一种沥青抗老化剂及其制备方法、使用方法技术

一种沥青抗老化剂，沥青抗老化剂包括重量百分比为3％～10％的槲皮素，重量百分比为10％～15％的稳定剂，重量百分比为40％～70％的芳烃油，重量百分比为10％～30％的木质素，重量百分比为10％～15％的黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃油、木质素、黄原酸钠的重量百分比之和为100％，所述沥青抗老化剂由黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃油、木质素和黄原酸钠均匀混合而成。本发明专利技术的沥青抗老化剂具有抗紫外线老化性能好，无挥发性，易于沥青相融的优点，可以有效解决青藏高原地区沥青紫外线老化严重问题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种沥青抗老化剂及其制备方法、使用方法


[0001]本专利技术属于抗紫外线老化道路沥青领域，尤其应用于青藏高原地区的沥青抗老化剂及 其制备方法。

技术介绍

[0002]进入21世纪以来，我国高等级公路建设得到迅速发展，其中沥青路面因其优异性 能得到广泛应用。相比于水泥路面，沥青路面具有诸多优点，例如行车舒适、低噪 声、维护便捷等。在我国高等级路面建设中，沥青路面比例高达90％。高速公路沥青 路面的设计使用寿命为15到20年，但实际使用寿命却远远达不到这一数字，我国公 路年维修费用高达825.9亿人民币，提高沥青路面寿命是当今道路研究的重要方向。
[0003]沥青路面的使用寿命和沥青老化有重要关系。在温度、紫外线、氧气等外界环境 影响下、沥青会发生老化，导致其分子量变大，化学组分重组，导致沥青的物理化学 性能发生变化。热氧老化的本质是沥青中的链状结构以无规断裂等形式被降解，或者 非极性基团被氧化为其他极性基团。紫外老化是由于紫外光光波的能量大于沥青分子 中一些化学键的键解离能，从而使这部分化学键直接断裂，或是驱使分子变成极易被 氧化的激发态，然后进一步发生热氧老化。因此紫外线老化的老化程度更大，易导致 沥青混凝土性能劣化，引起沥青路面的疲劳及低温开裂。青藏地区紫外线辐射强度 大，沥青更易发生紫外线老化，沥青路面性能下降更急速。因此利用一种抗老化剂抑 制沥青紫外线老化是提高青藏地区沥青路面性能的可靠方法。
[0004]中国专利201811477604.X提出了一种道路石油沥青抗老化剂的制备方法。该沥青 抗老化剂成分重量比为葡萄糖苷5％～15％，二乙烯三胺五乙酸铁
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钠络合物0.5％～5％， 聚丙烯酸钠2％～10％，生蛭石粉25％～55％，微纳米级水镁石粉10％～30％，阻燃聚酰 胺66复合纤维0.5％～2％和余量乳化沥青。制备方法为主要是将抗老化剂研磨混合研 制，但是由于添加剂皆为固体，在使用过程中难以融合，有较大粘度，易产生离析现 象，其使用效果并不理想。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术提供了一种沥青抗老化剂及其制备方法，具有抗紫外线老化 性能好，无挥发性，易于沥青相融的优点，可以有效解决青藏高原地区沥青紫外线老化严 重问题。
[0006]一种沥青抗老化剂，沥青抗老化剂包括重量百分比为3％～10％的槲皮素，重量百分比 为10％～15％的稳定剂，重量百分比为40％～70％的芳烃油，重量百分比为10％～30％的 木质素，重量百分比为10％～15％的黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃油、木质素、黄原 酸钠的重量百分比之和为100％，所述沥青抗老化剂由黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃 油、木质素和黄原酸钠均匀混合而成。
[0007]进一步地，稳定剂为光稳定剂UV
‑
770。
[0008]一种沥青抗老化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将槲皮素、木质素、稳定剂和黄原酸钠混合均匀备用；
[0010](2)芳烃油加热至160～170℃，将混合均匀的槲皮素、木质素等混合物加入芳烃油 中，搅拌均匀；
[0011](3)将混合后的芳烃油加热并保持160～170℃，利用剪切仪将芳烃油混合物剪切至流 动态为止；
[0012](4)剪切完成后，将剪切完成的芳烃油混合物在130～160℃的环境中下发育1～2h， 得到沥青抗老化剂。
[0013]进一步地，步骤(2)中，利用烘箱将芳烃油加热至160～170℃。
[0014]进一步地，步骤(3)中，将混合完成的芳烃油放入电加热套中，设置电加热套温度 为160～170℃。
