[发明专利]一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用，所述改性沥青胶浆包括沥青、矿粉和改性再生聚合物纤维，所述改性再生聚合物纤维由以下方法制得：依次用去离子水和有机溶剂对再生聚合物纤维进行浸泡清洗然后烘干，将烘干后的再生聚合物纤维进行等离子体处理；经等离子体处理后的再生聚合物纤维与硅烷偶联剂于去离子水和无水乙醇的混合溶液中进行接枝反应；然后与正硅酸四乙酯于氨水、去离子水和无水乙醇的混合溶液中进行缩聚反应。本发明将再生聚合物纤维经过二氧化硅接枝改性得到改性再生聚合物纤维，其耐热性及韧性较高，从而包含该改性再生聚合物纤维的改性沥青胶浆性能好，能够延长沥青路面的使用寿命，可在更多的苛刻环境下使用。

技术领域

本发明涉及道路工程领域，更具体地，涉及一种改性沥青胶浆及 其制备方法和应用。

背景技术

随着我国经济水平的快速提升，公路行业得到了大力的发展，现 代交通运输对道路的使用提出更高的要求，由于沥青路面在我国道路 组成中占有绝对的比重，因此如何使得沥青路面道路具有更好的性能 成为道路工作者聚焦的热点。

纤维作为一种能够有效提升沥青胶浆性能的改性材料，在沥青路 面应用种类较多，如木质素纤维、PET纤维及玄武岩纤维等，但石油 裂解产品成本较高。研究表明，废旧资源可以提取出再生聚合物纤维， 将再生聚合物纤维应用于沥青路面，对沥青胶浆性能有一定的提升， 但由于废旧资源加工处理工艺的不成熟，会发生水解降解、热解等化 学反应造成纤维分子键断裂、官能团增加、颜色加深等问题的出现， 导致再生聚合物纤维耐热性较差、力学性能较低。再生聚合物纤维对 沥青胶浆性能的提升相比原生聚合物纤维有明显的不足。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种改性沥青胶浆及其制 备方法和应用。

本发明第一目的为提供一种改性沥青胶浆，包括沥青、矿粉和改 性再生聚合物纤维，所述改性再生聚合物纤维由以下方法制得：

(1)等离子体处理：依次用去离子水和有机溶剂对再生聚合物 纤维进行浸泡清洗然后烘干，将烘干后的再生聚合物纤维进行等离子 体处理；

(2)接枝反应：将步骤(1)得到的再生聚合物纤维与硅烷偶联 剂于去离子水和无水乙醇的混合溶液中进行接枝反应；

(3)缩聚反应：将步骤(2)得到的再生聚合物纤维与正硅酸四 乙酯于氨水、去离子水和无水乙醇的混合溶液中进行缩聚反应。

本发明通过对再生聚合物纤维等离子体处理，在再生聚合物纤维 表面引入大量羟基，再与硅烷偶联剂反应得到硅氧烷基团接枝的再生 聚合物纤维，并通过正硅酸四乙酯水解缩聚反应，使得二氧化硅颗粒 生长接枝在再生聚合物纤维表面，最后得到SiO₂/再生聚合物纤维材 料，提升再生聚合物纤维韧性及耐热性能，从而提升沥青胶浆的性能。

进一步地，所述再生聚合物纤维为再生聚丙烯纤维、再生尼龙纤 维、再生聚酯纤维、再生纸纤维中的一种或多种。

进一步地，步骤(1)中，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。

所述等离子体处理具体包括：将烘干后的再生聚合物纤维放入低 温等离子体设备处理腔室中，将所述处理腔室内的气压抽至 5*10^-5～10*10^-5MPa，然后通入氧气至压强为50～100Pa，调节放电 功率为100～300W，并在此功率下将再生聚合物纤维处理1～5min。

进一步地，步骤(2)中，所述再生聚合物纤维、所述硅烷偶联 剂、所述混合溶液的质量比为(1-10):(1-10):100；所述混合溶液 中去离子水和无水乙醇的质量比为1:(1-5)。

进一步地，步骤(3)中，所述再生聚合物纤维、所述正硅酸四 乙酯、所述混合溶液的质量比为(0.1-1):(1-5):100；所述混合溶 液中氨水、去离子水和无水乙醇的质量比为(3-5):(40-80):(15-55)。