[发明专利]一种抗紫外沥青及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种抗紫外沥青及其制备方法和应用，所述抗紫外沥青，主要由以下重量份的组分制备而成：沥青75‑85份、改性剂3‑5份、“三明治”结构的光屏蔽剂3‑5份、辅助光屏蔽剂3‑5份、抗氧剂1‑3份、防老剂1‑3份、紫外线吸收剂1.5‑1.7份、自由基捕捉剂1‑3份、光稳定剂0.3‑0.5份。所述抗紫外沥青中添加的改性材料与沥青相容性好，分散均匀成连续相防护层，通过双层无机光遮盖层可反射、散射紫外线，降低紫外线对路面的损害，而且该沥青对红外线吸收小，可将吸收的紫外线部分转化为热能，使路面具有储能功能，大幅度提高沥青路面的抗紫外能力，延长路面的使用寿命。

技术领域

本发明涉及公路沥青技术领域，尤其涉及一种抗紫外沥青及其制备方法和应用。

背景技术

沥青的老化通常分为由高温引起的热老化和由太阳光中包含的紫外线照射引起的紫外老化。光氧老化是沥青道路长期老化的主要原因。紫外线能量超过C-C，C-H键断裂键能，沥青分子内部较弱的化学键断裂，发生化学反应，从而导致分子结构发生改变，致使性能下降。沥青中大量的稠环化合物，SBS改性剂等紫外线吸收能力强，发生光解反应，导致老化，影响使用性能和路用寿命。沥青混合物为黑色材料，通常橡塑制品中常用的抗紫外吸收剂，二氧化铈，二氧化钛，二氧化锌，炭黑等抗紫外吸收剂效果并不明显。我国新疆，西藏等西部地区，海拔高，空气稀薄，紫外吸收辐射尤为强烈，这种紫外线老化现象会导致沥青路面的抗温度裂缝和疲劳破坏能力下降，路面容易出现裂缝、坑槽等病害，使沥青路面的使用寿命缩短。

因此，现有沥青有待进一步改进。

发明内容

针对现有沥青抗紫外能力弱，容易发生紫外老化，降低沥青路面的抗温度裂缝和疲劳破坏能力，导致缩短沥青路面使用寿命的问题，本发明实施例提供了一种新型的抗紫外沥青及其制备方法和应用，抗紫外沥青中添加的改性材料与沥青相容性好，分散均匀成连续相防护层，通过双层无机光遮盖层可反射、散射紫外线，降低紫外线对路面的损害，而且该沥青对红外线吸收小，可将吸收的紫外线部分转化为热能，使路面具有储能功能。本发明的方案具体如下：

第一方面，本发明提供一种抗紫外沥青，由以下重量份的组分制备而成：沥青75-85份、改性剂3-5份、“三明治”结构的光屏蔽剂3-5份、辅助光屏蔽剂3-5份、抗氧剂1-3份、防老剂1-3份、紫外线吸收剂1.5-1.7份、自由基捕捉剂1-3份、光稳定剂0.3-0.5份。

其中，上述抗紫外沥青，一方面基于“三明治”结构的光屏蔽剂与辅助光屏蔽剂形成的上下双层无机光遮盖层对紫外线的反射、散射作用，使辐射的大部分紫外线难以穿透到材料内部，发挥光遮蔽作用；

另一方面，由于当应用于紫外线强度高的高海拔地区时，仍有少部分紫外线穿过光掩盖层进入到防紫外沥青层，此时抗紫外沥青内部的其他成分协同发挥作用，具体为：其一，光遮盖层表面存在的羟基、酚羟基、醌基、内酯可吸收穿透自由基；其二，存在于插层中的有机环状含氮环状结构和氨基结构可将吸收的自由基电子进行传递；其三，散布在材料中的光捕捉剂具有立体效应，可捕捉传递的自由基，分解过氧化物；其四，抗氧剂消除新产生的自由基，或者促使氢过氧化物的分解；其五，紫外吸收剂分子吸收UV光能量，分子内氢键断裂，螯合环破坏，形成亚稳态离子结构，离子结构分解，释放能后再形成分子内氢键，构成循环反应，持续发挥吸收紫外线的作用，而紫外吸收剂分子发生能级越迁，达到激发态，当回复到初始态时，部分能量以光能和热能到形式释放，从而也能起到储热的作用。

通过上述光捕捉剂、抗氧剂和紫外吸收剂的协同配合，可将进入到沥青材料内的自由基进行捕捉并消除，有效避免材料内部发生氧化反应，降低吸收的UV光能量对沥青材料的损害，尽可能最大限度延缓沥青材料的紫外老化过程。在上述基础上，加入的改性材料与沥青相容性好，分散均匀成连续相防护层，对红外线吸收小，吸收紫外线部分转化为热能，使路面具有储能功能。

优选地，所述“三明治”结构的光屏蔽剂为发明人自制，其由以下质量份数的各成分制备而成：