1.本发明涉及沥青技术领域,具体为一种渣土车道路用耐老化沥青及其制备方法。
背景技术:2.沥青路面以其优良的使用性能,在公路中占有相当大的比例。但近年来,由于沥青路面原材料自身性能的局限性和渣土车等重载超载车辆的增加等外在因素的影响,导致沥青路面易出现车辙痕迹,而车辙使得路面平整度变差,并引起其它病害,如网裂、坑槽、坑洞等,这不仅影响了行车的舒适性和安全性,而且也降低了经济效益和社会效益,因此防治车辙病害是当今公路建设中的首要问题。
3.此外,同大多数有机物一样,沥青在储存、运输、铺筑以及长期服役期间也会受到高温、氧、紫外辐照等的综合作用,沥青会发生光氧老化、热氧老化等老化反应而变硬、变脆。沥青老化的主要原因是氧化,老化后,沥青的分子量会增加或不可逆地通过吸氧缔合形成大分子,沥青的胶体结构因此发生改变,降低沥青的路面性能。氧不仅与沥青表面发生反应,产生羟基和含氧基团,而且逐渐扩散到沥青内部,使沥青内部持续老化。因此传统的普通沥青已经不能完全满足需要,如何发明一种抗车辙、抗老化的沥青显得尤为重要。
技术实现要素:4.本发明的目的在于提供一种渣土车道路用耐老化沥青及其制备方法,以解决现有技术中存在的问题。
5.为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种渣土车道路用耐老化沥青,所述渣土车道路用耐老化沥青由以下方法制得,将泡沫沥青经过加热处理、氧化处理、改性处理后,加入自制填料、水性环氧树脂、水泥、矿粉、石英砂、单月桂基磷酸酯,搅拌混合。
6.进一步的,所述加热处理为将泡沫沥青与四氧化三铁、去离子水混合,微波加热至预定时间后,得热处理泡沫沥青。
7.进一步的,所述氧化处理为将热处理泡沫沥青置于氧氮混合气氛中,一定温度下氧化得氧化泡沫沥青。
8.进一步的,所述改性处理为将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺混合后,加入1,2,3-三溴丙烷,反应一段时间后,再加入聚醚二醇,反应完后,分别加入去离子水和甲苯,洗涤、干燥得预改性沥青;将预改性沥青和二甲基联苯二异氰酸酯混合,反应一段时间后,加入呋喃酰胺,得预聚物;再将呋喃酰胺熔融、真空脱水后,加入预聚物,反应得熔融物a;将呋喃酰胺熔融、真空脱水后,加入氢氧化钠,继续真空脱水得熔融物b;将熔融物a、熔融物b混合,浇铸到模具中,得改性沥青。
9.进一步的,所述自制填料由二氧化钛纳米片、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇、2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚、2-氨基-4-氯二苯胺、丁二酸酐、2-氯苯甲酸乙烯基酯和n-苯基丁烯二酰亚胺制得。
10.进一步的,一种渣土车道路用耐老化沥青的制备方法,包括以下制备步骤:
11.(1)将泡沫沥青、四氧化三铁、去离子水按质量比1:0.1:1~1:0.4:5混合,搅拌均匀后,200~300rpm、600~800w下加热44~60min后,用磁铁回收四氧化三铁,过滤,室温下干燥8~12h得热处理泡沫沥青;将热处理泡沫沥青置于氧氮混合气氛,68~82℃下氧化2~6h,得氧化泡沫沥青;
12.(2)将氧化泡沫沥青经改性处理得改性沥青;将改性沥青、自制填料按质量比1:0.06~1:0.2混合,加热至110~130℃,2000~2500rpm下剪切10~20min,升温至130~146℃,3000~4000rpm下剪切3~12min后,加入改性沥青质量0.01~0.05倍的水性环氧树脂,60~90rpm下搅拌18~30min后,按质量比0.1:1:0.3:0.04~0.4:1:0.4:0.08加入水泥、矿粉、石英砂、单月桂基磷酸酯,矿粉和改性沥青的质量比为0.4:1~0.6:1,100~130rpm下搅拌20~36min,得渣土车道路用耐老化沥青。
13.进一步的,步骤(1)所述氧氮混合气氛为氧气和氮气按质量比为1:4~1:16混合。
14.进一步的,步骤(2)所述改性沥青的具体制备步骤为:
