[发明专利]适用于酸性石料的石油沥青抗剥落剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子基纳米复合材料领域，具体涉及针对酸性石料的石油沥青抗剥落剂制备技术。

背景技术

我国中部及西北地区，碱性石料匮乏，多以酸性石料为主。酸性石料（花岗岩、砂岩、石英岩等）具有石质坚硬、致密、耐磨性能强等特点，能充分发挥集料之间的嵌挤作用。缺点是它与沥青的黏附性不好，容易在水分的作用下造成沥青膜的剥落，导致沥青路面的掉粒、松散、坑槽等水损害破坏。

沥青路面的水损害是影响沥青路面使用性能的主要病害形式之一，它的原因归根到底是沥青与集料的粘附性问题。很多研究表明，采取适宜的抗剥落措施，由酸性石料沥青混合料完全满足抗水损害能力和抗车辙性能，可以用作高等级沥青路面面层或磨耗层等材料，从而达到就地取材、降低工程造价的目的。

国内外大量的研究表明，胺类抗剥落剂能显著改善沥青与集料之间的粘附性。胺类抗剥落剂多以脂肪族胺为基础,是表面活性化合物,还有其它形式的抗剥落剂主要以酞胺基多胺和咪唑琳为基础：①RNHCH₂CH₂CH₂NH₂（脂肪族胺）；②RCONH(C₃H₆)NC₃H₆NH₂（酞胺基多胺）；③RCN₂(CH₂)₂CH₂CH₂NH₂（咪哇琳）。从分子式可以看出，胺有很长的碳氢链,在有水或酸的情况下,胺可电离成带有正电荷的胺离子R—NH³⁺,所以是活性阳离子。将少数的胺基类抗剥落剂加到沥青中,由于抗剥落剂具有改变集料表面性质的能力,沥青就会润湿亲水集料表面。虽然胺类抗剥落剂能改善沥青与集料之间的粘附性，但是这类抗剥落剂大部分有一个致命的弱点，就是它的耐热性能不佳。同时这类物质在酸性石料表面仅发生物理吸附,所以长期效果较差。

发明内容

本发明的目的是提高与酸性石料的粘附性，提高沥青混合料的抗水损害能力，改善沥青的抗老化性能，延长沥青路面的使用寿命。

本发明是适用于酸性石料的石油沥青抗剥落剂的制备方法，其步骤为：

（1）按重量称取100份桐油酸，5~20份有机膨润土，桐油酸与有机膨润土在二氧化碳气体的保护下机械搅拌，逐步加热到280～300^oC，保持2～4h，得到纳米层状硅酸盐/桐油二聚酸；

（2）向二乙烯三胺的体系中缓慢投入纳米层状硅酸盐/桐油二聚酸，加热到100～130^oC后，通氮气保护，在200～250^oC的温度下保持2～4h后进行真空脱液，回收二乙烯三胺，得到聚酰胺基纳米复合材料；

（3）待温度降低至40～80^oC时加入稀释剂、相容剂，搅拌均匀，再进行沥青混合料拌。

 本发明的抗剥落剂为纳米层状硅酸盐纳米复合材料（产品名称缩写为ASA）。近年来，纳米材料的出现和纳米技术的发展，为聚合物的改性提供了新的途径。无机纳米材料由于具有优异的耐热性及尺寸稳定性等优点已被越来越多的应用在聚合物的改性研究中。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料是采用聚合物插层的方法，利用纳米技术使材料的某些方面表现出在宏观领域中不能达到的结果，主要集中表现在材料的性能指标上。膨润土是天然的具有层状结构的纳米硅酸盐，是目前应用最广泛的层状硅酸盐纳米复合材料的填料或添加剂。ASA在制备过程中，利用有机膨润土的纳米结构制备了插层型聚合物纳米复合材料。它的纳米效应可以有效地增大其热稳定性，有利地解决了抗剥落剂的高温稳定性差这一难题。同时，纳米效应又使得矿料自发地吸引沥青分子以降低系统地自由能，沥青可以穿透水膜、扩散并润湿集料表面。酰胺基团在进入沥青体系后，活泼的酰胺基团的双键打开与沥青形成稳定的化学体系，使得酰胺基团中的氮原子带有正电荷。因带正电的氮原子与石料的亲和力大于水与石料的亲和力，使得石料与酰胺基团稳定的吸附在一起。在纳米效应与电荷吸附的共同作用下，沥青与石料相互吸引，达到牢固的粘合。

本发明制备的液体抗剥落剂可在施工现场直接投入沥青或改性沥青中，适用于普通沥青及高分子改性沥青，尤其是用于道路排水部位，同时改善沥青路面的抗水损害性能。本发明的产品使用方法简单，即直接加入热沥青中。 

附图说明

 图1 为三种抗剥落剂样品的TG曲线。

具体实施方式