CN110819129A - 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110819129A CN110819129A CN201911156987.5A CN201911156987A CN110819129A CN 110819129 A CN110819129 A CN 110819129A CN 201911156987 A CN201911156987 A CN 201911156987A CN 110819129 A CN110819129 A CN 110819129A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ldhs
- asphalt
- modifier
- parts
- functionalized
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N aluminum magnesium Chemical compound [Mg].[Al] SNAAJJQQZSMGQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 31
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 claims abstract description 25
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- -1 hydroxy metal hydroxide Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 claims description 18
- WJUMWVJBOZKPPU-UHFFFAOYSA-N 2,3-bis(6-methylheptyl)-N-phenylaniline Chemical compound C(CCCCC(C)C)C=1C(=C(C=CC1)NC1=CC=CC=C1)CCCCCC(C)C WJUMWVJBOZKPPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VXXOYZOZDIQRPL-UHFFFAOYSA-N n,n-diphenylthiohydroxylamine Chemical group C=1C=CC=CC=1N(S)C1=CC=CC=C1 VXXOYZOZDIQRPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N hexadecyl(trimethoxy)silane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC RSKGMYDENCAJEN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- SLYCYWCVSGPDFR-UHFFFAOYSA-N octadecyltrimethoxysilane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC[Si](OC)(OC)OC SLYCYWCVSGPDFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 8
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 3
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims 2
- CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N ethoxysilane Chemical compound CCO[SiH3] CWAFVXWRGIEBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 abstract description 58
- 230000004048 modification Effects 0.000 abstract description 9
- 238000012986 modification Methods 0.000 abstract description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- PBSAOVAWOWIYGJ-UHFFFAOYSA-N CCO[Si](C)(CCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C)OCC Chemical compound CCO[Si](C)(CCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C)OCC PBSAOVAWOWIYGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000036314 physical performance Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 5
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N trimethoxysilane Chemical compound CO[SiH](OC)OC YUYCVXFAYWRXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Road Paving Structures (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法，所述改性剂由阴离子型抗氧剂活性成分对LDHs插层改性和表面改性剂有机化修饰改性共同功能化组装所制备得到的，本发明通过将阴离子型抗氧剂活性成分插层到LDHs层间，增强其抗热氧老化能力，同时利用LDHs的层板结构阻止抗氧剂在沥青中向表面迁移，提高抗氧剂的长效性；通过将长支链有机官能团的表面改性剂接枝到LDHs表面，借助二者间的化学作用减少LDHs表面的极性基团，抑制LDHs颗粒间团聚，提高LDHs在沥青中的分散性，同时引入的长支链有机官能团可增强LDHs亲油性，增强与沥青的相容稳定性，显著提高沥青的抗热氧和紫外老化能力。
Description
技术领域
本发明属于沥青改性技术领域，具体涉及一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（LDHs）改性剂及其制备方法和应用。
背景技术
沥青路面具有行车舒适、噪音低、易维护以及安全性高等优点，使其广泛应用在公路建设中。沥青材料受到外界环境因素（如热、紫外光、氧等）影响容易发生老化，沥青材料的老化导致沥青路面易发生车辙、坑槽及开裂等病害，严重影响了沥青路面的服役寿命。沥青老化主要分热氧和紫外老化，这两种老化均会导致沥青材料性能裂化，而且这两种老化表现出明显的耦合效应。只针对单一方面的沥青材料防老化技术，不能有效地提高其抗老化能力。