15.a、将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺按质量比1:3:10~1:3:15混合,100~200rpm下搅拌30~46min后,加入氧化泡沫沥青质量1.6~2.8倍的1,2,3-三溴丙烷,70~88℃下反应22~26h后,加入氧化泡沫沥青质量2.0~3.4倍的聚醚二醇,反应14~20h后,加入氧化泡沫沥青质量6~12倍的去离子水,相同速度下搅拌18~30min,再加入氧化泡沫沥青质量3~7倍的甲苯,搅拌均匀后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤8~12次,然后用去离子水洗涤3~6min后,室温下干燥8~12h得预改性沥青;
16.b、将预改性沥青和二甲基联苯二异氰酸酯按质量比1:0.3~1:0.5混合,加热至68~84℃,反应3~6h后,再加入预改性沥青质量0.2~0.4倍的呋喃酰胺,升温至80~100℃,反应2~6h,得预聚物;
17.c、将呋喃酰胺加热至130~146℃,真空度0.1~0.3mpa下脱水10~20min后,加入呋喃酰胺质量0.1~0.3倍的预聚物,抽真空至0.01~0.05mpa,反应1~3h得熔融物a;将呋喃酰胺加热至130~146℃,真空度0.1~0.3mpa下脱水10~20min后,加入呋喃酰胺质量0.1~0.3倍的氢氧化钠,真空度0.1~0.3mpa下脱水30~44min得熔融物b;向熔融物a加入等质量的熔融物b,浇铸到160~170℃的模具中,得改性沥青。
18.进一步的,步骤(2)所述自制填料的制备方法为:
19.a、将预处理二氧化钛纳米片分散于预处理二氧化钛纳米片质量8~16倍的n,n-二甲基乙酰胺中,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.01~0.03倍的氯化锌,加热至58~72℃,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.3~0.6倍的2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,反应3~6h后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钾溶液洗涤3~7min,然后用蒸馏水洗涤5~10min,得抗氧化填料;
20.b、将抗氧化填料分散于抗氧化填料质量68~79倍的异丙醇中,密封,以80~110ml/min通入氢气至气压为3~6mpa,90~106℃、600~700rpm下,用氙灯照射9~13h后,加入抗氧化填料质量0.5~0.8倍的2-氨基-4-氯二苯胺、抗氧化填料质量0.005~0.01倍的氯化锌,反应5~10h,过滤,用去离子水洗涤5~10min,得自制填料前体;
21.c、将自制填料前体、丁二酸酐和二氯甲烷按质量比1:0.4:38~1:0.7:48混合,60~100rpm下搅拌11~18h后,过滤,用乙醚洗涤5~9次,40~58℃、真空度0.1~0.3mpa下干
燥7~10h得中间体;将中间体、n,n-二甲基甲酰胺、四甲基胍按质量比1:5:0.1~1:10:0.4混合,50~100rpm下搅拌4~14min后,加入中间体质量0.5~0.8倍的2-氯苯甲酸乙烯基酯,反应11~16h后,加入中间体质量10~18倍的去离子水,静置20~36min,加入中间体质量7~18倍的二氯甲烷,50~100rpm下搅拌5~18min,过滤,用甲醇洗涤3~6min,40~58℃、真空度0.1~0.3mpa下干燥6~10h得自组装前体;
22.d、将自组装前体、甲苯、丙酮按质量比1:698:230~1:740:318混合,静置3~5d后,加入自组装前体质量0.5~1.0倍的偶氮二异丁腈、自组装前体质量7~15倍的n-苯基丁烯二酰亚胺,58~70℃下反应24~30h后,冷却至室温,过滤,用无水乙醇洗涤6~14min,40~58℃、真空度0.1~0.3mpa下干燥8~14h,得自制填料。
23.进一步的,步骤a所述预处理二氧化钛纳米片的制备方法为:将二氧化钛纳米片、甲苯、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇按质量比1:12:0.2~1:20:0.5混合,加热至100~120℃,50~80rpm下搅拌1.5~3.5h后,过滤,用甲苯洗涤3~6次,常温、真空度0.1~0.3mpa下干燥6~8h。
24.与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
