[发明专利]一种改性乳化沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性乳化沥青及其制备方法，属于浅色沥青技术领域。本发明的改性乳化沥青，包括环氧化纳米粒子改性浅色沥青胶结料、水性环氧树脂乳液、乳化剂水溶液、水性环氧固化剂；所述环氧化纳米粒子，是在表面包覆了二氧化硅层的纳米二氧化钛或/和氧化锌的基础上，用硅烷偶联剂改性，然后接枝环氧化聚合物而得。本发明利用接枝反应引入抗紫外纳米粒子得到具有核壳结构的环氧改性纳米粒子，其特殊的双壳结构克服了纳米粒子易产生团聚以及金属纳米粒子催化有机聚合物(环氧树脂和石油树脂)降解老化等问题，由此很好的解决了路面长期使用后出现的褪色、脱色和裂纹等路面病害问题。

技术领域

本发明涉及一种改性乳化沥青及其制备方法，属于浅色沥青技术领域。

背景技术

目前，彩色微表处已经被广泛应用于国外发达国家，不同于常规黑色沥青混凝土路面、“白色”水泥混凝土路面，其具有鲜明的色彩。彩色微表处应用于路面不仅能够美化环境、给人良好的视觉感受，还能诱导交通，使城市交通更加人性化，因此彩色路面具有广阔的应用前景。但是，彩色路面由于和周围色彩差别大，容易被污染；另外，由于长期暴露在环境中，受紫外线、雨水、行车等因素影响，无论是早期铺设还是近些年铺设的彩色路面，均出现脱色、裂纹等病害，路面被磨花及颜色衰退的现象尤其严重；再者，彩色微表处受施工材料和工艺限制，其耐磨性差，软化点低，短时间内就会漏出原来的矿料颜色、且抗滑性能差，造成通行安全系数差的缺点。随着彩色乳化沥青广泛应用于彩色路面等高级道路的铺筑及日常养护工作中，尤其是彩色路面养护微表处的处理工艺必须使用彩色沥青产品，其技术性能优劣将直接影响微表处技术的成败。

尽管有研究以环氧树脂作为改性剂，改善乳化沥青的路用性能，但是环氧树脂自身难以改善环境条件下的路面颜色衰退、脱色，而且环氧树脂易老化出现裂纹等病害。有报道通过添加无机纳米粒子提高沥青材料紫外吸收性能[CN201410530146.7]，如纳米TiO₂、ZnO及CeO₂等紫外吸收剂，但此类抗紫外纳米粒子对材料的性能会带来一些不利影响，表现为金属氧化物可催化环氧树脂和沥青的热降解、紫外降解，并且纳米粒子由于比表面积大易产生团聚等。因此，对此类纳米粒子进行改性以制备耐老化的水性环氧树脂乳化沥青具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种改性乳化沥青。

本发明的技术方案是这样实现的：一种改性乳化沥青，包括按照以下重量份数的各原料：环氧化纳米粒子改性浅色沥青胶结料10-15份，水性环氧树脂乳液3-12份，乳化剂水溶液8-15份，水性环氧固化剂3-8份。

其中，所述环氧化纳米粒子改性浅色沥青胶结料包含石油树脂5-8份，矿物油6-8份，高分子改性剂1-5份，降粘剂0.3-0.8份，环氧化纳米粒子0.3-3份，其中石油树脂为C₅或C₉树脂中的至少一种，高分子改性剂为EVA、SBS或SBR中的至少一种。

其中，所述环氧化纳米粒子，是在表面包覆了二氧化硅层的纳米二氧化钛或/和氧化锌的基础上，用硅烷偶联剂改性，然后接枝环氧化聚合物而得。

进一步地，所述环氧化纳米粒子，是先在纳米二氧化钛或/和氧化锌(NP)外包覆SiO₂层，得到NP@SiO₂；然后使硅烷偶联剂与NP@SiO₂反应得到硅烷偶联剂改性的纳米粒子(NP@SiO₂-偶联剂)；再将硅烷偶联剂改性的纳米粒子与环氧化聚合物反应而得。

可选地，所述环氧树脂改性纳米粒子，通过以下步骤制备得到：

(1)首先将纳米粒子(NP)和分散剂分散于乙醇/去离子水混合液中，控制体系pH在8.5-10.5之间，缓慢滴入正硅酸四乙酯乙醇溶液，室温条件下充分反应，最后分离得到包覆SiO₂层的纳米粒子(NP@SiO₂)；