[发明专利]一种纳米/聚合物复合改性沥青材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性沥青材料及其制备方法，具体涉及一种纳米/聚合物复合改性沥青材料及其制备方法。

背景技术

在我国夏热冬寒地区分布非常普遍，陕北、东北、华北等处都有。夏热冬寒地区的外界环境非常容易使路面产生车辙与开裂病害，对于沥青混合料的高温和低温性能均提出了很高的要求。传统的沥青材料很难同时满足抵抗车辙和开裂的要求，尤其是对于夏热冬寒地区更为突出。

目前，SBS改性沥青虽具有较好路用性能，但是SBS改性沥青也有很大的不足之处，一是SBS在基质沥青中的分散状态不够均匀；二是SBS在基质沥青中的分散粒径偏大。从而导致SBS改性沥青在行车荷载等因素作用一段时间后会出现不同程度的损坏，影响路面的使用周期；SBR改性沥青虽可以有效地对基质沥青的低温性能进行改善，防止沥青路面由于温度过低而产生开裂病害，但是SBR对基质沥青的高温改善性能却不尽人意。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种纳米/聚合物复合改性沥青材料及其制备方法，该复合改性沥青材料同时满足高温及低温性能的要求，并且制备方法简单。

为达到上述目的，本发明所述的纳米/聚合物复合改性沥青材料由纳米材料、聚合物及基质沥青组成；

所述纳米材料为纳米ZnO与纳米TiO₂的混合物、纳米ZnO以及纳米CaCO₃中的一种；

当所述纳米材料为纳米ZnO与纳米TiO₂的混合物时，所述聚合物为SBS，其中纳米/聚合物复合改性沥青材料中纳米ZnO的质量分数、TiO₂的质量分数及SBS的质量分数分别为3％、0.5％及3.7％；

当所述纳米材料为纳米ZnO时，所述聚合物为SBS，其中，纳米/聚合物复合改性沥青材料中纳米ZnO的质量分数及SBS的质量分数分别为5％及4.2％；

当所述纳米材料为纳米CaCO₃时，所述聚合物为SBR，其中，纳米/聚合物复合改性沥青材料中纳米CaCO₃的质量分数及SBR的质量分数分别为5％及4％。

本发明所述的纳米/聚合物复合改性沥青材料的制备方法包括以下步骤：

称取纳米材料、聚合物及基质沥青，将纳米材料与聚合物混合均匀，再将基质沥青加热为均匀液体，然后将纳米材料与聚合物的混合物加入到均匀液体的基质沥青中，并在恒温下进行搅拌及剪切，得纳米/聚合物复合改性沥青材料。

将纳米材料与聚合物放置到搅拌机中搅拌均匀，再加入到均匀液体的基质沥青中，然后在温度为170℃的条件下搅拌20min后通过剪切机剪切40min，得纳米/聚合物复合改性沥青材料。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的纳米/聚合物复合改性沥青材料由纳米材料、聚合物及基质沥青组成，通过给基质沥青中同时加入纳米材料及聚合物，从而使本发明制备的纳米/聚合物复合改性沥青材料的低温性能和高温性能同时进行改善，同时在制备过程中，只需先将纳米材料与聚合物相混合，再加入基质沥青，搅拌后进行剪切，即可得到所需的纳米/聚合物复合改性沥青材料，制备方法简单，实用性极强。

附图说明

图1(a)为SK-70基质沥青的扫描电镜对比图；

图1(b)为SBS改性沥青的扫描电镜对比图；

图1(c)为ZnO/SBS复合改性沥青的扫描电镜对比图；

图1(d)为ZnO/TiO₂/SBS复合改性沥青的扫描电镜对比图；

图1(e)为SBR改性沥青的扫描电镜对比图；

图1(f)为CaCO₃/SBR复合改性沥青的扫描电镜对比图；

图2(a)为SK-70基质沥青的荧光显微照片对比图；

图2(b)为SBS改性沥青的荧光显微照片对比图；

图2(c)为ZnO/SBS复合改性沥青的荧光显微照片对比图；

图2(d)为ZnO/TiO₂/SBS复合改性沥青的荧光显微照片对比图；

图2(e)为SBR改性沥青的荧光显微照片对比图；

图2(f)为CaCO₃/SBR复合改性沥青的荧光显微照片对比图；

图3(a)为纳米ZnO/SBS复合改性沥青红外光谱图；