将前驱溶液A注入到反应釜中,在
温度170℃下,反应2小时得到硫化铜纳米片。在此溶液中继续注入前驱溶液B,保持温度170
℃反应,经过离心、分离和干燥得到多层结构的硫化铜/硫化锌纳米片。
170℃下加入13重量份的硫化铜/硫化锌纳米片,继续搅拌1小时后降至常温碾磨,得到耐老
化改性沥青。对所得改性沥青进行薄膜烘箱和紫外老化试验,模拟沥青的热氧老化和紫外
老化,分别记录所得数据,见表1和表2。
后,黏度增量、软化点增量、延度减少量和针入度减少量均明显低于未加硫化铜/硫化锌纳
米片的沥青,因而具有更为优良的耐老化性能,可延长沥青的使用寿命。
硫化铜/硫化锌纳米片进行有机插层改性后,沥青在抗紫外氧化方面还会有进一步提升。
以做出若干改进和变动,这些改进和变动也视为本发明的保护范围。