一种耐老化热致变色改性沥青及其制备方法技术

一种耐老化热致变色改性沥青及其制备方法，该耐老化热致变色改性沥青由以下质量百分比的原料制成：沥青92.6～98％、热致变色粉末（红、黑、蓝三种）2～7.4％。本发明专利技术之耐老化热致变色改性沥青的制备方法，包括以下步骤：（1）按各原料所占质量百分比为：沥青92.6～98％、热致变色粉末2～7.4％准备原料，备用；（2）将沥青加入剪切搅拌机中，加热沥青至130～160℃，添加热致变色粉末，开动剪切搅拌机，在2000～4000rpm的转速下高速搅拌0.5～1.5小时，保持温度为130～160℃，即得。本发明专利技术之耐老化热致变色改性沥青具有优良的耐热氧和抗紫外老化性能，能显著延长沥青路面的使用寿命。

Aging resistant thermochromic modified asphalt and preparation method thereof

An aging thermochromic modified asphalt and its preparation method, the aging resistance of thermochromic modified asphalt made from the following raw materials in percentage quality: asphalt 92.6 ~ 98%, thermochromic powder (red, black and blue three) from 2 to 7.4%. The preparation method of the invention of the aging thermochromism of modified asphalt, which comprises the following steps: (1) according to the raw materials for quality percentage: asphalt 92.6 ~ 98%, 2 ~ 7.4% thermochromic powder preparation of raw materials, spare; (2) the asphalt adding shear mixer, asphalt heating to 130 ~ 160 DEG C, adding thermochromic powder, use shear mixer, in 2000 ~ 4000rpm under high speed stirring for 0.5 to 1.5 hours, to maintain the temperature at 130 ~ 160 C, i.e.. The aging resistant thermochromic modified asphalt of the present invention has excellent heat and oxygen resistance and ultraviolet aging resistance, and can remarkably prolong the service life of the asphalt pavement.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种耐老化沥青及其制备方法，尤其是涉及一种耐老化热致变色改性沥青及其制备方法。
技术介绍
由于沥青路面具有优良的路用性能和舒适的行车性能，其已成为我国乃至世界各国高速公路建设中使用的主要路面类型。然而，沥青作为一种有机高分子材料，在加热或自然因素作用下易发生老化，会加速路面裂缝、坑槽、剥落等病害的产生，从而影响沥青路面路用性能和使用寿命。因此，提高沥青的抗老化性能，对于改善沥青路面的耐久性而言具有重要意义。沥青的老化常分为由高温引起的热老化和由太阳光（主要是其中包含的紫外线）照射引起的紫外老化。目前，沥青的热老化研究已比较成熟，其形式主要包括在拌和施工摊铺阶段的短期老化和在道路使用阶段的长期老化。在拌和施工摊铺阶段的短期老化可通过旋转薄膜烘箱老化（RTFOT）或薄膜烘箱老化（TOFT）来进行模拟评价，在道路使用阶段的长期老化可通过压力老化烘箱(PAV)老化来进行模拟评价。沥青的紫外老化在沥青路面的实际使用过程中也是不可忽视的。沥青中绝大多数的聚合物分子键能和紫外线（波长为290～400nm）波长范围的光能相当，当沥青材料受到紫外线辐射时，化学键吸能断裂，形成自由基，并引发链式反应，沥青分子结构遭到破坏。宏观上表现为沥青变硬变脆，与集料的粘附性变差，最终将导致路面产生裂缝、坑槽、剥落等病害。综上可知，沥青的热老化和紫外老化都将对沥青路面的路用性能和使用寿命产生严重影响。然而，目前对于改善沥青的老化性能，尚无有效的方法。中国专利申请200410069166.5号公开了一种通过在粉末丁苯橡胶改性沥青中添加钙基膨润土或钠化膨润土或有机化膨润土来改善沥青的抗热氧老化性能的方法。冯振刚等人研究了三种紫外光吸收剂（Octabenzone、Bumetrizole、Tinuvin770）对沥青老化性能的影响。结果表明，3种紫外光吸收剂均可有效的改善沥青的抗紫外光老化性能，而对沥青耐热氧老化性能无明显影响[冯振刚，陈冲，栗培龙，李新军，余剑英，紫外光吸收剂改性沥青的流变与老化性能，公路，2016，（1）：206-210]。中国专利申请200810150313.X号公开了一种由防老剂、抗氧剂、光屏蔽剂组成的路用沥青抗老化复合改性剂，提高了沥青的抗热氧老化性能。张恒龙等研究了有机蛭石与纳米TiO2复配改性剂对沥青抗老化性能的改善效果。研究表明，不同掺量的复配改性剂对沥青的短期和长期热氧老化性能都有改善效果，而耐紫外光老化性能的改善只在特定的复配改性剂掺量下才能体现（张恒龙，谭邦耀，朱崇政.有机蛭石与纳米二氧化钛复配改性沥青的抗老化性能研究.