一种SBS改性沥青及其制备方法与流程

本发明涉及沥青材料，具体涉及一种sbs改性沥青及其制备方法。

背景技术：

1、沥青表面呈黑色，多以液态或半固态存在，由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成，黏度较高，广泛应用于涂料、塑料、橡胶等工业领域以及铺筑路面等。sbs是一种具有多相结构的苯乙烯类嵌段共聚物，聚苯乙烯嵌段(s段)连接聚丁二烯嵌段(b段)的两端起到约束的作用，当sbs与基质沥青混合后会与沥青组分相互作用发生溶胀，当sbs含量较多时，sbs分子会在沥青中形成稳定的网状结构，从而提高改性沥青的路用性能。但是，仅仅利用sbs对沥青进行改性，以及不再满足实际应用需求。

2、有研究人员发现，将纳米材料与sbs一起作为复合改性体系对沥青进行改性，不仅可以改善聚合物改性沥青相容性差，容易发生紫外老化和氧化老化的不足，还能对沥青的力学性能有所改善。因此，需要研发出一种具有优异抗老化性能、力学性能以及储存稳定的sbs改性沥青。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种sbs改性沥青及其制备方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种sbs改性沥青，包括以下重量份数的原料：100份沥青，3-7份sbs，2-10份改性纳米材料，0.2-0.8份稳定剂；

4、所述改性纳米材料由以下步骤制备：

5、步骤a1、将埃洛石纳米管、十六烷基三甲基溴化铵和去离子水在反应器中混合，再超声处理30-60min，调节体系ph为8-12，再逐滴加入正硅酸四乙酯和kh550，并维持体系温度在30-50℃，搅拌反应4-8h，待反应结束后，洗涤、抽滤后，将滤饼分散在丙酮中超声30min，在置于80-100℃下回流8-10h后，洗涤、抽滤，并添加等量丙酮继续回流8-10h后，洗涤、抽滤，并在60℃真空干燥8-12h，即得hnts@mps纳米材料；

6、进一步地，埃洛石纳米管、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、正硅酸四乙酯、kh550和丙酮的用量比为1g：2-4g：200ml：3-4ml：2.21-3.32-4.42g：400ml。

7、步骤a2、将纳米二氧化钛、kh550、乙醇和去离子水在反应器中搅拌混合均匀，升高体系温度至40-80℃，继续搅拌反应3-5h，待反应结束后，离心、洗涤，将沉淀重新分散在丙酮中超声30min，并控制体系温度在0-5℃，加入三聚氯氰和三乙胺，搅拌反应3-5h，待反应结束后，离心、洗涤、干燥，即得改性二氧化钛；

8、进一步地，纳米二氧化钛、kh550、乙醇、去离子水、丙酮、三聚氯氰和三乙胺的用量比为1-2g：2.21-3.32-4.42g：50ml：10ml：100ml：1.84-2.76-3.68g：1-3g。

9、步骤a3、将4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚和丙酮在烧杯中混合均匀，记为溶液1，将hnts@mps纳米材料和丙酮在烧杯中混合均匀，记为溶液2，将改性二氧化钛和丙酮加入反应器中混合均匀，再将溶液1缓慢滴加到上述溶液中，并控制体系温度为40-50℃，再缓慢滴加一半0.1mol/l的氢氧化钠溶液，反应3-4h，继续升高体系温度至85-95℃，再缓慢滴加溶液2和剩余氢氧化钠溶液，持续反应5-7h，待反应结束后，离心、洗涤、干燥，即得改性纳米材料；

10、进一步地，改性二氧化钛、丙酮、溶液1、溶液2和氢氧化钠溶液的用量比为1-2g：200ml：20ml：20ml：40-80ml；溶液1中4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚和丙酮的用量比为2.21-4.42g：20ml，溶液2中hnts@mps纳米材料和丙酮的用量比为1.5-2.5g：20ml。

11、一种sbs改性沥青的制备方法包括以下步骤：

12、按重量分数称取原料，将沥青加热至160-180℃，搅拌，再加入sbs、改性纳米材料和稳定剂搅拌剪切2.5-4.5h，即得sbs改性沥青。

13、本发明的有益效果：

14、本发明的sbs改性沥青在制备过程中，利用sbs和改性纳米材料之间的协同作用，改善了沥青的储存稳定性，并将埃洛石纳米管作为增韧基材，提高了沥青基体的力学性能，对其改性处理，引入受阻酚结构、纳米二氧化钛以及介孔二氧化硅，提高了基体的抗老化性能。

