一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A modified asphalt mortar and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用
本专利技术涉及道路工程领域，更具体地，涉及一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种改性沥青胶浆及其制备方法和应用。本专利技术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。本专利技术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)。进一步地，步骤(2)中，所述接枝反应的反应温度为20-50℃，反应时间为3-7小时。进一步地，步骤(3)中，所述缩聚反应的反应温度为20-50℃，反应时间为1-5小时。进一步地，所述沥青与所述矿粉的质量比为1:1-2:1，所述改性再生聚合物纤维与所述沥青的质量比为2:100-6:100。进一步地，所述沥青为煤焦沥青、石油沥青或天然沥青，优选为壳牌70#、昆仑70#、埃索70#中的一种或多种。进一步地，所述矿粉由优质石灰岩磨制而成，公称粒径为δ≤0.075mm。本专利技术第二目的为提供上述改性沥青胶浆的制备方法，包括：先将所述沥青加热，然后加入所述改性再生聚合物纤维拌合均匀，再加入所述矿粉，拌合均匀。本专利技术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。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。实施例1～3中改性再生聚合物纤维耐热性能的测试采用行业标准JT/T534-2004进行。实施例4～6中使用的矿粉由优质石灰岩磨制而成，公称粒径为δ≤0.075mm，沥青均为壳牌70#基质沥青，性能指标均满足公路沥青路面施工技术规范的要求。实施例1本实施例提供一种改性再生聚合物纤维，其制备方法如下：(1)等离子体处理：在20℃水浴条件下，将再生纸纤维依次置于去离子水和乙醇溶液中浸泡清洗，然后于60℃烘干5小时，取出烘干后的再生纸纤维进行等离子体处理，具体为将再生纸纤维放入低温等离子体设备的处理腔室中，处理条件为气压抽至8.86*10^-5MPa，向腔室内通入氧气，压强设置为100Pa，调节放电功率为150W，处理时间设定为1min；(2)接枝反应：将步骤(1)得到的再生纸纤维掺入含有硅烷偶联剂的混合溶液体系中，该混合溶液体系中，硅烷偶联剂、去离子水、无水乙醇的质量比为1:30:69，再生纸纤维与混合溶液质量比为3:100；并在20℃水浴条件下接枝反应5小时，反应完成后进行过滤，洗涤，于60℃烘干；(3)缩聚反应：将步骤(2)得到的再生纸纤维掺入含有正硅酸四乙酯的混合溶液体系中，该混合溶液体系中，正硅酸四乙酯、氨水、去离子水、无水乙醇的质量比为1:3:77:19，再生纸纤维与混合溶液质量比为2:1000；并在25℃水浴条件下缩聚反应3小时，反应完成后进行过滤，洗涤，于60℃烘干。制得的改性再生纸纤维耐热性测试结果为13.2％的热失重，颜色、形体无明显变化。实施例2本实施例提供一种改性再生聚合物纤维，其制备方法如下：(1)等离子体处理：在25℃水浴条件下，将再生聚酯纤维依次置于去离子水和丙酮溶液中浸泡清洗，然后于60℃烘干5小时，取出烘干后的再生聚酯纤维进行等离子体处理，具体为将再生聚酯纤维放入低温等离子体设备的处理腔室中，处理条件为气压抽至8.86*10^-5MPa，向腔室内通入氧气，压强设置为80Pa，调节放电功率为200W，处理时间设定为3min；(2)接枝反应：将步骤(1)得到的再生聚酯纤维掺入含有硅烷偶联剂的混合溶液体系中，该混合溶液体系中，硅烷偶联剂、去离子水、无水乙醇的质量比为3:27:70，再生聚酯纤维与混合溶液质量比为1:100；并在20℃水浴条件下接枝反应5小时，反应完成后进行过滤，洗涤，于60℃烘干；(3)缩聚反应：将步骤(2)得到的再生聚酯纤维掺入含有正硅酸四乙酯的混合溶液体系中，该混合溶液体系中，正硅酸四乙酯、氨水、去离子水、无水乙醇的质量比为4:5:40:50，再生聚酯纤维与混合溶液质量比为2:1000；并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性沥青胶浆，其特征在于，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：/n(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；/n(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；/n(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。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性沥青胶浆，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的改性沥青胶浆，其特征在于，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。


3.根据权利要求1所述的改性沥青胶浆，其特征在于，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。


4.根据权利要求1所述的改性沥青胶浆，其特征在于，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):1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玖生，夏磊，李金杯，刘春，曹东伟，陈秀利，魏东，张海燕，陈江江，李辉，温晋峰，王太位，赵铁汉，张二波，静朝阳，马东亮，田冲，李幸龙，张雨，金帅菲，赵斌，
申请(专利权)人：汇通路桥建设集团有限公司，中路高科北京公路技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13