为了改善沥青的抗老化性能，专利CN102181161B公布了一种镁铝基层状双氢氧化物（LDHs）耐老化改性沥青，所采用的LDHs具有独特的层板结构，使其能够屏蔽紫外光，其加入沥青中可以提高沥青的抗紫外老化能力。但由于LDHs层板表面含有大量的极性基团，易发生团聚，导致其在沥青中不能均匀分散，从而限制LDHs抗紫外老化能力不能充分地发挥。另一方面，虽然LDHs具有较好的抗紫外老化能力，但在抗热氧老化方面表现一般。专利CN103526891B公布了一种通过将LDHs和抗氧剂进行复掺来同时增强材料的抗紫外老化和抗热氧老化能力的方法，但是，如果只是简单地将LDHs与抗氧剂进行复掺，抗氧剂会不断从沥青基体中向表面迁移，导致其抗热氧老化改善效果和长效性被显著削弱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（LDHs）改性剂，用于改性沥青，以获得抗紫外老化、抗热氧老化和综合性能优异的沥青材料。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（LDHs）改性剂，它是由LDHs、阴离子型抗氧剂活性成分、表面改性剂组成，各原材料重量份分别为：60份~85份LDHs，12份~35份阴离子型抗氧剂活性成分，3份~15份表面改性剂。所述的功能化组装LDHs是由阴离子型抗氧剂活性成分对LDHs插层改性和表面改性剂对LDHs表面有机化修饰改性共同功能化组装所制备的。
所述的LDHs为是按照CN102181161B公开的制备方法所得到的。
所述的阴离子型抗氧剂活性成分为硫化二苯胺和二异辛基二苯胺中的任意一种。
所述的表面改性剂为甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷，十八烷基三甲氧基硅烷中的任意一种。
上述的功能化组装LDHs改性剂的制备方法，包括以下步骤：
1) 先将LDHs置于550℃条件下的马弗炉中120 min，以去除LDHs层间阴离子，然后将处理过的LDHs与阴离子型抗氧剂活性成分溶液（阴离子型抗氧剂活性成分与水体积比为8:2）在低速条件下均匀搅拌60 min，最后将插层改性的LDHs真空抽滤、反复洗涤、烘干、粉碎，即可得到阴离子型抗氧剂活性成分插层改性的LDHs；
2) 将所制备的插层改性LDHs添加到体积比95:5的乙醇-水溶液中，在50℃条件下搅拌30 min，并缓慢滴加乙酸控制混合溶液的pH在3~4；
3) 将表面改性剂添加到步骤2)所得到的混合溶液，先在50℃，pH为3~4条件下快速搅拌反应150 min，然后将温度升高到70℃，继续反应30 min；最后将改性的LDHs真空抽滤、洗涤、烘干、研磨成粉末粒径小于0.075 mm，即得到功能化组装LDHs改性剂。
本发明还公开了一种功能化组装LDHs改性沥青，它是由沥青和功能化组装LDHs组成，各原材料重量份数分别为：85份~99份沥青，1份~15份功能化组装LDHs。
所述的沥青为道路石油沥青，其25℃针入度为60 dmm~100 dmm，软化点为40 ℃~55℃，10 ℃延度为15 cm~25 cm。
上述的功能化组装LDHs改性沥青的制备方法，包括以下步骤：
将所制备的功能化组装LDHs改性剂加入沥青中，在150℃，剪切速率5000 rpm条件下进行熔融共混90 min，即可制得抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
本发明的有益效果如下：
1）LDHs具有优异的抗紫外老化能力，但LDHs的抗氧老化能力一般，本发明利用LDHs层板间距可调，将阴离子型抗氧剂活性成分插层到LDHs层间，增强LDHs抗热氧老化能力，同时通过将抗氧剂插层到LDHs层间，还可以借助LDHs层板的空间限域作用阻止抗氧剂在沥青中向表面迁移，以增强抗氧剂的长效性。
2）本发明将表面改性剂接枝到插层改性后的LDHs表面，利用表面改性剂与LDHs表面的极性基团进行反应，抑制LDHs颗粒间的团聚，显著提高LDHs在沥青中的分散性，同时表面改性剂在LDHs表面引入有机官能团，可明显改善LDHs在沥青中的相容稳定性。
3）本发明将上述功能化组装的LDHs对沥青进行改性，可同时增强沥青的抗热氧和紫外老化能力，所得到的改性沥青综合性能优异。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
以下实施例中所采用的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物（LDHs）改性剂的制备方法为：1) 先将LDHs置于550℃条件下的马弗炉中120 min，以去除LDHs层间阴离子，然后将处理过的LDHs与阴离子型抗氧剂活性成分溶液（阴离子型抗氧剂活性成分与水体积比为8:2）在低速条件下均匀搅拌60 min，最后将插层改性的LDHs真空抽滤、反复洗涤、烘干、粉碎，即可得到阴离子型抗氧剂活性成分插层改性的LDHs；
2) 将所制备的插层改性LDHs添加到体积比95:5的乙醇-水溶液中，在50 ℃条件下搅拌30 min，并缓慢滴加乙酸控制混合溶液的pH在3~4；
3) 将表面改性剂添加到步骤2所得到的混合溶液，先在50℃，PH为3~4条件下快速搅拌反应150 min，然后将温度升高到70 ℃，继续反应30 min；最后将改性的LDHs真空抽滤、洗涤、烘干、研磨成粉末粒径小于0.075 mm，即可得到功能化组装LDHs改性剂。
实施例1：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例1所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是硫化二苯胺，表面改性剂为甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，各原料质量份数如下：85份LDHs，12份硫化二苯胺，3份甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷。
选取95份（25℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入5份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例1：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加硫化二苯胺，步骤3中不添加甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例1功能化组装LDHs的对比样a。
按照实施例1中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加硫化二苯胺和甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，原材料的掺量与实施例1相同），即可得到实施例1改性沥青的对比样b。
通过对实施例1和对比例1所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表1和表2。
通过表1高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表2试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
实施例2：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例2所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是硫化二苯胺，表面改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷，各原料质量份数如下：60份LDHs，35份硫化二苯胺，5份十六烷基三甲氧基硅烷。
