本发明属于沥青改性技术领域，具体涉及一种功能化组装ldhs/sbs复合材料及其制备方法和应用。
背景技术：
sbs改性沥青因具有优异的路用性能（高温抗车辙和低温抗开裂性能），广泛地应用在公路建设中。尤其随着交通流量不断增大，车辆日益大型化以及重载超载现象愈加普遍，普通沥青材料已无法满足现代交通发展的需求，现代公路建设对sbs改性沥青的需求越来越大。但sbs改性沥青在服役过程中受到外界环境影响，沥青材料易发生热氧和紫外老化，同时sbs易发生老化降解，沥青和sbs的性能劣化导致沥青路面易发生车辙、坑槽及开裂等病害，严重影响了沥青路面的服役寿命，因此要获得抗老化性能优异的sbs改性沥青，不仅要同时提高沥青的抗热氧老化和光氧老化能力，还需要增强sbs材料的抗老化降解能力。
为了改善sbs改性沥青的抗老化性能，专利cn102174269b公布了一种镁铝基层状双氢氧化物耐老化sbs改性沥青及其制备方法，所采用的ldhs具有独特的层板结构使其能够屏蔽紫外光，其加入sbs改性沥青中可以提高沥青的抗紫外老化能力。虽然ldhs具有较好的抗紫外老化能力，但在抗热氧老化方面表现一般。另一方面，目前，针对sbs改性沥青抗老化问题，更多针对沥青的老化，对sbs老化降解问题的关注相对较少。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种功能化组装ldhs/sbs复合材料，用于改性沥青，以获得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的sbs改性沥青材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）/sbs复合材料，它是由功能化组装ldhs、sbs、引发剂、分散剂和软化剂经转矩流变仪高温捏合而成，各原材料质量分数分别为：24~45%功能化组装ldhs，45~70%sbs，0.5~1%引发剂，0.5~1.5%分散剂，5~10%软化剂。所述的功能化组装ldhs是由阴离子型抗氧剂活性成分插层改性和表面改性剂表面有机化修饰改性共同功能化组装所制备的。
上述的功能化组装ldhs的制备方法为：将ldhs置于550℃条件下的马弗炉中120min，以去除ldhs层间阴离子，然后将处理过的ldhs与4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺溶液（4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺与水体积比8:2）在低速条件下均匀搅拌60min，最后将插层改性的ldhs真空抽滤、反复洗涤、烘干、粉碎，得到抗氧剂插层改性的ldhs；将制备的插层改性ldhs添加到体积比95:5的乙醇-水溶液中，先在50℃条件下搅拌30min，并缓慢滴加乙酸控制混合溶液的ph在4~6，然后将反丁烯二酸硝酸铬络合物添加混合溶液，继续在50℃，ph为4~6条件下快速搅拌反应150min，并将温度升高到70℃，继续反应30min；最后将改性的ldhs经真空抽滤、洗涤、烘干、研磨成粉末粒径小于0.075mm，即可得到功能化组装ldhs改性剂。
上述的sbs为线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
上述的引发剂为过氧化二苯甲酰（bpo）。
上述的分散剂为脂肪酸锌。
上述的软化剂为脂肪烃油。
上述的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）/sbs复合材料的制备方法，按照如下步骤：
1)各原材料按照不同质量比：24~45%功能化组装ldhs，45~70%sbs，0.5~1%引发剂，0.5~1.5%分散剂，5~10%软化剂，均匀混合；
2)将混合物添加到转矩流变仪在120℃条件下，高速捏合5min；
3)利用高速粉碎机对转矩流变仪捏合的sbs复合物进行粉碎，即可得到功能化镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）/sbs复合材料。
本发明还公开了一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）/sbs复合材料改性沥青，其特征是由沥青、功能化组装ldhs/sbs复合材料和稳定剂组成，各原材料的质量百分比：沥青84.95~94.99%，功能化组装ldhs/sbs复合材料5~15%，稳定剂0.01~0.05%。
上述的沥青为道路石油沥青，25℃针入度为60~120dmm，软化点为40~55℃，10℃延度为15~25cm。
上述的稳定剂为硫磺。
上述的功能化ldhs/sbs复合材料改性沥青的制备方法，其特征包括以下步骤：
将沥青加热至流动状态，在低速搅拌下缓慢添加所制备的功能化ldhs/sbs复合材料和稳定剂到沥青中，在160℃，高剪切速率5000rpm条件下进行熔融共混60min后，停止高速剪切，改为低速搅拌90min，即可制得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青。
本发明的有益效果如下：
1）本发明利用ldhs层板结构特性，将抗氧剂活性成分插层到ldhs层间，赋予ldhs抗热氧老化能力，并利用ldhs层板的限域作用阻止抗氧剂在沥青中向表面迁移，提高抗氧剂的长效性，使ldhs同时兼具优异的抗热氧和紫外老化能力。
2）本发明利用表面改性剂与ldhs表面的极性基团（羟基）发生反应，抑制ldhs颗粒间的团聚，同时在ldhs表面引入特定的有机官能团，显著提高ldhs在沥青中的分散性。并通过利用改性ldhs表面的有机官能团与sbs分子链间发生物理化学反应，将其制备成复合材料以增强sbs抗降解能力以及进一步提高ldhs和sbs在沥青中相容稳定性。
3）本发明将上述功能化组装ldhs/sbs复合材料对沥青进行改性，可制备出相容稳定性和抗老化能力等性能优异的sbs改性沥青。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中所采用的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）改性剂的制备方法为：将ldhs置于550℃条件下的马弗炉中120min，以去除ldhs层间阴离子，然后将处理过的ldhs与4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺溶液（4,4'-二(苯基异丙基)二苯胺与水体积比8:2）在低速条件下均匀搅拌60min，最后将插层改性的ldhs真空抽滤、反复洗涤、烘干、粉碎，即得到抗氧剂插层改性的ldhs；将制备的插层改性ldhs添加到体积比95:5的乙醇-水溶液中，在50℃条件下搅拌30min，并缓慢滴加乙酸控制混合溶液的ph在4~6，然后将反丁烯二酸硝酸铬络合物添加混合溶液，先在50℃，ph为4~6条件下快速搅拌反应150min，然后将温度升高到70℃，继续反应30min；最后将改性的ldhs真空抽滤、洗涤、烘干、研磨成粉末粒径小于0.075mm，即可得到功能化组装ldhs改性剂。
