专利名称：一种绿层硅铈钛矿材料改性沥青及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种改性浙青材料及其制备方法，具体涉及一种绿层硅铈钛矿材料改性浙青及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的高速发展，我国公路等级的不断提高，浙青路面已成为高等级公路路面中占主要地位的路面结构。但随着交通量的不断增长，车辆大型化，交通渠化和超载严重等，使浙青路面面临严峻考验，从而对浙青及浙青混合料也提出了相应的性能要求，一般的浙青材料品质难以满足高等级浙青路面结构的要求，尽管使用了符合重交通的石油浙青，但出现的结构破坏仍然存在。我国新建高等级公路在建成初期一般都具有良好的路面使用性能，但由于所使用材料(浙青材料、砂石料)的差异，随着车辆荷载作用次数的增加，其表面功能逐步退化，仅3 4年就出现早期破坏，产生高温车辙、低温开裂、疲劳开裂、松 散、坑槽和老化等破坏现象，使用寿命大大降低，设计使用年限10 15年，实际往往使用4 5年后就必须进行大、中修。为了减少浙青路面的早期损坏，提高浙青路面的使用性能及使用寿命，一大批科研工作者对浙青改性进行了深入的研究。王在杭等(专利公开号CN 102219442A)公开了以浙青、砂石料和硅藻土为原料制备合成的硅藻土改性浙青材料，该方法制得的浙青改性材料成本低、工艺简单，但存在耐高、低温性能和抗老化性能较差等问题。
发明内容
针对现有技术中硅藻土、有机高聚物等改性材料改性浙青存在耐高、低温性能和抗老化性能较差的问题，本发明的目的是提供一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，以解决浙青路面普遍存在的高温车辙、低温开裂、疲劳开裂及老化问题。本发明的另一个目的是提供一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青的制备方法。本发明是通过以下技术方案加以实现的—种由基质浙青、绿层硅铈钛矿和乳化剂溶液混合制得的改性浙青，以质量百分数计，其原料配比为基质浙青质量分数占80 90%、绿层硅铈钛矿质量分数占8 18%和乳化剂溶液质量分数占2 12%，其中乳化剂溶液主要由表面活性剂、稳定剂、水和酸碱调节剂配制而成，且表面活性剂、稳定剂和水三者的质量比为8 15 O. 5 5 260 700。—种绿层娃铺钛矿材料改性基质浙青,其具体制备过程如下a.将一定量的表面活性剂、稳定剂和水(其质量比为8 15 O. 5 5 260 700)加入烧杯中，加热溶液，待温度升至60 90°C时，用酸碱调节剂调节溶液的pH为2 6，制成乳化剂水溶液；b.将乳化剂水溶液、绿层娃铺钦矿材料一起加入揽祥iiS中。启动乳化机，为防止电流过大烧毁电机，初始转速控制在300r/min,然后慢慢逐渐加速并稳定至4000r/min。
C.将熔融的热基质浙青(加热至120 150°C )缓缓注入搅拌罐中,待热基质浙青全部注入，将乳化机转速调整至4500r/min,搅拌60min停机,制成绿层娃铺钛矿材料改性基质浙青乳液；d.将绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青乳液在120 150°C恒温条件下加热，加热过程中不断搅拌直至乳液破乳，最后在160°C加热搅拌蒸发30 60min，即制得绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青。所述的基质浙青来自新疆克拉玛依AH-70，其针入度范围为20 200/0. 1mm，软化点为30 IOO0C ；所述的绿层硅铈钛矿材料主要成分为CeNa2Ca4Ti [Si4O15F3]，其长度为50 120nm,直径为 10 30nm。所述的表面活性剂为十八烷基三乙基氯化铵或十六烷基三乙基溴化铵、稳定剂为氯化镁或氯化钙、酸碱调节剂为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸或柠檬酸。 本发明与现有技术相比，其显著特征是I、绿层硅铈钛矿材料具有环保、质量稳定、耐高温、耐化学腐蚀和机械性能良好等优点，在浙青改性领域有广泛的应用前景和潜力；2、采用胶乳法制备绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青中加入的表面活性剂可使基质浙青高度分散；3、采用胶乳法制备绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青中加入的稳定剂具有调节浙青微滴的均匀度，提高乳化基质浙青的贮存稳定性等优点；4、采用胶乳法制备绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青中加入的酸碱调节剂，可增强基质浙青微滴与矿料的粘附性和均匀度；5、本发明制得的绿层硅铈钛矿改性基质浙青具有较好的耐高、低温性能和抗老化性能。
具体实施例方式下面通过实例来进一步描述本发明的特征，但本发明并不局限于下述实例。实施例I :将11. 5g十八烷基三乙基氯化铵、5. Og氯化镁和260mL水加入烧杯中，加热溶液，待温度升至75°C时，用盐酸调节溶液的pH为4，制得乳化剂水溶液。然后将制得的乳化剂水溶液移入搅拌罐中，同时加入I. Ikg绿层硅铈钛矿材料，启动乳化机，初始转速控制在300r/min,之后慢慢逐渐加速并稳定至4000r/min。待乳化机转速稳定后将熔融的12. 4kgAH-70热基质浙青(加热至135°C )缓缓注入搅拌罐中，当AH-70热基质浙青全部注入后，将乳化机转速调整至4500r/min，搅拌60min停机，制成绿层硅铈钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液。之后将制得的绿层硅铈钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液在135°C恒温条件下加热，加热过程中不断搅拌直至乳液破乳，最后在160°C加热搅拌蒸发30min即制得绿层娃铈钛矿材料改性AH-70基质浙青。