选取91份（25℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10 ℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150 ℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入9份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例2：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加硫化二苯胺，步骤3中不添加十六烷基三甲氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例2功能化组装LDHs的对比样c。
按照实施例2中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加硫化二苯胺和十六烷基三甲氧基硅烷，原材料的掺量与实施例2相同），即可得到实施例2改性沥青的对比样d。
通过对实施例2和对比试验2所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表3和表4。
通过表3高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表4试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
实施例3：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例3所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是硫化二苯胺，表面改性剂为十八烷基三甲氧基硅烷，各原料质量份数如下：70份LDHs，15份硫化二苯胺，15份十八烷基三甲氧基硅烷。
选取85份（25℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10 ℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入15份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例3：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加硫化二苯胺，步骤3中不添加十八烷基三甲氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例3功能化组装LDHs的对比样e。
按照实施例3中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加硫化二苯胺和十八烷基三甲氧基硅烷，原材料的掺量与实施例3相同），即可得到实施例3改性沥青的对比样f。
通过对实施例3和对比例3所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表5和表6。
通过表5高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表6试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
实施例4：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例4所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是二异辛基二苯胺，表面改性剂为甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，各原料质量份数如下：65份LDHs，20份二异辛基二苯胺，15份甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷。
选取99份（25 ℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入1份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例4：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加二异辛基二苯胺，步骤3中不添加甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例4功能化组装LDHs的对比样j。
按照实施例4中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加二异辛基二苯胺和甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，原材料的掺量与实施例4相同），即可得到实施例4改性沥青的对比样h。
通过对实施例4和对比例4所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表7和表8。
通过表7高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表8试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
实施例5：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例5所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是二异辛基二苯胺，表面改性剂为十六烷基三甲氧基硅烷，各原料质量份数如下：80份LDHs，12份二异辛基二苯胺，8份十六烷基三甲氧基硅烷。
选取88份（25 ℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10 ℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入12份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例5：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加二异辛基二苯胺，步骤3中不添加十六烷基三甲氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例5功能化组装LDHs的对比样k。
按照实施例5中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加二异辛基二苯胺和十六烷基三甲氧基硅烷，原材料的掺量与实施例5相同），即可得到实施例5改性沥青的对比样l。
通过对实施例5和对比例5所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表9和表10。
通过表9高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表10试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
实施例6：
按照功能化组装LDHs改性剂的方法步骤即可制备出实施例6所需的功能化组装LDHs，其中阴离子型抗氧剂活性成分选用的是二异辛基二苯胺，表面改性剂为十八烷基三甲氧基硅烷，各原料质量份数如下：75份LDHs，22份二异辛基二苯胺，3份十八烷基三甲氧基硅烷。
