CN104817850A

CN104817850A - 一种用于重载交通道路的纳米材料复配布敦岩改性沥青及其制备工艺

Info

Publication number: CN104817850A
Application number: CN201510234591.3A
Authority: CN
Inventors: 孟勇军; 杨斌; 毛明亮; 蒋允田; 李方念; 邵明明; 程维
Original assignee: Guangxi University
Current assignee: Guangxi University
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2015-05-11
Publication date: 2015-08-05

Abstract

本发明公开了一种纳米材料复配布敦岩改性沥青，由基质沥青、布敦岩沥青、纳米钛白粉制成，其中布敦岩含量为基质沥青重量的5％～30％，纳米钛白粉含量为基质沥青重量的0.08％～0.3％，该纳米材料复配布敦岩改性沥青制备方法为：(1)将基质沥青加热至135℃～160℃，缓慢加入称量好的纳米钛白粉，高速剪切10～30分钟，使其混合均匀；(2)将步骤1的沥青混合物加热至170℃～175℃，缓慢加入称量好的布敦岩沥青，高速剪切10～30分钟，即可制备出纳米材料复配布敦岩改性沥青。本发明制备的改性沥青可改善沥青的储存稳定性、沥青的温度敏感性(高温抗车辙、低温抗开裂)及抗紫外线老化，同时还可有效分解汽车尾气中的氮氧化物，具有净化空气的作用，具有良好的社会环保效益。

Description

一种用于重载交通道路的纳米材料复配布敦岩改性沥青及其制备工艺

技术领域

本发明涉及一种用于重载交通道路的纳米材料复配布敦岩改性沥青及其制备方法，属于道路铺设材料技术领域

背景技术

近年来，我国社会经济的迅猛发展带来交通运输需求的快速增长，普通沥青路面通车不久就出现了道路病害，如低温开裂、车辙、水损害、坑槽等，造成严重的危害。SBS改性沥青路面在此背景下得到了广泛的应用，但SBS属于热塑性橡胶类改性剂，本身与石油沥青相容性差，其改性必须经过预混合，容易产生离析，施工后依旧会导致路面产生早期病害；天然岩沥青等改性技术也应运而生。

布敦岩沥青产自南太平洋印度尼西亚苏拉威西省布敦岛，布敦岩沥青是石油在岩石夹缝中经过长达亿万年的沉积变化，在热、压力、氧化、融媒、细菌的综合作用下生成的沥青类物。布敦岩沥青中含有25％±3％的天然沥青，其作为广义改性沥青的一种，具有性质稳定、相容性好。

纳米材料改性沥青是道路交通材料研究中的热点和前沿课题，纳米材料改性沥青不同于其他改性沥青，根本原因在于纳米材料改性沥青是从微观结构上改变沥青性能，从根本上大幅度改善沥青性能。随着我国交通行业的发展，汽车尾气排放已成为我国空气污染的主要来源，研发环保型路面材料也已成为路面新型材料的必然趋势。

发明内容

本发明的目的就是提供一种纳米材料复配布敦岩改性沥青及其制备方法，提高布敦岩改性沥青的稳定性和抗紫外线老化能力，从而延长布敦岩改性沥青的耐久性；添加的纳米材料可有效分解汽车尾气中的氮氧化物，净化空气。

为实现上述目的，本发明专利采用如下技术方案：一种纳米材料复配布敦岩改性沥青，由基质沥青、布敦岩沥青、纳米钛白粉制成，其中布敦岩含量为基质沥青重量的5％～30％，纳米钛白粉含量为基质沥青重量的0.08％～0.3％。

