[发明专利]一种共混有机化纳米蒙脱土改性沥青的制备方法

说明书

本发明公开一种共混有机化纳米蒙脱土改性沥青制备方法。为克服单一活性剂改性沥青在多种有机组分的沥青中分散性不良问题，该蒙脱土共混有机化所选用改性剂包括一种长链烷烃活性剂和一种短链烷烃活性剂，其制备方法如下：1)将0.5～1.5CEC(Cation Exchange Capacity)的两种活性剂按一定配比混合，制成共混溶液；2)将蒙脱土溶于水中，一定温度下搅拌，并逐渐滴入共混活性剂溶液至反应结束；3)将反应所得絮状产物抽滤、烘干后研磨、过筛；4)在150‑170℃下将沥青与筛后共混有机化蒙脱土进行高速剪切，即可制得所需耐老化改性沥青。该共混有机化蒙脱土可以与沥青具有更好的相容性，在沥青中具有纳米级分散程度；可以有效提升沥青的抗老化能力。

技术领域

本发明属于改性沥青材料领域，具体涉及一种共混有机化纳米蒙脱土改性沥青的制备方法。

背景技术

沥青作为一种重要的道路材料，广泛应用于国内外高等级公路的建设。而在使用过程中，由于受到氧气、水分、光照、温度等因素作用，沥青发生一系列的挥发、氧化、聚合等反应，使其组成逐渐发生变化，产生老化现象，致使其路用性能逐渐降低，容易引发诸如坑槽、裂缝等道路灾害，影响行车安全。

诸多研究发现，蒙脱土作为一种纳米层状硅酸盐材料，分散在沥青中时，可以有效地阻隔沥青组分与外界发生物质、能量交换，从而有效地改善沥青的抗老化性能，维持沥青的稳定性。然而，蒙脱土作为一种无机矿物，与多种复杂有机物组成的沥青相容性较差，使得蒙脱土在沥青中分散不均，影响其改性效果。而经过有机化的蒙脱土含有有机链，一方面可以增强蒙脱土的层间距，有效增加纳米片层的分散程度，另一方面，有机链可以使其能够更好地与沥青复合，进而提升沥青材料的路用性能。然而，沥青作为一种复杂有机物组成的混合物，含有多种不同性质的组分，有机化蒙脱土并不能很好地分散于沥青中，容易发生团聚等现象，降低了抗老化性能，不利于沥青的实际应用。

发明内容

本发明为解决上述技术问题提供一种共混有机化纳米蒙脱土改性沥青的制备方法，旨在增强蒙脱土在沥青中的分散性，使蒙脱土在沥青中呈剥离态，蒙脱土与沥青结合性更佳，进而提升其抗老化能力，以使其适用于高紫外线强度等恶劣坏境和路用寿命要求较长的路面。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种共混有机化纳米蒙脱土改性沥青的制备方法，包括以下步骤：

1)将1～3重量份干燥的蒙脱土原土分散于40-120份重量份的水中，搅拌并加热，所述蒙脱土原土的质量记为M；

2)取0.5～1.5CEC·M的表面活性剂，分多次逐滴缓慢加入到步骤1)所述加热后的蒙脱土原土分散液中；

3)将步骤2)得到的混合溶液继续在75～85℃恒温搅拌，得到白色絮状的混和溶液；

4)将步骤3)生成的白色絮状混和溶液抽滤，得到固体沉淀；

5)将步骤4)的固体沉淀干燥后研磨过筛，得到共混有机改性蒙脱土粉末；

6)将90～110重量份石油基质沥青加热至140～160℃，倒入高速剪切仪中进行搅拌，分多次加入1～6重量份步骤5)所得到的共混有机改性蒙脱土粉末；

7)将共混有机改性蒙脱土粉末添加完成后，剪切即可得到所需共混有机化纳米蒙脱土改性沥青。

上述方案中，所述步骤2)中的表面活性剂包括长链表面活性剂和短链表面活性剂的混合，所述长链和短链表面活性剂的摩尔比为1:9～9:1。

上述方案中，所述步骤1)中，蒙脱土是Na-基蒙脱土，阳离子交换量为900～1100mmol/kg蒙脱土。

上述方案中，所述步骤1)中，搅拌加热在超声波水浴箱中进行，搅拌速度为100～200r/min，搅拌时间0.5～1h，加热温度为55～65℃。