[0015]进一步地，步骤(3)中，利用剪切仪剪切芳烃油混合物的方法为：将剪切仪的转子 放置于芳烃油混合物中，打开剪切开关，将转子的转速增大至1000r/min保持不变，剪切 10min，停止5min；将转子的转速增大至3000r/min，剪切15min，停止5min；将转子的 转速增大至5000r/min，剪切30min；芳烃油中无气泡，无固体颗粒，呈现为完全流动态 时，剪切完成。
[0016]进一步地，步骤(3)中，在剪切芳烃油混合物时，芳烃油混合物全程淹没转子。
[0017]进一步地，步骤(4)中，剪切完成的芳烃油混合物在130～160℃的烘箱中发育 1～2h，得到沥青抗老化剂。
[0018]以上沥青抗老化剂的使用方法，道路沥青与沥青抗老化剂的重量比为92～97：3～8， 沥青抗老化剂适用于青藏高原地区。
[0019]有益效果
[0020](一)槲皮素、木质素和稳定剂皆为固体无挥发性，沥青在常温下也为固 体，稳定性好，无挥发性。生产过程中无其他废料产生，无危险性。
[0021](二)本专利技术所生成的抗老化剂与沥青相容性好，对沥青其他性能并无影 响。
[0022](三)抗紫外线老化性能强，原料中稳定剂为光稳定剂，可以抑制紫外线 引发的光反应过程，黄原酸钠可以防止高价金属离子催化沥青氧化，槲皮素和 木质素分子可以有效地与沥青老化阶段生成的游离基结合，抑制沥青老化进 行。
[0023]槲皮素和木质素为酚类化合物，酚类化合物上的羟基具有极强的还原性及 丢失电子的能力，可以与沥青老化过程中的过氧化自由基ROO
·
反应，使 ROO
·
游离的电子成对，生成ROOH，反应后生成的RO
·
虽然含有游离的电 子，但是可以与相邻芳香环的π键形成共轭稳定结构，保证其不继续反应。由 于不稳定的ROO
·
不断被酚羟基反应，沥青中游离基含量会随之减小，沥青老 化速度逐渐减缓。槲皮素和木质素单独使用时，其抗老化效果会随着老化程度 的增大而急剧减小。而本专利技术的创新之处在于将天然抗氧化剂槲皮素与木质素 混合，槲皮素分子可以成功插入到木质素大分子中，形成稳定的共轭结构，对 槲皮素和木质素的抗氧性能进行了保护，增强槲皮素和木质素抗老化效果的稳 定性。
[0024]沥青紫外线老化的本质是紫外光光波的能量大于沥青分子的化学键的键解 离能，导致化学键直接断裂，或者驱使分子变成极易被氧化的激发态，然后进 一步发生热氧老化。本专利技术抗老化剂的光稳定剂可以有效抑制紫外线引发的光 反应过程，防止沥青中分
子化学键断裂。槲皮素和木质素的联合作用可以有效 的与被激活分子反应，抑制老化的继续进行。青藏高原地区紫外线强度高，沥 青极易发生紫外线老化，本专利技术针对沥青紫外线老化的机理，可以有效的抑制 紫外线老化程度，保护青藏地区的沥青路面。
[0025]沥青抗老化剂的制备方法中，在剪切完成后增加发育过程中，抗老化剂表 面可见小气泡，在发育完成后，抗老化剂表面的小气泡基本消失，恒温发育是 本专利技术中沥青抗老化剂制备的一个不可缺少的环节，槲皮素、木质素等更加均 匀地与沥青接触反应，混合均匀。
附图说明
[0026]图1：本专利技术各实施例抗老化剂改性沥青与70#基质沥青老化前红外光谱对比 图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青抗老化剂，其特征在于，沥青抗老化剂包括重量百分比为3％～10％的槲皮素，重量百分比为10％～15％的稳定剂，重量百分比为40％～70％的芳烃油，重量百分比为10％～30％的木质素，重量百分比为10％～15％的黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃油、木质素、黄原酸钠的重量百分比之和为100％，所述沥青抗老化剂由黄原酸钠，槲皮素、稳定剂、芳烃油、木质素和黄原酸钠均匀混合而成。2.根据权利要求1所述的沥青抗老化剂，其特征在于，所述稳定剂为光稳定剂UV
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770。3.根据权利要求1～2中任一项所述沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将槲皮素、木质素、稳定剂和黄原酸钠混合均匀备用；(2)芳烃油加热至160～170℃，将混合均匀的槲皮素、木质素等混合物加入芳烃油中，搅拌均匀；(3)将混合后的芳烃油加热并保持160～170℃，利用剪切仪将芳烃油混合物剪切至流动态为止；(4)剪切完成后，将剪切完成的芳烃油混合物在130～160℃的环境中下发育1～2h，得到沥青抗老化剂。4.根据权利要求3中所述沥青抗老化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，利用烘箱将芳烃油加热至160～170℃。5.根据权利要求3中所述沥青抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾兴宇，王国梁，胡栋梁，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：