一种高性能沥青净味阻燃协效剂的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种沥青净味阻燃协效剂的制备方法及应用，属于材料技术领域。在碳酸钙表面依次包覆锡酸锌和高碳醇，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙，即为所述沥青净味阻燃协效剂。本发明专利技术的沥青净味阻燃协效剂可以有效与沥青兼容，既提高沥青净味阻燃性能，又在一定程度上提高沥青的流变性能。本发明专利技术的净味阻燃协效剂可吸附沥青在摊铺过程中的烟气，同时能够起到一定的阻燃效果，极大降低了沥青烟气中的有害成分对施工人员及环境的危害。本发明专利技术通过较为简单的制备工艺和低廉的成本达到了减少沥青高温状态下气味的目的，为净味环保沥青的开发及应用提供了一种新的方法。的开发及应用提供了一种新的方法。的开发及应用提供了一种新的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能沥青净味阻燃协效剂的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及材料
，特别是涉及一种高性能沥青净味阻燃协效剂的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]沥青主要由碳氢化合物及其非金属衍生物组成，是一种稠状半固态的复杂混合物，它由于具有粘性、延展性、温变性等优良的性能，被广泛应用在防水、涂料、塑料、橡胶、道路等方面。由于沥青的熔点较高，使用过程中必须先进行加热，并且沥青的成分非常复杂，在加热的过程中不仅会产生沥青烟气，而且还需要消耗大量的能源，产生大量的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物等多种污染物，是大气污染的重要来源。
[0003]沥青烟气主要来源于沥青、石油、煤炭等，它是这些原料在高温生产过程中，扩散到空气中的一种烟雾状的物质。这些原料在高温下时会因氧气供应不足，不能深度氧化而产生沥青烟气。沥青的成分较复杂，不同的地域、厂家、生产工艺条件下所生产的沥青成分差别都很大，但沥青烟的组成基本上与沥青接近，它通常以气溶胶形式存在，其粒径多在0.1～1.0μm之间，对环境的污染危害较大。
[0004]目前，道路交通建设正在迅速发展，且多用沥青铺设路面。采用沥青混合料来铺设路面，不仅可以降低路面噪音，还可以提高路面的行驶舒适性。但在一些封闭而又长的隧道中或高温天气施工时，沥青烟气严重威胁着施工人员的身心健康。与此同时，沥青作为普遍适用的建筑材料，其广泛使用带来的环境污染问题已经成为不可回避的环境问题。因此，研究沥青烟气的组成并抑制沥青烟气的产生，可以减少对施工人员的伤害，降低沥青烟气造成的环境公害。<br/>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种高性能沥青净味阻燃协效剂的制备方法及应用，以降低沥青施工过程中的烟气危害问题。本专利技术研制出一种基于高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙作为高性能沥青净味阻燃协效剂，通过将碳酸钙经过锡酸锡包覆使其具有阻燃性能，而后通过硅烷偶联剂分子的其中一端与碳酸钙表面的羟基反应，形成氢键，并在一定条件下缩合、脱水和固化，形成共价键；另一端与高碳醇结合，从而使高分子材料(高碳醇)—硅烷偶联剂—无机材料之间(锡酸锌包覆碳酸钙)产生一种良好的界面结合，在碳酸钙表面形成具有多孔隙、高比表面的结构。本材料借助碳酸钙表面部分包覆的锡酸锌来提升沥青的阻燃性能，通过表面的多孔隙、高比表面的结构来吸收沥青高温时释放的小分子烟气物质，同时硅烷偶联剂增强了本材料与沥青的相容性，因此本材料作为沥青净味阻燃协效剂应用于沥青施工中，可达到提高沥青高温性能和阻燃性能，减少沥青烟气和恶臭气体排放的作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术的技术方案之一：一种沥青净味阻燃协效剂的制备方法，包括，在碳酸钙表面依次包覆锡酸锌和高碳醇，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙，即为所述沥青净味阻
燃协效剂。
[0008]进一步地，所述在碳酸钙表面包覆锡酸锌的方法还包括：
[0009]将碳酸钙粉末和尿素(CO(NH)2)加入水中，加热搅拌，分散，得到预处理碳酸钙水分散液；
[0010]将锡酸锌、氧化锌和碱金属化合物与水混合，加热搅拌，然后加入所述预处理碳酸钙水分散液，继续加热搅拌反应，反应结束后将所得乳液过滤、干燥、煅烧，得到锡酸锌包覆碳酸钙粉末。
[0011]进一步地，所述在碳酸钙表面包覆高碳醇的方法还包括：