选取97份（25℃针入度为65 dmm，软化点为45℃，10℃延度为22 cm）道路石油沥青加热至流淌状后，启动高速剪切机，继续在150℃，剪切速率5000 rpm条件下缓慢加入3份制备的功能化组装LDHs改性剂进行熔融共混90 min，即可得到抗热氧老化、抗紫外老化和综合性能优异的改性沥青。
对比例6：
按照功能化组装LDHs改性剂制备方法（步骤1中不添加二异辛基二苯胺，步骤3中不添加十八烷基三甲氧基硅烷）对LDHs进行同样处理，即得到实施例6功能化组装LDHs的对比样m。
按照实施例6中改性沥青的制备方法进行操作（在添加功能化组装LDHs的对比样过程中，同时添加二异辛基二苯胺和十八烷基三甲氧基硅烷，原材料的掺量与实施例6相同），即可得到实施例6改性沥青的对比样n。
通过对实施例6和对比例6所制备的沥青样品分别进行高温存储稳定性测试，短期热氧老化(RTFOT)和紫外老化(UV)，并对老化前后一些物理性能指标进行测试，所得到的结果如表11和表12。
通过表11高温储存稳定性测试结果发现，经过功能化组装改性的LDHs在沥青中分散性和相容稳定性显著提升；表12试验结果表明，功能化组装LDHs改性沥青具有更优异的抗热氧老化和抗紫外老化能力。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
Claims (8)
1.一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂，其特征在于：所述改性剂各原材料按重量份计为：60份~85份LDHs，12份~35份阴离子型抗氧剂活性成分，3份~15份表面改性剂。
2.根据权利要求1所述的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂，其特征在于，所述阴离子型抗氧剂活性成分为硫化二苯胺或二异辛基二苯胺。
3.根据权利要求1所述的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂，其特征在于，所述表面改性剂为甲基丙烯酰氧基十一烷基甲基二乙氧基硅烷，十六烷基三甲氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷中的任意一种。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
1) 先将LDHs置于550℃条件下的马弗炉中120 min，去除LDHs层间阴离子，然后将处理过的LDHs与阴离子型抗氧剂活性成分溶液在低速条件下均匀搅拌60 min，再将插层改性后的LDHs真空抽滤、反复洗涤、烘干、粉碎，即得到阴离子型抗氧剂活性成分插层改性LDHs；
2) 将步骤1）制备的阴离子型抗氧剂活性成分插层改性LDHs添加到体积比95:5的乙醇-水溶液中，在50℃条件下搅拌30 min，并缓慢滴加乙酸控制混合溶液的pH在3~4之间；
3) 将表面改性剂添加到步骤2）所得到的混合溶液，先在50℃，pH为3~4条件下快速搅拌反应150 min，然后将温度升高到70℃，继续反应30 min；再经真空抽滤、洗涤、烘干、研磨成粉末粒径小于0.075 mm，即得到功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂。
5.一种如权利要求1-3任一项所述的功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂在改性沥青中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述改性沥青由功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂和沥青组成，按重量份数计为：85份~99份沥青，1份~15份功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的沥青为道路石油沥青，其25℃针入度为60 dmm~100 dmm，软化点为40 ~55℃，10℃延度为15 cm~25 cm。
8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述改性沥青的制备方法包括如下步骤：
按配比将功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂加入沥青中，然后在150℃，剪切速率5000 rpm条件下进行熔融共混90 min，即制得改性沥青。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911156987.5A CN110819129B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911156987.5A CN110819129B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110819129A true CN110819129A (zh) | 2020-02-21 |
| CN110819129B CN110819129B (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=69558309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911156987.5A Expired - Fee Related CN110819129B (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110819129B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119842241A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-04-18 | 北京工业大学 | 一种有机磷酸锆改性沥青及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102024505A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-04-20 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 一种硅油电力复合脂及其制备方法 |
| CN102180614A (zh) * | 2011-03-21 | 2011-09-14 | 北京化工大学 | 一种耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料 |
| CN102199359B (zh) * | 2011-03-21 | 2012-11-07 | 武汉理工大学 | 一种镁铝基层状双氢氧化物耐老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| CN103421333A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 武汉理工大学 | 一种耐紫外老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| CN103421332A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 武汉理工大学 | 一种耐老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| WO2018039534A1 (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | Cornell University | Bitumen nanocomposites and uses thereof |