25.本发明以泡沫沥青为原料,经过加热、氧化处理、改性工艺后,加入自制填料、水性环氧树脂等,获得沥青混合料,以实现抗车辙、耐老化性能。
26.首先,以二氧化钛纳米片为自制填料基底,使沥青具有抗紫外老化性,利用3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇的溴离子接枝于二氧化钛纳米片上,再利用羟基与2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚的氯离子反应,能还原氢过氧化物为非活性气体,有效隔绝氧气,又引入半受阻酚,共同提高沥青抗氧化老化效果;然后在二氧化钛纳米片光催化作用下,硝基经还原成氨基,与2-氨基-4-氯二苯胺的氯离子反应,再将丁二酸酐开环,引入羧基,与2-氯苯甲酸乙烯基酯反应,利用氢键和π-π相互作用自组装,并且与n-苯基丁烯二酰亚胺自由基聚合,在二氧化钛纳米片表面堆积成纳米片层结构,抗氧化基团穿插于层间,提高沥青的抗老化性。
27.其次,本发明先对泡沫沥青进行微波加热处理,利用磁性纳米粒子,通过极性溶剂在微波振动中剧烈摩擦,将电磁能转换为热能,使泡沫沥青内部细纹扩张,并且表面小分子在电磁能和微波共同作用下,活化裂解形成气体,由于逸出产生的冲击,使扩张后的细纹彼此连通,内部形成稳定的三维立体结构,提高沥青的力学性能;接着进行氧化处理,将泡沫沥青氧化性气体反应生成羟基、羧基、酯基等活性基团;再引入1,2,3-三溴丙烷,接枝于泡沫沥青表面,利用剩余溴离子与聚醚二醇反应,再与二甲基联苯二异氰酸酯、呋喃酰胺构成树枝状嵌段共聚物,贯通泡沫沥青内部及表面,共聚物分子链间相互交联缠绕,形成致密网状结构,使得各沥青可以相互分散受力,提高沥青的抗车辙性,由于自制填料含疏水基,具有亲油性,有利于沥青分子进入片层间,增大沥青的内膜阻力,又经过高速剪切碰撞产生的巨大能量,促使自制填料相互堆叠成纤维状晶须,与水性环氧树脂包裹缠绕形成凝聚网状混合结构,加强了沥青的作用性和整体性,提高沥青的抗车辙能力。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的
实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
29.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的渣土车道路用耐老化沥青的各指标测试方法如下:
30.抗老化性:取质量相等的实施例与对比例进行老化效果测试,将试样置于紫外老化箱中,紫外线强度为1200uw/cm2,老化温度为60℃,老化时间为6d,分别测试老化前后的135℃粘度、5℃延度和软化点。
31.抗车辙性:取质量相等的实施例与对比例进行抗车辙效果测试,参照jtg e20测量马歇尔稳定度和动稳定度。
32.实施例1
33.一种渣土车道路用耐老化沥青的制备方法,所述渣土车道路用耐老化沥青的制备方法主要包括以下制备步骤:
34.(1)将泡沫沥青、四氧化三铁、去离子水按质量比1:0.1:1混合,搅拌均匀后,200rpm、600w下加热60min后,用磁铁回收四氧化三铁,过滤,室温下干燥8h得热处理泡沫沥青;将热处理泡沫沥青置于氧氮混合气氛,氧氮混合气氛中氧气和氮气的质量比为1:4,68℃下氧化6h,得氧化泡沫沥青;
35.(2)将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺按质量比1:3:10混合,100rpm下搅拌46min后,加入氧化泡沫沥青质量1.6倍的1,2,3-三溴丙烷,70℃下反应26h后,加入氧化泡沫沥青质量2.0倍的聚醚二醇,反应14h后,加入氧化泡沫沥青质量6倍的去离子水,相同速度下搅拌30min,再加入氧化泡沫沥青质量3倍的甲苯,搅拌均匀后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤8次,然后用去离子水洗涤3min后,室温下干燥8h得预改性沥青;
36.(3)将预改性沥青和二甲基联苯二异氰酸酯按质量比1:0.3混合,加热至68℃,反应6h后,再加入预改性沥青质量0.2倍的呋喃酰胺,升温至80℃,反应6h,得预聚物;将呋喃酰胺加热至130℃,真空度0.1mpa下脱水10min后,加入呋喃酰胺质量0.1倍的预聚物,抽真空至0.01mpa,反应1h得熔融物a;将呋喃酰胺加热至130℃,真空度0.1mpa下脱水10min后,加入呋喃酰胺质量0.1倍的氢氧化钠,真空度0.1mpa下脱水30min得熔融物b;向熔融物a加入等质量的熔融物b,浇铸到160℃的模具中,得改性沥青;
37.(4)将二氧化钛纳米片、甲苯、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇按质量比1:12:0.2混合,加热至100℃,50rpm下搅拌3.5h后,过滤,用甲苯洗涤3次,常温、真空度0.1mpa下干燥6h得预处理二氧化钛纳米片;将预处理二氧化钛纳米片分散于预处理二氧化钛纳米片质量8倍的n,n-二甲基乙酰胺中,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.01倍的氯化锌,加热至58℃,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.3倍的2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,反应6h后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钾溶液洗涤3min,然后用蒸馏水洗涤5min,得抗氧化填料;
38.(5)将抗氧化填料分散于抗氧化填料质量68倍的异丙醇中,密封,以80ml/min通入氢气至气压为3mpa,90℃、600rpm下,用氙灯照射13h后,加入抗氧化填料质量0.5倍的2-氨基-4-氯二苯胺、抗氧化填料质量0.005倍的氯化锌,反应5h,过滤,用去离子水洗涤5min,得自制填料前体;
39.(6)将自制填料前体、丁二酸酐和二氯甲烷按质量比1:0.4:38混合,60rpm下搅拌18h后,过滤,用乙醚洗涤5次,40℃、真空度0.1mpa下干燥7h得中间体;将中间体、n,n-二甲
基甲酰胺、四甲基胍按质量比1:5:0.1混合,50rpm下搅拌14min后,加入中间体质量0.5倍的2-氯苯甲酸乙烯基酯,反应11h后,加入中间体质量10倍的去离子水,静置20min,加入中间体质量7倍的二氯甲烷,50rpm下搅拌18min,过滤,用甲醇洗涤3min,40℃、真空度0.1mpa下干燥6h得自组装前体;
40.(7)将自组装前体、甲苯、丙酮按质量比1:698:230混合,静置3d后,加入自组装前体质量0.5倍的偶氮二异丁腈、自组装前体质量7倍的n-苯基丁烯二酰亚胺,58℃下反应30h后,冷却至室温,过滤,用无水乙醇洗涤6min,40℃、真空度0.1mpa下干燥8h,得自制填料;
41.(8)将改性沥青、自制填料按质量比1:0.06混合,加热至110℃,2000rpm下剪切20min,升温至130℃,3000rpm下剪切12min后,加入改性沥青质量0.01倍的水性环氧树脂,60rpm下搅拌30min后,按质量比0.1:1:0.3:0.04加入水泥、矿粉、石英砂、单月桂基磷酸酯,矿粉和改性沥青的质量比为0.4:1,100rpm下搅拌36min,得渣土车道路用耐老化沥青。
42.实施例2
43.一种渣土车道路用耐老化沥青的制备方法,所述渣土车道路用耐老化沥青的制备方法主要包括以下制备步骤:
44.(1)将泡沫沥青、四氧化三铁、去离子水按质量比1:0.25:3混合,搅拌均匀后,250rpm、700w下加热52min后,用磁铁回收四氧化三铁,过滤,室温下干燥10h得热处理泡沫沥青;将热处理泡沫沥青置于氧氮混合气氛,氧氮混合气氛中氧气和氮气的质量比为1:10,75℃下氧化4h,得氧化泡沫沥青;
45.(2)将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺按质量比1:3:12.5混合,150rpm下搅拌38min后,加入氧化泡沫沥青质量2.2倍的1,2,3-三溴丙烷,79℃下反应24h后,加入氧化泡沫沥青质量2.7倍的聚醚二醇,反应17h后,加入氧化泡沫沥青质量9倍的去离子水,相同速度下搅拌24min,再加入氧化泡沫沥青质量5倍的甲苯,搅拌均匀后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤10次,然后用去离子水洗涤5min后,室温下干燥10h得预改性沥青;
