[发明专利]一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于道路工程沥青路面的复合改性沥青，特别是涉及一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物及其制备方法。

背景技术

国际范围内首次公开的改性沥青技术是1873年英国公布的橡胶改性沥青技术。自该技术公开至今，改性沥青技术得到了迅速发展，尤其是高分子聚合物改性沥青(SBS改性沥青、SBR改性沥青)得到了广泛的应用。其中SBR(丁苯橡胶)改性沥青以其优良的低温性能在国外道路工程中应用较广泛。因SBS改性沥青相对SBR改性沥青实用性要广一些，所以在国内SBS改性沥青比SBR改性沥青的应用更多。随着现代道路交通的发展，重载、长大坡道、恶劣气候条件等对道路沥青路面的要求越来越高，进而也对道路沥青的高温稳定性能、低温抗裂性能、低温变形能力、粘附性、水稳定性、耐久性等技术性能及经济性提出更高的要求。现有普通沥青材料已无法满足路用性能的要求，现有SBS、SBR改性沥青材料又无法同时兼具优良的高温与低温性能，实际使用过程中存在使用寿命短，路面病害多等诸多现实问题难以解决的缺陷；另外SBS、SBR改性沥青材料价格昂贵，干线公路、县乡公路难以承受。

随着现代纳米技术的长足发展，纳米材料在信息产业、生物医药、能源环保等新兴产业以及制造业等传统产业领域得到了广泛应用。当物质到纳米尺度以后，物质的性能就会发生突变，出现特殊性能。目前，纳米材料在道路沥青改性方面的应用，国内外研究机构才开始涉及，成功案例不多。

中国专利CN101481504A“一种活性纳米碳酸钙复合改性沥青材料的制备方法”公开了一种纳米碳酸钙与SBS复合改性沥青技术，该技术对沥青材料的高温性能提高显著，但却降低了改性沥青的低温延度，直接影响到沥青混合料的低温抗裂性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高现有道路沥青材料的技术性能，改善沥青材料的高、低温性能，提高沥青混合料的水稳定性、高温抗车辙能力、低温抗裂能力、延长沥青路面的使用寿命，性价比更高的一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物。

本发明的另一目的是提供复合改性沥青材料组合物的制备方法。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：

一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物，本发明的特殊之处在于该改性沥青材料组合物按质量份数比由3份～10份纳米硅粉，0份～5份SBR丁苯橡胶，0.1份～0.5份交联剂，95份～100份基质沥青组成，所述纳米硅粉粒径为10～200纳米的活性硅，所述SBR丁苯橡胶分子量为100000～300000粉末，所述交联剂粒径为100目～200目的硫磺粉。

所述一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物，其该改性沥青材料组合物按质量份数比由4份～8份纳米硅粉，1份～4份SBR丁苯橡胶，0.2份～0.4份交联剂，96份～98份基质沥青组成，所述的纳米硅粉粒径为14～180纳米的活性硅，所述SBR丁苯橡胶分子量为120000～280000粉末，所述交联剂粒径为120目～180目的硫磺粉。

所述一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物，其该改性沥青材料组合物按质量份数比由5份～7份纳米硅粉，2份～3份SBR丁苯橡胶，0.25份～0.35份交联剂，94份～96份基质沥青组成，所述的纳米硅粉粒径为16～160纳米的活性硅，所述SBR丁苯橡胶分子量为140000～260000粉末丁苯橡胶，所述交联剂粒径为140目～160目的硫磺粉。

所述一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物，其该改性沥青材料组合物按质量份数比由6份纳米硅粉，3份SBR丁苯橡胶，0.4份交联剂，95份基质沥青组成，所述的纳米硅粉粒径为160纳米的活性硅，所述SBR丁苯橡胶分子量为200000粉末丁苯橡胶，所述交联剂粒径为150目的硫磺粉。

一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物的制备方法，按下述步骤进行：

1)、将基质沥青加热到120～160℃，使其能够完全熔融；

2)、加入0份～5份SBR丁苯橡胶和3份～10份纳米硅粉，在200r/m～300r/m低速搅拌25分钟～35分钟；

3)、升温至160～190℃；

4)、加入0.1份～0.5份的交联剂，在3000r/m～5000r/m高速剪切25分钟～35分钟即可。

本发明的优点和效果如下：

1)、本发明提高了沥青材料的软化点、延度等技术指标，改善了沥青的高、低温性能；

2)、改善了沥青材料与石料粘附的性能，提高了水稳定性能与耐抗老化性能；