-
2019
- 2019-11-22 CN CN201911156987.5A patent/CN110819129B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102024505A (zh) * | 2010-10-12 | 2011-04-20 | 北京国电富通科技发展有限责任公司 | 一种硅油电力复合脂及其制备方法 |
| CN102180614A (zh) * | 2011-03-21 | 2011-09-14 | 北京化工大学 | 一种耐老化沥青用镁铝基层状双氢氧化物紫外阻隔材料 |
| CN102199359B (zh) * | 2011-03-21 | 2012-11-07 | 武汉理工大学 | 一种镁铝基层状双氢氧化物耐老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| CN103421333A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 武汉理工大学 | 一种耐紫外老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| CN103421332A (zh) * | 2013-08-27 | 2013-12-04 | 武汉理工大学 | 一种耐老化塑性体改性沥青涂盖料及其制备方法 |
| WO2018039534A1 (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-01 | Cornell University | Bitumen nanocomposites and uses thereof |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 化工部科技情报研究所编: "《1985年度国内市场短缺化工产品名录》", 3 June 1985 * |
| 吴世敏，主编: "《简明精细化工大辞典》", 30 June 1999, 辽宁科学技术出版社 * |
| 胡金龙: "聚苯胺/接枝插层改性锌铝水滑石纳米复合材料的制备与性能研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 * |
| 郑德，主编: "《热稳定剂的生产应用及进展》", 30 June 2011, 国防工业出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119842241A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-04-18 | 北京工业大学 | 一种有机磷酸锆改性沥青及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110819129B (zh) | 2022-06-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111647279B (zh) | 一种耐老化的功能化蒙脱土改性沥青及其制备方法 | |
| Huang et al. | Effect of layered double hydroxides (LDHs) on aging properties of bitumen | |
| CN102181161B (zh) | 一种镁铝基层状双氢氧化物耐老化道路沥青及其制备方法 | |
| CN104140580B (zh) | 一种镁铝基层状双氢氧化物/sbr复合改性剂、改性沥青及其制备方法 | |
| CN104177752B (zh) | 一种镁铝基层状双氢氧化物/sbs复合改性剂、改性沥青及其制备方法 | |
| CN110407509A (zh) | 一种可微波加热再生修复沥青混凝土的微胶囊及制备方法 | |
| CN101824226A (zh) | 一种热储存稳定的废旧轮胎胶粉改性沥青的制备方法 | |
| CN113549334A (zh) | 一种高弹性高耐候改性沥青及其制备方法 | |
| CN103275502B (zh) | 一种耐老化沥青及其制备方法 | |
| CN110819129B (zh) | 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物改性剂及其制备方法和应用 | |
| CN105585279B (zh) | 一种改性沥青混合料及其制备方法 | |
| CN108164188A (zh) | 一种电热传导型沥青混凝土及其制备方法 | |
| CN110760109B (zh) | 一种功能化组装镁铝基层状双羟基金属氢氧化物/sbr复合材料及其制备方法和应用 | |
| Xu et al. | A novel strategy to functionalize styrene butadiene rubber toward enhanced interfacial interaction with silica | |
| CN113637246B (zh) | 一种以改性油页岩半焦作为补强填充剂制备橡胶的方法 | |
| CN118685052B (zh) | 橡胶粉改性沥青及其制备方法 | |
| CN119039796B (zh) | 聚合物改性沥青组合物及其制备方法 | |
| Das et al. | Effect of vulcanization technique on the physical properties of silica‐filled EPDM rubber | |
| CN110835450B (zh) | 一种功能化组装LDHs /SBS复合材料及其制备方法和应用 | |
| CN115181341A (zh) | 静电组装氧化石墨烯/二氧化硅天然橡胶复合材料及制备 | |
| Shimpi et al. | Polypropylene/nTiO2 nanocomposites using melt mixing and its investigation on mechanical and thermal properties | |
| CN104004226A (zh) | 一种改性氢氧化铝及其制备方法 | |
| CN110577716B (zh) | 一种电视机外壳用高抗冲击性聚苯乙烯专用料的制备方法 | |
| CN106700579B (zh) | 木质素接枝镁铝基层状双氢氧化物改性剂、耐紫外老化沥青及其制备方法 | |
| He et al. | Physical and anti-aging characteristics of nano-TiO2/irganox 1010 composite modified asphalt |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220624 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |