一種用于重載交通道路的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青及其制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于重載交通道路的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青及其制備方 法，屬于道路鋪設(shè)材料技術(shù)領(lǐng)域
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展帶來(lái)交通運(yùn)輸需求的快速增長(zhǎng)，普通瀝青路面 通車不久就出現(xiàn)了道路病害，如低溫開裂、車轍、水損害、坑槽等，造成嚴(yán)重的危害。SBS改 性瀝青路面在此背景下得到了廣泛的應(yīng)用，但SBS屬于熱塑性橡膠類改性劑，本身與石油 瀝青相容性差，其改性必須經(jīng)過(guò)預(yù)混合，容易產(chǎn)生離析，施工后依舊會(huì)導(dǎo)致路面產(chǎn)生早期病 害；天然巖瀝青等改性技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。
[0003] 布敦巖瀝青產(chǎn)自南太平洋印度尼西亞蘇拉威西省布敦島，布敦巖瀝青是石油在巖 石夾縫中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)億萬(wàn)年的沉積變化，在熱、壓力、氧化、融媒、細(xì)菌的綜合作用下生成的瀝 青類物。布敦巖瀝青中含有25% ±3%的天然瀝青，其作為廣義改性瀝青的一種，具有性質(zhì) 穩(wěn)定、相容性好。
[0004] 納米材料改性瀝青是道路交通材料研宄中的熱點(diǎn)和前沿課題，納米材料改性瀝青 不同于其他改性瀝青，根本原因在于納米材料改性瀝青是從微觀結(jié)構(gòu)上改變?yōu)r青性能，從 根本上大幅度改善瀝青性能。隨著我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展，汽車尾氣排放已成為我國(guó)空氣污 染的主要來(lái)源，研發(fā)環(huán)保型路面材料也已成為路面新型材料的必然趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是提供一種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青及其制備方法，提高布 敦巖改性瀝青的穩(wěn)定性和抗紫外線老化能力，從而延長(zhǎng)布敦巖改性瀝青的耐久性；添加的 納米材料可有效分解汽車尾氣中的氮氧化物，凈化空氣。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明專利采用如下技術(shù)方案：一種納米材料復(fù)配布敦巖改性 瀝青，由基質(zhì)瀝青、布敦巖瀝青、納米鈦白粉制成，其中布敦巖含量為基質(zhì)瀝青重量的5%~ 30%，納米鈦白粉含量為基質(zhì)瀝青重量的0. 08%~0. 3%。
[0007] 優(yōu)選的組成為：布敦巖瀝青含量為基質(zhì)瀝青重量的5%~30%，納米鈦白粉含量 為基質(zhì)瀝青重量的〇. 08%~0. 3%。
[0008] 優(yōu)選的，所述基質(zhì)瀝青的針入度為40~lOOdmm、軟化點(diǎn)為40°C~50°C。
[0009] 優(yōu)選的，所述布敦巖瀝青的天然瀝青含量25% ±3%，三氯乙烯溶解度25%~ 27%，閃點(diǎn)彡230°C，加熱損失< 2.0%，含水量< 2%。
[0010] 優(yōu)選的，所述納米鈦白粉為金紅石型鈦白粉，外觀為白色疏松粉末，金紅石含量 99. 8%以上，所述納米鈦白粉粒徑在15~100nm之間為宜。
[0011] 制備納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青的方法，包括如下步驟：
[0012] (1)將基質(zhì)瀝青加熱至135°C~160°C，緩慢加入稱量好的納米鈦白粉，高速剪切 10~30分鐘，使其混合均勻；
[0013] (2)將步驟1的瀝青混合物加熱至170°C~175°C，緩慢加入稱量好的布敦巖瀝青， 高速剪切10~30分鐘，即可制備出納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青。
[0014] 所述步驟1中向基質(zhì)瀝青中加入納米鈦白粉的添加時(shí)間控制在5分鐘內(nèi)，加入后 的混合物溫度低于170°C。
[0015] 所述步驟1、2中高速剪切機(jī)剪切速率為3000~5000r/min。
[0016] 有益效果：本發(fā)明所述的一種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青采用以上技術(shù)方案與 現(xiàn)有技術(shù)相比，具有一下技術(shù)效果：
[0017] 1、廣品中均勾分布納米欽白粉，可提尚廣品的存儲(chǔ)穩(wěn)定性；
[0018] 2、產(chǎn)品的抗紫外線老化能力得到有效提高，延長(zhǎng)路面的使用壽命；
[0019] 3、產(chǎn)品可有效的分解汽車尾氣中的氮氧化物，具有凈化空氣的作用；
[0020] 4、產(chǎn)品的溫度敏感性得到明顯改善，其高溫抗車轍、低溫抗開裂性能提升顯著。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí) 施例范圍之中，在不背離本發(fā)明的技術(shù)解決方案前提下，對(duì)本發(fā)明所作的本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員容易實(shí)現(xiàn)的任何改動(dòng)或改變都將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
[0022] 實(shí)施例1 :一種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，由以下質(zhì)量份的原料制成：
[0023] 基質(zhì)瀝青100kg;納米鈦白粉0. 08kg;布敦巖瀝青5kg;