优选的组成为：布敦岩沥青含量为基质沥青重量的5％～30％，纳米钛白粉含量为基质沥青重量的0.08％～0.3％。

优选的，所述基质沥青的针入度为40～100dmm、软化点为40℃～50℃。

优选的，所述布敦岩沥青的天然沥青含量25％±3％，三氯乙烯溶解度25％～27％，闪点≥230℃，加热损失＜2.0％，含水量＜2％。

优选的，所述纳米钛白粉为金红石型钛白粉，外观为白色疏松粉末，金红石含量99.8％以上，所述纳米钛白粉粒径在15～100nm之间为宜。

制备纳米材料复配布敦岩改性沥青的方法，包括如下步骤：

(1)将基质沥青加热至135℃～160℃，缓慢加入称量好的纳米钛白粉，高速剪切10～30分钟，使其混合均匀；

(2)将步骤1的沥青混合物加热至170℃～175℃，缓慢加入称量好的布敦岩沥青，高速剪切10～30分钟，即可制备出纳米材料复配布敦岩改性沥青。

所述步骤1中向基质沥青中加入纳米钛白粉的添加时间控制在5分钟内，加入后的混合物温度低于170℃。

所述步骤1、2中高速剪切机剪切速率为3000～5000r/min。

有益效果：本发明所述的一种纳米材料复配布敦岩改性沥青采用以上技术方案与现有技术相比，具有一下技术效果：

1、产品中均匀分布纳米钛白粉，可提高产品的存储稳定性；

2、产品的抗紫外线老化能力得到有效提高，延长路面的使用寿命；

3、产品可有效的分解汽车尾气中的氮氧化物，具有净化空气的作用；

4、产品的温度敏感性得到明显改善，其高温抗车辙、低温抗开裂性能提升显著。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中，在不背离本发明的技术解决方案前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。

实施例1：一种纳米材料复配布敦岩改性沥青，由以下质量份的原料制成：

基质沥青100kg；纳米钛白粉0.08kg；布敦岩沥青5kg；

纳米材料复配布敦岩改性沥青的制备方法，其特征是包括以下步骤：

1)、按质量配比称取各组分；

2)、将基质沥青加热至160℃，缓慢加入称量好的纳米钛白粉，高速剪切30分钟，使其混合均匀；

3)、将步骤2的沥青混合物加热至175℃，缓慢加入称量好的布敦岩沥青，高速剪切30分钟，即可制备出纳米材料复配布敦岩改性沥青。

实施例2：一种纳米材料复配布敦岩改性沥青，由以下质量份的原料制成：

基质沥青100kg；纳米钛白粉0.15kg；布敦岩沥青15kg；

制备方法同实施例1。

实施例3：一种纳米材料复配布敦岩改性沥青，由以下质量份的原料制成：

基质沥青100kg；纳米钛白粉0.3kg；布敦岩沥青30kg；

制备方法同实施例1。

效果试验

基质沥青采用AH-70，纳米钛白粉采用粒径30nm的，按照实例1、2、3方法制备纳米材料复配布敦岩改性沥青，依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进行相关项目的试验检测，试验方法依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)，检测结果如表1所示。

表1纳米材料复配布敦岩改性沥青性能检测

Claims

1.一种用于重载交通道路的纳米材料复配布敦岩改性沥青，其特征在于：由基质沥青、布敦岩沥青、纳米钛白粉制成，其中布敦岩沥青含量为基质沥青重量的5％～30％，纳米钛白粉含量为基质沥青重量的0.08％～0.3％。

2.根据权利要求1所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青，其特征在于：所述基质沥青的针入度为40～100dmm、软化点为40℃～50℃。

3.根据权利要求1所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青，其特征在于：所述布敦岩沥青的天然沥青含量25％±3％，三氯乙烯溶解度25％～27％，闪点≥230℃，加热损失＜2％，含水量＜2％。

4.根据权利要求1所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青，其特征在于：所述纳米钛白粉为金红石型钛白粉，外观为白色疏松粉末，金红石含量99.8％以上，所述纳米钛白粉粒径在15～100nm之间。

5.根据权利要求1～4所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(2)将步骤1的沥青混合物加热至165℃～175℃，缓慢加入称量好的布敦岩沥青，高速剪切10～30分钟，即可制备出纳米材料复配布敦岩改性沥青。

6.根据权利要求5所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青的制备方法，其特征在于：所述步骤1中向基质沥青中加入纳米钛白粉的添加时间控制在5min内，加入后的混合物温度低于170℃。

7.根据权利要求5所述的纳米材料复配布敦岩改性沥青的制备方法，其特征在于：所述步骤1、2中，高速剪切机剪切速率为3000～5000r/min。