15、改性纳米材料中，首先，将埃洛石纳米管作为增韧基材，以正硅酸四乙酯和kh550为硅源、十六烷基三甲基溴化铵为模板剂在其表面包覆一层介孔二氧化硅合成表面含有氨基的hnts@mps纳米材料；其次，利用kh550在二氧化钛表面引入氨基，再利用三聚氯氰与氨基反应合成改性二氧化钛，从而引入三嗪基团；最后，再利用改性二氧化钛表面的三聚氯氰作为中间体，从而将含有氨基的hnts@mps纳米材料和受阻酚结构连接起来合成改性纳米材料。改性纳米材料加入基体后，埃洛石纳米管由于具有较大的长径比以及耐高温性，能使其在sbs与基体沥青之间起到交互连接的作用，形成更加致密的“网络”结构，在受到荷载作用时，埃洛石纳米管在沥青中起到加筋的作用，减缓sbs与沥青界面的拉伸破坏，提升沥青的高温抗剪切变形能力，这使得改性沥青具有良好的弹性恢复能力，能够减少车辙；埃洛石纳米管表面包覆的介孔二氧化硅能增强改性后沥青基体的强度和硬度，减少沥青界面龟裂和翘曲等问题的出现，作为路面铺设材料时，还能利用介孔二氧化硅均匀的孔结构吸附汽车产生的尾气，减少环境污染；此外，受阻酚结构、纳米二氧化钛和介孔二氧化硅之间通过三聚氯氰连接起来，避免了迁移、挥发以及热分解造成的损失协同发挥作用，三者协同发挥作用，大幅度提高了沥青的抗老化性能，其中，受阻型结构能够消除沥青中存在的自由基，从而避免沥青中有机物的自由基链式反应，纳米二氧化钛具有优异的遮盖力和折射力，对紫外光有良好的屏蔽作用，具有辅助抗氧化的作用，介孔二氧化硅则是通过吸收部分光能并反射热辐射，从而降低沥青界面的温度，间接减缓老化的速度；改性纳米材料还具有较大的比表面积，能与沥青较好地融合，有效地限制sbs分子链的运动，改善了sbs与沥青的相互作用，提高了沥青的储存稳定性。

技术特征：

1.一种sbs改性沥青，其特征在于，包括以下重量份数的原料：100份沥青，3-7份sbs，2-10份改性纳米材料，0.2-0.8份稳定剂；

2.根据权利要求1所述的一种sbs改性沥青，其特征在于，步骤a1中埃洛石纳米管、十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、正硅酸四乙酯、kh550和丙酮的用量比为1g：2-4g：200ml：3-4ml：2.21-4.42g：400ml。

3.根据权利要求1所述的一种sbs改性沥青，其特征在于，步骤a2中纳米二氧化钛、kh550、乙醇、去离子水、丙酮、三聚氯氰和三乙胺的用量比为1-2g：2.21-4.42g：50ml：10ml：100ml：1.84-3.68g：1-3g。

4.根据权利要求1所述的一种sbs改性沥青，其特征在于，步骤a3中改性二氧化钛、丙酮、溶液1、溶液2和氢氧化钠溶液的用量比为1-2g：200ml：20ml：20ml：40-80ml。

5.根据权利要求4所述的一种sbs改性沥青，其特征在于，溶液1中4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚和丙酮的用量比为2.21-4.42g：20ml。

6.根据权利要求4所述的一种sbs改性沥青，其特征在于，溶液2中hnts@mps纳米材料和丙酮的用量比为1.5-2.5g：20ml。

7.根据权利要求1所述的一种sbs改性沥青的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明涉及沥青材料技术领域，公开了一种SBS改性沥青及其制备方法。本发明的SBS改性沥青，包括以下重量份数的原料：100份沥青，3‑7份SBS，2‑10份改性纳米材料，0.2‑0.8份稳定剂；本发明的SBS改性沥青在制备过程中，利用SBS和改性纳米材料之间的协同作用，改善了沥青的储存稳定性，并将埃洛石纳米管作为增韧基材，提高了沥青基体的力学性能，对其改性处理，引入受阻酚结构、纳米二氧化钛以及介孔二氧化硅，提高了基体的抗老化性能。技术研发人员：孙浩,余绍雄,张建华,刘闯,于洋,王国锋,赵一,李杰杰,毛益智,周啸玉,杨状,夏俊生,陈葆辉,秦晓受保护的技术使用者：无锡市城市道桥科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18