[0012]将所述锡酸锌包覆碳酸钙粉末溶于酯类化合物溶液中，然后加入硅烷偶联剂，加热搅拌，再加入高碳醇粉末，继续加热搅拌反应，反应结束后过滤、干燥、研磨，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙，即为所述沥青净味阻燃协效剂。
[0013]进一步地，所述将碳酸钙粉末和尿素加入水中，加热搅拌，分散，得到预处理碳酸钙水分散液的方法还包括：
[0014]所述碳酸钙粉末的粒径为200
‑
400目；所述碳酸钙粉末与尿素的质量比为(3.5
‑
5):1，碳酸钙粉末与水的用量比为(1
‑
1.5)g:10ml；所述加热搅拌的温度为35
‑
65℃，搅拌时间为40
‑
80min。
[0015]所述分散为超声分散，时间为50
‑
100min。
[0016]进一步地，所述将锡酸锌、氧化锌和碱金属化合物与水混合，加热搅拌，然后加入所述预处理碳酸钙水分散液，继续加热搅拌反应，反应结束后将所得乳液过滤、干燥、煅烧，得到锡酸锌包覆碳酸钙粉末的方法还包括：
[0017]所述锡酸锌为羟基锡酸锌(Na2Sn(OH)6)，所述碱金属氧化物优选为氢氧化钠(NaOH)。
[0018]所述锡酸锌与水的用量比为(1
‑
2)g:7
‑
10ml。
[0019]按质量比计，锡酸锌：氧化锌：碱金属化合物：碳酸钙粉末＝(1.0
‑
2.0):(0.3
‑
0.8):(1.0
‑
2.2):10；所述煅烧的温度为500
‑
700℃，时间为0.8
‑
2.2h。
[0020]预处理碳酸钙水分散液加入前后加热搅拌的温度均为50
‑
90℃，转速均为300
‑
550rpm，总的搅拌时间为5
‑
12h。
[0021]进一步地，所述将锡酸锌包覆碳酸钙粉末溶于酯类化合物溶液中，然后加入硅烷偶联剂，加热搅拌，再加入高碳醇粉末，继续加热搅拌反应，反应结束后过滤、干燥、研磨，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙，即为所述沥青净味阻燃协效剂的方法还包括：
[0022]所述酯类化合物溶液为乙酸乙酯或乙酸异戊酯。
[0023]高碳醇粉末加入前后加热搅拌的温度均为40
‑
85℃，转速均为300
‑
350rpm，总的搅拌时间为6
‑
10h。
[0024]所述干燥的温度为45
‑
75℃。
[0025]所述研磨是将固体产物研磨至粒径为200
‑
400目。
[0026]进一步地，所述高碳醇的碳原子数量为16
‑
18。
[0027]进一步地，所述碳酸钙粉末与所述硅烷偶联剂的质量比为20:(0.15
‑
0.22)；所述碳酸钙粉末与所述高碳醇的质量比为25:(0.1
‑
0.3)。
[0028]生成锡酸锌包覆碳酸钙粉末的原理是通过羟基锡酸锌在碱性条件下(碱性条件由
碱金属氧化物、尿素提供)反应生成晶型稳定的锡酸锌颗粒并均匀沉淀在碳酸钙表面，而后通过煅烧去除杂质并使包覆后的碳酸钙粉末更加稳定。
[0029]尿素对反应的控制起着非常重要的作用，它可以慢慢释放出羟氢离子，从而可以精确地控制反应速度，使得到的产物颗粒大小均匀、形状规则。这是由于尿素在加热的过程中会发生水解，生成氨和碳酸二氨，然后释放羟基离子，这个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沥青净味阻燃协效剂的制备方法，其特征在于，包括，在碳酸钙表面依次包覆锡酸锌和高碳醇，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙，即为所述沥青净味阻燃协效剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在碳酸钙表面包覆锡酸锌的方法还包括：将碳酸钙粉末和尿素加入水中，加热搅拌，分散，得到预处理碳酸钙水分散液；将锡酸锌、氧化锌和碱金属化合物与水混合，加热搅拌，然后加入所述预处理碳酸钙水分散液，继续加热搅拌反应，反应结束后将所得乳液过滤、干燥、煅烧，得到锡酸锌包覆碳酸钙粉末。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述在碳酸钙表面包覆高碳醇的方法还包括：将所述锡酸锌包覆碳酸钙粉末溶于酯类化合物溶液中，然后加入硅烷偶联剂，加热搅拌，再加入高碳醇粉末，继续加热搅拌反应，反应结束后过滤、干燥、研磨，得到高碳醇偶联的锡酸锌包覆碳酸钙。4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述将碳酸钙粉末和尿素加入水中，加热搅拌，分散，得到预处理碳酸钙水分散液的方法还包括：所述碳酸钙粉末的粒径为200
‑
400目；所述碳酸钙粉末与尿素的质量比为(3.5
‑
5):1，碳酸钙粉末与水的用量比为(1
‑
1.5)g:10ml；所述加热搅拌的温度为35
‑
65℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，任登辉，陈有潮，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：