46.(3)将预改性沥青和二甲基联苯二异氰酸酯按质量比1:0.4混合,加热至76℃,反应4.5h后,再加入预改性沥青质量0.3倍的呋喃酰胺,升温至90℃,反应4h,得预聚物;将呋喃酰胺加热至138℃,真空度0.2mpa下脱水15min后,加入呋喃酰胺质量0.2倍的预聚物,抽真空至0.03mpa,反应2h得熔融物a;将呋喃酰胺加热至138℃,真空度0.2mpa下脱水15min后,加入呋喃酰胺质量0.2倍的氢氧化钠,真空度0.2mpa下脱水37min得熔融物b;向熔融物a加入等质量的熔融物b,浇铸到165℃的模具中,得改性沥青;
47.(4)将二氧化钛纳米片、甲苯、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇按质量比1:16:0.35混合,加热至110℃,60rpm下搅拌2.5h后,过滤,用甲苯洗涤4次,常温、真空度0.2mpa下干燥7h得预处理二氧化钛纳米片;将预处理二氧化钛纳米片分散于预处理二氧化钛纳米片质量12倍的n,n-二甲基乙酰胺中,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.02倍的氯化锌,加热至65℃,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.45倍的2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,反应4.5h后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钾溶液洗涤5min,然后用蒸馏水洗涤7min,得抗氧化填料;
48.(5)将抗氧化填料分散于抗氧化填料质量73.5倍的异丙醇中,密封,以95ml/min通入氢气至气压为4.5mpa,98℃、650rpm下,用氙灯照射11h后,加入抗氧化填料质量0.65倍的2-氨基-4-氯二苯胺、抗氧化填料质量0.008倍的氯化锌,反应7.5h,过滤,用去离子水洗涤
7min,得自制填料前体;
49.(6)将自制填料前体、丁二酸酐和二氯甲烷按质量比1:0.55:43混合,80rpm下搅拌14.5h后,过滤,用乙醚洗涤7次,49℃、真空度0.2mpa下干燥8.5h得中间体;将中间体、n,n-二甲基甲酰胺、四甲基胍按质量比1:7.5:0.25混合,70rpm下搅拌9min后,加入中间体质量0.65倍的2-氯苯甲酸乙烯基酯,反应13.5h后,加入中间体质量14倍的去离子水,静置28min,加入中间体质量12.5倍的二氯甲烷,80rpm下搅拌11min,过滤,用甲醇洗涤4min,49℃、真空度0.2mpa下干燥8h得自组装前体;
50.(7)将自组装前体、甲苯、丙酮按质量比1:719:274混合,静置4d后,加入自组装前体质量0.75倍的偶氮二异丁腈、自组装前体质量11倍的n-苯基丁烯二酰亚胺,64℃下反应27h后,冷却至室温,过滤,用无水乙醇洗涤10min,49℃、真空度0.2mpa下干燥11h,得自制填料;
51.(8)将改性沥青、自制填料按质量比1:0.13混合,加热至120℃,2300rpm下剪切15min,升温至138℃,3500rpm下剪切7min后,加入改性沥青质量0.03倍的水性环氧树脂,70rpm下搅拌24min后,按质量比0.25:1:0.35:0.06加入水泥、矿粉、石英砂、单月桂基磷酸酯,矿粉和改性沥青的质量比为0.5:1,110rpm下搅拌28min,得渣土车道路用耐老化沥青。
52.实施例3
53.一种渣土车道路用耐老化沥青的制备方法,所述渣土车道路用耐老化沥青的制备方法主要包括以下制备步骤:
54.(1)将泡沫沥青、四氧化三铁、去离子水按质量比1:0.4:5混合,搅拌均匀后,300rpm、800w下加热44min后,用磁铁回收四氧化三铁,过滤,室温下干燥12h得热处理泡沫沥青;将热处理泡沫沥青置于氧氮混合气氛,氧氮混合气氛中氧气和氮气的质量比为1:16,82℃下氧化2h,得氧化泡沫沥青;
55.(2)将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺按质量比1:3:15混合,200rpm下搅拌30min后,加入氧化泡沫沥青质量2.8倍的1,2,3-三溴丙烷,88℃下反应22h后,加入氧化泡沫沥青质量3.4倍的聚醚二醇,反应20h后,加入氧化泡沫沥青质量12倍的去离子水,相同速度下搅拌18min,再加入氧化泡沫沥青质量7倍的甲苯,搅拌均匀后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤12次,然后用去离子水洗涤6min后,室温下干燥12h得预改性沥青;
