一种高抗老化改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高抗老化改性沥青及其制备方法，高抗老化改性沥青以质量分数计包含72％～80％基质沥青，1.3％～2.7％受阻胺类光稳定剂，0.5％～1.2％三月桂亚磷酸酯，0.5％～2％硬脂酸钡，6％～8％硅藻土，5％～10％环氧大豆油，5％～8％甲基异丁酮；将受阻胺类光稳定剂和三月桂亚磷酸酯与硬脂酸钡在合适的温度加入基质沥青中，与沥青均匀混合后加入硅藻土，环氧大豆油与甲基异丁酮得到高抗老化的改性沥青。本发明专利技术制得的沥青，具有极高的热稳定性与光稳定性，应用于沥青路面中，可大幅提高其路用性能与耐久性，可延长高等级沥青路面的养护周期与使用寿命，具有极高的性价比，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及沥青路面材料
，具体涉及一种高抗老化改性沥青及其制备方法。
技术介绍
沥青路面具有行车舒适性好、养护维修方便等多个优点，经过多年的推广和应用，已逐步发展成为我国高等级公路的主要路面结构形式。在使用过程中，沥青的老化对沥青路面的使用性能和耐久性具有直接影响，因而受到了广泛的关注。沥青的老化常分为由高温引起的热老化和由太阳光(主要是其中包含的紫外线)照射引起的紫外老化。目前，关于热老化的研究已相对成熟，紫外老化的研究还在快速发展。为延缓沥青老化，尤其是沥青的紫外老化，提高沥青路面的服役水平和使用寿命，在沥青中添加改性剂已成为提高沥青路面抗老化能力的主要手段。目前，抗老化改性剂种类繁多，局限性明显，改性剂普遍可有效抑制沥青的热老化，但对沥青紫外老化的抑制作用并不突出，且改性剂化学组分、分子结构均存在较大差异，与沥青类型、集料岩性的相容性均有待进一步研究。同时，对沥青的低温抗裂性能等有可能带来不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种高抗老化改性沥青及其制备方法，抑制光和热对沥青中分子链的裂解作用，使沥青各组分保持稳定，保证沥青路面的路用性能，并大幅延长其使用寿命。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种高抗老化改性沥青，以质量分数计包含以下组分：72％～80％基质沥青，1.3％～2.7％受阻胺类光稳定剂，0.5％～1.2％三月桂亚磷酸酯，0.5％～2％硬脂酸钡，6％～8％硅藻土，5％～10％环氧大豆油，5％～8％甲基异丁酮。进一步，所述的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin770和Chimassorb944按6:4的质量比复配制得。进一步，所述的硅藻土细度为2000目或5000目。进一步，所述的环氧大豆油的环氧值为8％～9％。一种高抗老化改性沥青的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将基质沥青加热到熔融状态后按照一定速度搅拌，并缓慢加入受阻胺类光稳定剂，持续搅拌直至融溶，再将称得的三月桂亚磷酸酯和硬脂酸钡缓慢加入沥青中，用玻璃棒搅拌直至融溶，制得混合物；步骤二、将步骤一制得的混合物与称得的硅藻土加热到150℃±5℃，将硅藻土加入到混合物中，并采用高速剪切仪高速搅拌，搅拌结束待混合物静止后，再将称得的环氧大豆油与甲基异丁酮加入混合物中，即制得高抗老化的改性沥青。进一步，所述的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin770和Chimassorb944在烧杯中按6:4的比例均匀混合，用玻璃棒充分搅拌后制得。进一步，所述步骤一中将基质沥青加热到130±5℃，倒入烧杯中保持温度在130℃或160℃左右，利用玻璃棒搅拌，并缓慢加入受阻胺类光稳定剂，持续搅拌直至融溶。进一步，所述步骤二中将硅藻土加入到混合物中，采用高速剪切仪以500rpm的转速搅拌5分钟，再以4000rpm的转速搅拌40分钟后搅拌结束。本专利技术制得的沥青，具有极高的热稳定性与光稳定性，应用于沥青路面中，可大幅提高其路用性能与耐久性，可延长高等级沥青路面的养护周期与使用寿命，具有极高的性价比，应用前景广阔。本专利技术与现有技术相比，还包括以下有益效果：(1)受阻胺类光稳定剂中的受阻胺官能团属于脂环胺类，其在热、光、氧等作用下可以转化为相应的氮氧自由基，该氮氧自由基非常稳定。将其与沥青混合，可有效捕获高分子材料中的烷基自由基、烷氧自由基，在消除活泼自由基的同时，生成氮氧自由基，减缓链的引发和终止、裂解和交联以及取代、异构等化学反应速度，延缓沥青各组分尤其是芳香分和胶质在光和热作用下的氧化反应，抑制羰基的形成与分子链的裂解，保持沥青结构与组分稳定。采用Tinuvin770和Chimassorb944的搭配组合具有良好的协同效应，在耐热稳定性及耐侯性等方面明显优于单一的受阻胺类光稳定剂。(2)三月桂亚磷酸酯是一种优异的有机抗氧化剂，具有突出的耐热性，与受阻胺类光稳定剂并用，其产生的磷酰胺可摧毁氢过氧化物，从而保护了受阻胺类光稳定剂，提高其长效性。硬脂酸钡作为耐光耐热的稳定剂，可抑制沥青热老化反应的发生。三者产生的协同效应明显，且具有极高的相容性，可有效抑制以氧化反应为主的沥青紫外老化作用与沥青分子链的裂解，大幅提高光稳定剂的使用效能，保证使用后期沥青的高低温性能，提高沥青路面的使用寿命。(3)硅藻土作为常用的沥青改性剂，有多孔、粒度小和比表面积大等结构特征，可吸附沥青中轻质组分，与环氧大豆油与甲基异丙酮并用，可提高光稳定剂与抗氧化剂在沥青中的相容性，保证各种外加剂性能的发挥，从而提高沥青的路用性能。【具体实施方式】下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步详细描述：遵从上述技术方案，以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术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专利技术的保护范围。本专利技术提供一种高抗老化改性沥青，制得的改性沥青以质量分数计，由以下原料组成：72％～80％基质沥青，1.3％～2.7％受阻胺类光稳定剂，0.5％～1.2％三月桂亚磷酸酯，0.5％～2％硬脂酸钡，6％～8％硅藻土，5％～10％环氧大豆油，5％～8％甲基异丁酮，原料的质量分数之和为100％。其中：所述的基质沥青为所有型号的普通道路石油沥青，或其他改性沥青。所述的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin770和Chimassorb944按6:4的质量比复配。所述的硅藻土细度为2000目或5000目。所述的环氧大豆油其环氧值为8％。高抗老化改性沥青制备工艺简单，在室内及沥青加工厂制备方法如下：按原料比例称取基质沥青，受阻胺类光稳定剂Tinuvin770和Chimassorb944，三月桂亚磷酸酯，硬脂酸钡，硅藻土，环氧大豆油，甲基异丁酮，备用。将两种受阻胺类光稳定剂Tinuvin770和Chimassorb944在烧杯中按6:4的比例均匀混合，用玻璃棒充分搅拌，制得混合物A。将基质沥青加热到130±5℃，其沥青胶浆制备方法为将熔融的基质沥青倒入烧杯中，保持温度在130℃或160℃左右，利用玻璃棒按照一定速度搅拌，并缓慢加入混合物A，持续搅拌20分钟直至融溶，再将称得的三月桂亚磷酸酯和硬脂酸钡缓慢加入沥青中，用玻璃棒按照一定速度搅拌10分钟，制得混合物B。将混合物B与称得的硅藻土加热到150℃±5℃，将硅藻土加入到熔融态的沥青中，采用高速剪切仪以500rpm的转速搅拌5分钟，再以4000rpm的转速搅拌40分钟，得到混合物C。将混合物C在室温下静置20分钟，再将称得的环氧大豆油与甲基异丁酮加入混合物C中，即可得到高抗老化的改性沥青。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。对比例1：90#基质沥青原料为90#基质沥青，直接由厂家提供。对比例2：SBS改性沥青高分子聚合物改性沥青，原料为90#基质沥青加入4％的SBS制备的SBS改性沥青，直接由厂家提供。实施例1：高抗老化的改性沥青一种高抗老化改性沥青，以质量分数计，由以下原料组成：基质沥青75.5％，受阻胺类光稳定剂2.7％，三月桂亚磷酸酯0.6％，硬脂酸钡1.2％，硅藻土7％，环氧大豆油5％，甲基异丁酮8％，原料的质量分数之和为100％。上述基质沥青采用90#基质沥青，可由其他型号沥青替代；上述的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin770和Chimassorb944按6:4的质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高抗老化改性沥青，其特征在于，以质量分数计包含以下组分：72％～80％基质沥青，1.3％～2.7％受阻胺类光稳定剂，0.5％～1.2％三月桂亚磷酸酯，0.5％～2％硬脂酸钡，6％～8％硅藻土，5％～10％环氧大豆油，5％～8％甲基异丁酮。

【技术特征摘要】
1.一种高抗老化改性沥青，其特征在于，以质量分数计包含以下组分：72％～80％基质沥青，1.3％～2.7％受阻胺类光稳定剂，0.5％～1.2％三月桂亚磷酸酯，0.5％～2％硬脂酸钡，6％～8％硅藻土，5％～10％环氧大豆油，5％～8％甲基异丁酮。2.根据权利要求1所述的高抗老化改性沥青，其特征在于：所述的受阻胺类光稳定剂为Tinuvin770和Chimassorb944按6:4的质量比复配制得。3.根据权利要求1所述的高抗老化改性沥青，其特征在于：所述的硅藻土细度为2000目或5000目。4.根据权利要求1所述的高抗老化改性沥青，其特征在于：所述的环氧大豆油的环氧值为8％～9％。5.一种权利要求1所述高抗老化改性沥青的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将基质沥青加热到熔融状态后按照一定速度搅拌，并缓慢加入受阻胺类光稳定剂，持续搅拌直至融溶，再将称得的三月桂亚磷酸酯和硬脂酸钡缓慢加入沥青中，用玻璃棒搅拌直至...

【专利技术属性】
技术研发人员：何锐，刘斌清，陈骞，黄鑫，仵江涛，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61