[0024] 納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青的制備方法，其特征是包括以下步驟：
[0025]1)、按質(zhì)量配比稱取各組分；
[0026] 2)、將基質(zhì)瀝青加熱至160°C，緩慢加入稱量好的納米鈦白粉，高速剪切30分鐘， 使其混合均勻；
[0027]3)、將步驟2的瀝青混合物加熱至175°C，緩慢加入稱量好的布敦巖瀝青，高速剪 切30分鐘，即可制備出納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青。
[0028] 實(shí)施例2 :-種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，由以下質(zhì)量份的原料制成：
[0029]基質(zhì)瀝青100kg;納米鈦白粉0. 15kg;布敦巖瀝青15kg;
[0030] 制備方法同實(shí)施例1。
[0031] 實(shí)施例3:-種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，由以下質(zhì)量份的原料制成：
[0032] 基質(zhì)瀝青100kg;納米鈦白粉0. 3kg;布敦巖瀝青30kg;
[0033] 制備方法同實(shí)施例1。
[0034] 效果試驗(yàn)
[0035] 基質(zhì)瀝青采用AH-70,納米鈦白粉采用粒徑30nm的，按照實(shí)例1、2、3方法制備納米 材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)進(jìn)行相關(guān)項(xiàng) 目的試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)方法依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011)，檢 測(cè)結(jié)果如表1所示。
[0036] 表1納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青性能檢測(cè)
[0037]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于重載交通道路的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，其特征在于：由基質(zhì)瀝 青、布敦巖瀝青、納米鈦白粉制成，其中布敦巖瀝青含量為基質(zhì)瀝青重量的5 %~30 %，納 米鈦白粉含量為基質(zhì)瀝青重量的〇. 08%~0. 3%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，其特征在于：所述基質(zhì)瀝青 的針入度為40~lOOdmm、軟化點(diǎn)為40°C~50°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，其特征在于：所述布敦巖 瀝青的天然瀝青含量25 % ± 3 %，三氯乙烯溶解度25 %~27 %，閃點(diǎn)多230 °C，加熱損失 < 2%，含水量< 2%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，其特征在于：所述納米鈦白 粉為金紅石型鈦白粉，外觀為白色疏松粉末，金紅石含量99. 8 %以上，所述納米鈦白粉粒徑 在15~IOOnm之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1~4所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青的制備方法，其特征在于： 包括如下步驟： (1) 將基質(zhì)瀝青加熱至135°C~160°C，緩慢加入稱量好的納米鈦白粉，高速剪切10~ 30分鐘，使其混合均勻； (2) 將步驟1的瀝青混合物加熱至165°C~175°C，緩慢加入稱量好的布敦巖瀝青，高速 剪切10~30分鐘，即可制備出納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青的制備方法，其特征在于：所 述步驟1中向基質(zhì)瀝青中加入納米鈦白粉的添加時(shí)間控制在5min內(nèi)，加入后的混合物溫度 低于170°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青的制備方法，其特征在于：所 述步驟1、2中，高速剪切機(jī)剪切速率為3000~5000r/min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青，由基質(zhì)瀝青、布敦巖瀝青、納米鈦白粉制成，其中布敦巖含量為基質(zhì)瀝青重量的5％～30％，納米鈦白粉含量為基質(zhì)瀝青重量的0.08％～0.3％，該納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青制備方法為：(1)將基質(zhì)瀝青加熱至135℃～160℃，緩慢加入稱量好的納米鈦白粉，高速剪切10～30分鐘，使其混合均勻；(2)將步驟1的瀝青混合物加熱至170℃～175℃，緩慢加入稱量好的布敦巖瀝青，高速剪切10～30分鐘，即可制備出納米材料復(fù)配布敦巖改性瀝青。本發(fā)明制備的改性瀝青可改善瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性、瀝青的溫度敏感性(高溫抗車轍、低溫抗開裂)及抗紫外線老化，同時(shí)還可有效分解汽車尾氣中的氮氧化物，具有凈化空氣的作用，具有良好的社會(huì)環(huán)保效益。
【IPC分類】C08L95-00, C08K3-22
【公開號(hào)】CN104817850
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510234591
【發(fā)明人】孟勇軍, 楊斌, 毛明亮, 蔣允田, 李方念, 邵明明, 程維
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月11日