中国科技论文，2016，11(7)：728-732）。以上这些文献报道的方案或是只单方面考虑改善沥青耐热氧或抗紫外老化性能，或是试图通过改性剂的复配来综合改善沥青耐热氧和抗紫外老化性能，然而改善效果却不太理想。因此，需要探索新的提高沥青耐热氧和抗紫外老化性能的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种能同时耐热氧和抗紫外老化的耐老化热致变色改性沥青及其制备方法。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：本专利技术之耐老化热致变色改性沥青，主要由以下质量百分比的有效原料制成：沥青92.6～98％、热致变色粉末2～7.4％。所述沥青是道路石油沥青，其软化点为42～53℃，25℃针入度大于40dmm（1dmm＝1/10mm）。所述热致变色粉末为崇裕科技股份有限公司生产的红色可逆感温变色材料、黑色可逆感温变色材料、蓝色可逆感温变色材料中的至少一种（市售产品）。其变色温度为28-32℃。本专利技术之耐老化热致变色改性沥青的制备方法，包括以下步骤：（1）按各原料所占质量百分比为：沥青92.6～98％、热致变色粉末2～7.4％准备原料，备用；（2）将沥青加入剪切搅拌机中，加热沥青至130～160℃，添加热致变色粉末，开动剪切搅拌机，在2000～4000rpm的转速下高速搅拌0.5～1.5小时，保持温度为130～160℃，即得。本专利技术的有益效果如下：通过向沥青中引入一种新型材料（即热致变色粉末），制备得到的耐老化沥青同时具有优良的耐热氧和抗紫外老化性能，能有效延长沥青路面的使用寿命。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1本实施例之耐老化热致变色改性沥青，由以下质量百分比的原料制成：沥青98％、热致变色粉末（黑色）2％。所述沥青是道路石油沥青，其软化点为46.5℃，25℃针入度为64.2dmm。所述热致变色粉末为崇裕科技股份有限公司生产的黑色可逆感温变色材料。其变色温度为31℃。本实施例之耐老化热致变色改性沥青的制备方法，包括以下步骤：（1）按各原料质量份数为：沥青98份、热致变色粉末（黑色）2份准备原料，备用；（2）将沥青加入剪切搅拌机中，加热沥青至130℃，将2份热致变色粉末（黑色）加入到98份已升温至130℃的沥青中，开动剪切搅拌机，保持温度为135±5℃，在2000rpm的转速下搅拌0.5小时，即得。对该改性沥青进行薄膜烘箱老化（TFOT），改性沥青老化前后的135℃粘度由481.3cp增加到746.9cp，其粘度老化指数为55.2%，软化点由47℃增加到55.4℃，软化点增量为8.4℃。而未加入热致变色粉末的沥青，TFOT老化前后135℃粘度由470cp增加到737.4cp，其粘度老化指数为56.9%，软化点由46.5℃增加到55.8℃，软化点增量为9.3℃。粘度和软化点测试方法分别按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中T0661-2011和T0606-2011的规定进行。二者相比，加入热致变色粉末（黑色）的沥青在TFOT老化前后，粘度老化指数和软化点增量均明显低于未加入热致变色粉末的沥青，因而本专利技术所得改性沥青具有更为优良的耐短期热氧老化性能。实施例2本实施例之耐老化热致变色改性沥青，由以下质量百分比的原料制成：沥青96.2％、热致变色粉末（黑色）3.8％。所述沥青是道路石油沥青，其软化点为46.5℃，25℃针入度为64.2dmm。所述热致变色粉末为崇裕科技股份有限公司生产的黑色可逆感温变色材料。其变色温度为31℃。本实施例之耐老化热致变色改性沥青的制备方法，包括以下步骤：（1）按各原料质量份数为：沥青96.2份、热致变色粉末3.8份准备原料，备用；（2）将沥青加入剪切搅拌机中，加热沥青至140℃，将3.8份热致变色粉末加入到96.2份已升温至140℃的沥青中，开动剪切搅拌机，保持温度为140±5℃，在3000rpm的转速下搅拌1小时，即得。对该改性沥青进行薄膜烘箱老化（TFOT），改性沥青老化前后的135℃粘度由532.5cp增加到809.4cp，其粘度老化指数为52%，软化点由47.3℃增加到54.8℃，软化点增量为7.5℃。而未加热致变色粉末的沥青，TFOT老化前后135℃粘度由470cp增加到737.4cp，其粘度老化指数为56.9%，软化点由46.5℃增加到55.8℃，软化点增量为9.3℃。粘度和软化点测试方法分别按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）中T0661-2011和T0606-2011的规定进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐老化热致变色改性沥青，其特征在于，主要由以下质量百分比的有效原料制成：沥青92.6～98％、热致变色粉末2～7.4％；所述沥青是道路石油沥青，其软化点为42～53℃，25℃针入度大于40dmm；所述热致变色粉末为崇裕科技股份有限公司生产的红色可逆感温变色材料、黑色可逆感温变色材料、蓝色可逆感温变色材料中的至少一种；其变色温度为28‑32℃。

【技术特征摘要】
1.一种耐老化热致变色改性沥青，其特征在于，主要由以下质量百分比的有效原料制成：沥青92.6～98％、热致变色粉末2～7.4％；所述沥青是道路石油沥青，其软化点为42～53℃，25℃针入度大于40dmm；所述热致变色粉末为崇裕科技股份有限公司生产的红色可逆感温变色材料、黑色可逆感温变色材料、蓝色可逆感温变色材料中的至少一种；其变色温度为28-32℃。2.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恒龙，陈子豪，朱崇政，赵彬，史才军，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43