实施例1：
将24份（质量份数，下同）功能化组装改性ldhs，70份sbs，0.5份过氧化二苯甲酰，0.5份脂肪酸锌，5份脂肪烃油进行均匀混合，然后将混合物添加到转矩流变仪在120℃条件下，高速捏合5min；最后利用高速粉碎机对转矩流变仪捏合的sbs复合物粉碎3min，即可得到功能化组装ldhs/sbs复合材料。
将94.99份沥青加热至流动状态，在低速搅拌下缓慢添加5份功能化组装ldhs/sbs复合材料和0.01份硫磺到沥青中，在160℃，高剪切速率5000rpm条件下进行熔融共混60min后，停止高速剪切，改为低速搅拌90min，即可制得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青。
对比例1：
将未改性ldhs、sbs、沥青以及硫磺按照实施例1所述的原料配比和制备方法进行操作，制备出实施例1改性沥青的对比样。
通过对实施例1和对比例1所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(rtfot)和紫外老化(uv)，并对老化前后部分物理性能指标进行测试，所得到的结果如表1。
通过表1改性沥青相容稳定性和抗老化性能测试结果发现，相比较sbs改性沥青，经过功能化组装改性后，功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青具有更优异的相容稳定性和抗老化性能。
实施例2：
将45份（质量份数，下同）功能化组装改性ldhs，45份sbs，0.5份过氧化二苯甲酰，0.5份脂肪酸锌，9份脂肪烃油进行均匀混合，然后将混合物添加到转矩流变仪在120℃条件下，高速捏合5min；最后利用高速粉碎机对转矩流变仪捏合的sbs复合物粉碎3min，即可得到功能化组装ldhs/sbs复合材料。
将84.95份沥青加热至流动状态，在低速搅拌下缓慢添加15份功能化ldhs/sbs复合材料和0.05份硫磺到沥青中，在160℃，高剪切速率5000rpm条件下进行熔融共混60min后，停止高速剪切，改为低速搅拌90min，即可制得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青。
对比例2：
将未改性ldhs、sbs、沥青以及硫磺按照实施例2所述的原料配比和制备方法进行操作，制备出实施例2改性沥青的对比样。
通过对实施例2和对比例2所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(rtfot)和紫外老化(uv)，并对老化前后部分物理性能指标进行测试，所得到的结果如表2。
通过表2改性沥青相容稳定性和抗老化性能测试结果发现，相比较sbs改性沥青，经过功能化组装改性后，功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青具有更优异的相容稳定性和抗老化性能。
实施例3：
将30份（质量份数，下同）功能化组装改性ldhs，60份sbs，1份过氧化二苯甲酰，1份脂肪酸锌，8份脂肪烃油进行均匀混合，然后将混合物添加到转矩流变仪在120℃条件下，高速捏合5min；最后利用高速粉碎机对转矩流变仪捏合的sbs复合物粉碎3min，即可得到功能化镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（ldhs）/sbs复合材料。
将90份沥青加热至流动状态，在低速搅拌下缓慢添加9.99份功能化ldhs/sbs复合材料和0.01份硫磺到沥青中，在160℃，高剪切速率5000rpm条件下进行熔融共混60min后，停止高速剪切，改为低速搅拌90min，即可制得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青。
对比例3：
将未改性ldhs、sbs、沥青以及硫磺按照实施例3所述的原料配比和制备方法进行操作，制备出实施例3改性沥青的对比样。
通过对实施例3和对比例3所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(rtfot)和紫外老化(uv)，并对老化前后部分物理性能指标进行测试，所得到的结果如表3。
通过表3改性沥青相容稳定性和抗老化性能测试结果发现，相比较sbs改性沥青，经过功能化组装改性后，功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青具有更优异的相容稳定性和抗老化性能。
实施例4：
将40份（质量份数，下同）功能化组装改性ldhs，49份sbs，0.7份过氧化二苯甲酰，0.8份脂肪酸锌，9.5份脂肪烃油进行均匀混合，然后将混合物添加到转矩流变仪在120℃条件下，高速捏合5min；最后利用高速粉碎机对转矩流变仪捏合的sbs复合物粉碎3min，即可得到功能化组装ldhs/sbs复合材料。
将85份沥青加热至流动状态，在低速搅拌下缓慢添加14.95份功能化ldhs/sbs复合材料和0.05份硫磺到沥青中，在160℃，高剪切速率5000rpm条件下进行熔融共混60min后，停止高速剪切，改为低速搅拌90min，即可制得相容稳定性以及抗热氧和紫外老化能力优异的功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青。
对比例4：
将未改性ldhs、sbs、沥青以及硫磺按照实施例3所述的原料配比和制备方法进行操作，制备出实施例4改性沥青的对比样。
通过对实施例4和对比例4所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(rtfot)和紫外老化(uv)，并对老化前后部分物理性能指标进行测试，所得到的结果如表4。
通过表4改性沥青相容稳定性和抗老化性能测试结果发现，相比较sbs改性沥青，经过功能化组装改性后，功能化组装ldhs/sbs复合材料改性沥青具有更优异的相容稳定性和抗老化性能。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。