一种纳米聚合物复合改性沥青及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种纳米聚合物复合改性沥青，所述纳米聚合物复合改性沥青由纳米材料、聚合物和基质沥青组成，所述纳米材料为纳米SiO2粒子和膨润土中的一种或两种，所述聚合物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁苯橡胶中的一种或两种。本发明还公开了一种纳米聚合物复合改性沥青的制备方法。本发明所制得的复合改性沥青，与基质沥青相比，高温性能和低温性能均得到显著提高。
【专利说明】一种纳米聚合物复合改性沥青及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于交通土建工程领域，涉及一种纳米聚合物复合改性浙青及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级（l-100nm)的材料。由于纳 米材料比表面积大、活性高，可增加基质浙青的内聚力，使基质浙青在高温下不易变形、软 化和流动，从而提高基质浙青的高温性能；同时，纳米材料均勻地分散在基质浙青中，形成 微骨架结构，将基质浙青紧紧地结合在一起，有利于改善基质浙青的摩擦性能和抗老化性 能等，因此，纳米材料现今已广泛应用于基质浙青的性能提升。目前，未见有同时采用Si02 粒子、膨润土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS)、丁苯橡胶（SBR)的纳米聚合物复 合改性浙青及其制备方法的报道。
[0003] 申请人:分析上述现有纳米材料改性浙青技术手段，存在如下缺陷：（1)现有纳米 材料改性浙青技术手段仅能较好地改善基质浙青的高温性能，难以对基质浙青的低温性能 进行较好地改良；(2)未见针对纳米聚合物复合改性浙青的适宜的制备方法。
【发明内容】
[0004] 发明目的：针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种纳米聚合物 复合改性浙青及其制备方法，按本发明所制得的复合改性浙青，与基质浙青相比，高温性能 和低温性能均得到显著提高。
[0005] 技术方案：为实现上述目的，本发明通过下述技术方案实现：一种纳米聚合物复 合改性浙青，其特征在于，所述纳米聚合物复合改性浙青由纳米材料、聚合物和基质浙青组 成，所述纳米材料为纳米Si02粒子和膨润土中的一种或两种，所述聚合物为苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS)和丁苯橡胶（SBR)中的一种或两种。
[0006] 其中，上述纳米Si02粒子、膨润土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡 胶分别与基质浙青的质量比为0?〇? 〇1:1、〇. 03?0? 05:1、0?0? 04:1、0. 03?0? 06:1。
[0007] 上述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，按下列步骤制得：
[0008] 1)将纳米材料均匀缓慢地加入到熔融的基质浙青中，维持温度为120?150°C，在 转速为lOOOrpm以上的速度下持续剪切搅拌10分钟以上，使纳米材料初步分散在基质浙青 中；
[0009] 2)将聚合物均匀缓慢地加入到经步骤1)处理后的基质浙青中；加热上述基质浙 青并维持温度为160?190°C，在转速为3000rpm以上的速度下持续剪切搅拌40分钟以上， 使得纳米材料和聚合物在基质浙青中分散混合均匀，从而制得纳米聚合物复合改性浙青。
[0010] 其中，上述纳米材料为纳米si〇2粒子和膨润土中的一种或两种，所述聚合物为苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁苯橡胶中的一种或两种。
[0011] 其中，上述纳米Si02粒子、膨润土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡 胶分别与基质浙青的质量比为0?〇? 〇l:l、〇. 03?0? 05:1、0?0? 04:1、0. 03?0? 06:1。
[0012] 其中，上述步骤1)中的转速为1000?5000rpm下持续剪切搅拌搅拌10-30分钟。
[0013] 其中，上述步骤2)中的转速为3000rpm?8000rpm持续剪切搅拌40-60分钟。
[0014] 本发明所述纳米Si02粒子为气相纳米Si02粒子。本发明所述的基质浙青为道路 用基质浙青，满足《公路浙青路面施工技术规范（JTGF40-2004)》技术标准要求的浙青。
[0015] 有益效果：与现有技术相比，本发明的优点如下：
[0016] (1)可同时改善基质浙青的高温性能和低温性能；
[0017] (2)本发明所述的制备方法，能够使纳米材料和聚合物在基质浙青中分散混合均 匀，形成性能更稳定地纳米聚合物复合改性浙青；
[0018] (3)本发明所述制备方法简便易行，有利于工业化生产。
【具体实施方式】
[0019] 以下结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0020] 实施例1
[0021] 称取5克纳米Si02粒子和25克膨润土，加入到500克熔融的道路用基质浙青中， 维持温度120°C，在lOOOrpm转速下剪切搅拌15分钟，然后加入15克SBR和20克SBS，加 热并维持温度为160°C，在3000rpm转速下剪切搅拌45分钟，即得到复合改性浙青产品。其 性能测试结果如下：
[0022]
[0023]
【权利要求】
1. 一种纳米聚合物复合改性浙青，其特征在于，所述纳米聚合物复合改性浙青由纳米 材料、聚合物和基质浙青组成，所述纳米材料为纳米Si0 2粒子和膨润土中的一种或两种，所 述聚合物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物和丁苯橡胶中的一种或两种。
2. 根据权利要求1所述的一种纳米聚合物复合改性浙青，其特征在于，所述纳米Si02 粒子、膨润土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶分别与基质浙青的质量比为 0 ?0· 01:1、0· 03 ?0· 05:1、0 ?0· 04:1、0· 03 ?0· 06:1。
3. 权利要求1所述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，其特征在于，按下列步骤 制得： 1) 将纳米材料均匀缓慢地加入到熔融的基质浙青中，维持温度为120?150°C，在转速 为lOOOrpm以上的速度下持续剪切搅拌10分钟以上，使纳米材料初步分散在基质浙青中； 2) 将聚合物均匀缓慢地加入到经步骤1)处理后的基质浙青中；加热上述基质浙青并 维持温度为160?190°C，在转速为3000rpm以上的速度下持续剪切搅拌40分钟以上，使得 纳米材料和聚合物在基质浙青中分散混合均匀，从而制得纳米聚合物复合改性浙青。
4. 根据权利要求3所述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，其特征在于，所述纳 米材料为纳米Si02粒子和膨润土中的一种或两种，所述聚合物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯 嵌段共聚物和丁苯橡胶中的一种或两种。
5. 根据权利要求4所述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，其特征在于，所述纳 米Si02粒子、膨润土、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、丁苯橡胶分别与基质浙青的质 量比为 0 ?〇· 〇1:1、〇· 03 ?0· 05:1、0 ?0· 04:1、0· 03 ?0· 06:1。
6. 根据权利要求3所述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，其特征在于，所述步 骤1)中的转速为1000?5000rpm下持续剪切搅拌搅拌10-30分钟。
7. 根据权利要求3所述的纳米聚合物复合改性浙青的制备方法，其特征在于，所述步 骤2)中的转速为3000rpm?8000rpm持续剪切搅拌40-60分钟。
【文档编号】C08L95/00GK104277464SQ201410453119
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】孙璐, 于鹏 申请人:上海频谱顿交通科技有限公司