实施例2 将8g十六烷基三乙基溴化铵、5. Og氯化镁和700mL水加入烧杯中，加热溶液，待温度升至60°C时，用醋酸调节溶液的pH为6，制得乳化剂水溶液。然后将制得的乳化剂水溶液移入搅拌罐中，同时加入475g绿层硅铈钛矿材料，启动乳化机，初始转速控制在300r/min，之后慢慢逐渐加速并稳定至4000r/min。待乳化机转速稳定后将熔融的4. 7kg AH-70热基质浙青(加热至120°C )缓缓注入搅拌罐中，当AH-70热基质浙青全部注入后，将乳化机转速调整至4500r/min,搅拌60min停机,制成绿层娃铺钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液。之后将制得的绿层硅铈钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液在120°C恒温条件下加热，力口热过程中不断搅拌直至乳液破乳，最后在160°C加热搅拌蒸发60min即制得绿层硅铈钛矿材料改性AH-70基质浙青。实施例3 将15g十八烷基三乙基氯化铵、O. 5g氯化钙和480mL水加入烧杯中，加热溶液，待温度升至90°C时，用盐酸调节溶液的pH为2，制得乳化剂水溶液。然后将制得的乳化剂水溶液移入搅拌罐中，同时加入920g绿层硅铈钛矿材料，启动乳化机，初始转速控制在300r/min,之后慢慢逐渐加速并稳定至4000r/min。待乳化机转速稳定后将熔融的5.6kg AH-70·热基质浙青(加热至150°C )缓缓注入搅拌罐中，当AH-70热基质浙青全部注入后，将乳化机转速调整至4500r/min,搅拌60min停机,制成绿层娃铺钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液。之后将制得的绿层硅铈钛矿材料改性AH-70基质浙青乳液在150°C恒温条件下加热，力口热过程中不断搅拌直至乳液破乳，最后在160°C加热搅拌蒸发45min即制得绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青。实施例4绿层硅铈钛矿材料改性AH-70浙青性能测试，测试结果如表I所示 针入度按GB/T0604-2000进行测试；软化点按GB/T0606-2000进行测试；延度按GB/T0605-2000进行测试；老化方法为GB/T0609-1998《浙青薄膜加热试验》。表I
权利要求
1.一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，其特征在于以质量百分数计，其原料配比为基质浙青质量分数占80 90 %、绿层硅铈钛矿质量分数占8 18 %和乳化剂溶液质量分数占2 12%，其中所述的乳化剂溶液主要由表面活性剂、稳定剂、水和酸碱调节剂配制而成，且表面活性剂、稳定剂和水三者质量比为8 15 O. 5 5 260 700。
2.根据权利要求I所述的一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，其特征在于，所述的基质浙青来源为新疆克拉玛依AH-70，其针入度范围为20 200/0. 1mm，软化点为30 100。。。
3.根据权利要求I所述的一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，其特征在于，所述的绿层硅铈钛矿材料主要成分为CeNa2Ca4Ti [Si4O15F3]，其长度为50 320 μ m,直径为10 30 μ m0
4.根据权利要求I所述的一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，其特征在于，所述表面活性剂为十八烷基三乙基氯化铵或十六烷基三乙基溴化铵、稳定剂为氯化镁或氯化钙、酸碱调节剂为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸或柠檬酸。
5.根据权利要求I所述的一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青，其特征在于，所述的乳化剂溶液的PH值为2 6，且通过酸碱调节剂来调节。
6.根据权利要求I所述的一种绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤 a.将一定质量比的表面活性剂、稳定剂和水加入烧杯中，加热溶液，待温度升至60 90°C时，用酸碱调节剂调节溶液的pH为2 6，制成乳化剂水溶液； b.将乳化剂水溶液、绿层硅铈钛矿材料一起加入搅拌罐中。启动乳化机，为防止电流过大烧毁电机，初始转速控制在300r/min,然后慢慢逐渐加速并稳定至4000r/min。
c.将熔融的热基质浙青(120 150°C)缓缓注入搅拌罐中，待热基质浙青全部注入，将乳化机转速调整至4500r/min,搅拌60min停机,制成绿层娃铺钛矿材料改性基质浙青乳液； d.将绿层硅铈钛矿材料改性基质浙青乳液在120 150°C恒温条件下加热，加热过程中不断搅拌直至乳液破乳，最后在160°C加热搅拌蒸发30 60min,即制得绿层娃铺钛矿材料改性基质浙青。
全文摘要
本发明公开一种绿层硅铈钛矿材料改性基质沥青及其制备方法，其组成为基质沥青质量分数占80～90％、绿层硅铈钛矿质量分数占8～18％和乳化剂溶液质量分数占2～12％，其中乳化剂溶液主要由表面活性剂、稳定剂、水和酸碱调节剂配制而成，且表面活性剂、稳定剂和水三者的质量比为8～15∶0.5～5∶260～700。本发明制得的绿层硅铈钛矿材料改性基质沥青具有成本低、制备工艺简单、较好的耐高、低温性能和抗老化性能等优点。
文档编号C04B26/26GK102775799SQ20121029801
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者张宇 申请人:张宇