专利名称：一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于道路工程浙青路面的复合改性浙青，特别是涉及一种纳米硅粉复合改性浙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浙青技术是1873年英国公布的橡胶改性浙青技术。 自该技术公开至今，改性浙青技术得到了迅速发展，尤其是高分子聚合物改性浙青(SBS改 性浙青、SBR改性浙青)得到了广泛的应用。其中SBR(丁苯橡胶)改性浙青以其优良的低 温性能在国外道路工程中应用较广泛。因SBS改性浙青相对SBR改性浙青实用性要广一些， 所以在国内SBS改性浙青比SBR改性浙青的应用更多。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浙青路面的要求越来越高，进而也对道路浙青的高温稳定 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。现有普通浙青材料已无法满足路用性能的要求，现有SBS、SBR改性浙青材料又 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改性浙青材料价格昂贵，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，纳米材料在道路浙青改性方面的应用，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浙青材料的制备方法”公 开了一种纳米碳酸钙与SBS复合改性浙青技术，该技术对浙青材料的高温性能提高显著， 但却降低了改性浙青的低温延度，直接影响到浙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浙青材料的技术性能，改善浙青材料的 高、低温性能，提高浙青混合料的水稳定性、高温抗车辙能力、低温抗裂能力、延长浙青路面 的使用寿命，性价比更高的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物。本发明的另一目的是提供复合改性浙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浙青材料组合物，本发明的特殊之处在于该改性浙青材料 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份基质浙青组成，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浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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浙青材料组合物的制备方法，按下述步骤进行1)、将基质浙青加热到120 160°C，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°C ；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)、本发明提高了浙青材料的软化点、延度等技术指标，改善了浙青的高、低温性 能；2)、改善了浙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；3)、充分利用了硅粉材料，提高了其使用价值，达到了资源循环利用，保护环境的 效果；4)、硅粉材料与碳酸钙相比，硅粉硬度大，耐磨性好，能延长浙青混凝土使用寿 命；5)、工艺简单，生产成本低廉。经本发明所述的方法生产的复合改性浙青材料，技术性能和路用性能优良，可广 泛应用于道路浙青路面铺筑。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的内容作进一步详细说明，但本发明的保护范围不受实 施例所限。实施例1 一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，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份基质浙青组成，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。—种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物的制备方法，按下述步骤进行1)、将基质浙青加热到120 160°C，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°C ；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。实施例2所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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，制备方法同实 施例1。实施例3所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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，所述交联剂粒径为140目 160目的硫磺粉，制备方法同实 施例1。所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其该改性浙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份基质浙青组成，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250000粉末，所述交联剂粒径 为150目的硫磺粉，制备方法同实施例1。实施例5将500份基质浙青加热到150°C，同时加入SBR 丁苯橡胶15份、纳米硅粉21份，低 速搅拌30分钟，升温至170°C，加入0. 8份交联剂并高速研磨剪切30分钟，即得到纳米硅粉 复合改性浙青。实施例6将500份基质浙青加热到160°C，同时加入SBR丁苯橡胶17. 5份、纳米硅粉18份， 低速搅拌30分钟，升温至180°C，加入1份交联剂并高速研磨剪切30分钟，即得到纳米硅粉复合改性浙青。
权利要求
一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物，其特征在于是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。
2.根据权利要求1所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其特征在于该改性 浙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份基质浙青组成，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。
3.根据权利要求1或2所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其特征在于该 改性浙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份基质浙青组成，所述的纳米硅粉粒径为16 160纳米的 活性硅，所述SBR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。
4.根据权利要求3所述的一种纳米硅粉复合改性浙青材料组合物，其特征在于该改性 浙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 浙青组成，所述的纳米硅粉粒径为160纳米的活性硅，所述SBR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。
5.一种权利要求1所述的纳米硅粉复合改性浙青材料组合物的制备方法，其特征在于 按下述步骤进行1)、将基质浙青加热到120 160°C，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°C；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。
全文摘要
本发明公开了一种纳米硅粉复合改性沥青材料组合物及其制备方法。该组合物按质量份数比由纳米硅粉，丁苯橡胶，交联剂，基质沥青组成，制备方法为首先将基质沥青加热，使其能够完全熔融，加入丁苯橡胶和纳米硅粉，在200～300r/m低速搅拌，升温至160～190℃，再加入交联剂，在3000～5000r/m高速剪切，该方法在现有SBR改性沥青的基础上，添加了纳米硅粉作为复合改性剂。由于纳米硅粉其表面经过有机活性处理，具有较好亲油性，因而在沥青中具有很好的分散性、相容性和稳定性。在改性沥青中添加纳米硅粉能够提高沥青的高温性能以及沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性，价格相对低廉，加入后能够显著降低改性沥青生产成本。
文档编号C08K3/06GK101838468SQ20101017735
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月19日 优先权日2010年5月19日
发明者张俊博, 张晓宏, 蒋建良, 韩耀斌, 龙艳 申请人:西安国琳再生技术研究有限公司