56.(3)将预改性沥青和二甲基联苯二异氰酸酯按质量比1:0.5混合,加热至84℃,反应3h后,再加入预改性沥青质量0.4倍的呋喃酰胺,升温至100℃,反应2h,得预聚物;将呋喃酰胺加热至146℃,真空度0.3mpa下脱水20min后,加入呋喃酰胺质量0.3倍的预聚物,抽真空至0.05mpa,反应3h得熔融物a;将呋喃酰胺加热至146℃,真空度0.3mpa下脱水20min后,加入呋喃酰胺质量0.3倍的氢氧化钠,真空度0.3mpa下脱水44min得熔融物b;向熔融物a加入等质量的熔融物b,浇铸到170℃的模具中,得改性沥青;
57.(4)将二氧化钛纳米片、甲苯、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇按质量比1:20:0.5混合,加热至120℃,80rpm下搅拌1.5h后,过滤,用甲苯洗涤6次,常温、真空度0.3mpa下干燥8h得预处理二氧化钛纳米片;将预处理二氧化钛纳米片分散于预处理二氧化钛纳米片质量16倍的n,n-二甲基乙酰胺中,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.03倍的氯化锌,加热至72℃,加入预处理二氧化钛纳米片质量0.6倍的2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,反应3h后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钾溶液洗涤7min,然后用蒸馏水洗涤10min,得抗氧化填料;
58.(5)将抗氧化填料分散于抗氧化填料质量79倍的异丙醇中,密封,以110ml/min通入氢气至气压为6mpa,106℃、700rpm下,用氙灯照射9h后,加入抗氧化填料质量0.8倍的2-氨基-4-氯二苯胺、抗氧化填料质量0.01倍的氯化锌,反应10h,过滤,用去离子水洗涤10min,得自制填料前体;
59.(6)将自制填料前体、丁二酸酐和二氯甲烷按质量比1:0.7:48混合,100rpm下搅拌11h后,过滤,用乙醚洗涤9次,58℃、真空度0.3mpa下干燥10h得中间体;将中间体、n,n-二甲基甲酰胺、四甲基胍按质量比1:10:0.4混合,100rpm下搅拌4min后,加入中间体质量0.8倍的2-氯苯甲酸乙烯基酯,反应16h后,加入中间体质量18倍的去离子水,静置36min,加入中间体质量18倍的二氯甲烷,100rpm下搅拌5min,过滤,用甲醇洗涤6min,58℃、真空度0.3mpa下干燥10h得自组装前体;
60.(7)将自组装前体、甲苯、丙酮按质量比1:740:318混合,静置5d后,加入自组装前体质量1.0倍的偶氮二异丁腈、自组装前体质量15倍的n-苯基丁烯二酰亚胺,70℃下反应24h后,冷却至室温,过滤,用无水乙醇洗涤14min,58℃、真空度0.3mpa下干燥14h,得自制填料;
61.(8)将改性沥青、自制填料按质量比1:0.2混合,加热至130℃,2500rpm下剪切10min,升温至146℃,4000rpm下剪切3min后,加入改性沥青质量0.05倍的水性环氧树脂,90rpm下搅拌18min后,按质量比0.4:1:0.4:0.08加入水泥、矿粉、石英砂、单月桂基磷酸酯,矿粉和改性沥青的质量比为0.6:1,130rpm下搅拌20min,得渣土车道路用耐老化沥青。
62.对比例1
63.对比例1与实施例2的区别仅在于步骤(1)的不同,将步骤(1)改为:将泡沫沥青置于氧氮混合气氛,氧氮混合气氛中氧气和氮气的质量比为1:10,75℃下氧化4h,得氧化泡沫沥青。其余步骤同实施例2。
64.对比例2
65.对比例2与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同,将步骤(2)改为:将氧化泡沫沥青、碳酸钾、n,n-二甲基乙酰胺按质量比1:3:12.5混合,150rpm下搅拌38min后,加入氧化泡沫沥青质量2.7倍的聚醚二醇,反应17h后,加入氧化泡沫沥青质量9倍的去离子水,相同速度下搅拌24min,再加入氧化泡沫沥青质量5倍的甲苯,搅拌均匀后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钠溶液洗涤10次,然后用去离子水洗涤5min后,室温下干燥10h得预改性沥青。其余步骤同实施例2。
66.对比例3
67.对比例3与实施例2的区别仅在于步骤(3)的不同,将步骤(3)改为:将预改性沥青、预改性沥青质量0.3倍的呋喃酰胺,升温至90℃,反应4h,得预聚物;将呋喃酰胺加热至138℃,真空度0.2mpa下脱水15min后,加入呋喃酰胺质量0.2倍的预聚物,抽真空至0.03mpa,反应2h得熔融物a;将呋喃酰胺加热至138℃,真空度0.2mpa下脱水15min后,加入呋喃酰胺质量0.2倍的氢氧化钠,真空度0.2mpa下脱水37min得熔融物b;向熔融物a加入等质量的熔融物b,浇铸到165℃的模具中,得改性沥青。其余步骤同实施例2。
68.对比例4
69.对比例4与实施例2的区别仅在于步骤(4)的不同,将步骤(4)改为:将二氧化钛纳米片分散于二氧化钛纳米片质量12倍的n,n-二甲基乙酰胺中,加入二氧化钛纳米片质量
0.02倍的氯化锌,加热至65℃,加入二氧化钛纳米片质量0.45倍的2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,反应4.5h后,过滤,用质量分数为5%氢氧化钾溶液洗涤5min,然后用蒸馏水洗涤7min,得抗氧化填料。其余步骤同实施例2。
70.对比例5
71.对比例5与实施例2的区别仅在于步骤(4)的不同,将步骤(4)改为:将二氧化钛纳米片、甲苯、3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇按质量比1:16:0.35混合,加热至110℃,60rpm下搅拌2.5h后,过滤,用甲苯洗涤4次,常温、真空度0.2mpa下干燥7h得抗氧化填料。其余步骤同实施例2。
72.对比例6
73.对比例6与实施例2的区别仅在于步骤(5)的不同,将步骤(5)改为:将抗氧化填料分散于抗氧化填料质量73.5倍的异丙醇中,加入抗氧化填料质量0.65倍的2-氨基-4-氯二苯胺、抗氧化填料质量0.008倍的氯化锌,反应7.5h,过滤,用去离子水洗涤7min,得自制填料前体。其余步骤同实施例2。
74.对比例7
75.对比例7与实施例2的区别仅在于步骤(6)的不同,将步骤(6)改为:将自制填料前体、丁二酸酐和二氯甲烷按质量比1:0.55:43混合,80rpm下搅拌14.5h后,过滤,用乙醚洗涤7次,49℃、真空度0.2mpa下干燥8.5h得自组装前体。其余步骤同实施例2。
76.效果例
77.下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至7的渣土车道路用耐老化沥青的性能分析结果。
78.表1
79.[0080][0081]
从实施例与对比例的老化前后粘度、延度、软化点实验数据比较可发现,本发明先利用3-(4-溴苯基)-2-丙烯-1-醇初步改性二氧化钛纳米片,有利于后续反应进行,再接枝2-(叔丁基)-4-氯-5-硝基苯酚,有效隔绝氧气,又引入半受阻酚,共同提高沥青抗氧化老化效果;然后在二氧化钛纳米片光催化作用下,将硝基还原成氨基,与2-氨基-4-氯二苯胺、丁二酸酐、2-氯苯甲酸乙烯基酯反应,利用氢键和π-π相互作用自组装,并且与n-苯基丁烯二酰亚胺自由基聚合,堆积成纳米片层结构,抗氧化基团穿插于层间,提高沥青的抗老化性,又具有亲油性,有利于沥青分子进入片层间,增益沥青性能;从实施例与对比例的稳定度和动态稳定实验数据对比可发现,本发明先对泡沫沥青进行微波加热处理,利用磁性纳米粒子,使泡沫沥青内部细纹扩张、连通,形成稳定的三维立体结构,提高沥青的力学性能;利用1,2,3-三溴丙烷、聚醚二醇、二甲基联苯二异氰酸酯、呋喃酰胺改性沥青,贯通泡沫沥青内部及表面形成树枝状嵌段共聚物,分子链间相互交联缠绕,形成致密网状结构,使得各沥青可以相互分散受力,提高沥青的抗车辙性,同时自制填料增大沥青的内膜阻力,又相互堆叠成纤维状晶须,与水性环氧树脂包裹缠绕形成凝聚网状混合结构,提高沥青的抗车辙能力。
[0082]
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。