一種瀝青改性劑用納米復合粉體材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于瀝青材料制備【技術領域】，具體涉及一種瀝青改性劑用納米復合粉體材料。該粉體材料由下述重量百分比的原料組成：綠層硅鈰鈦礦粉料42%～58%，陶瓷廢料粉料33%～53.5%，納米二氧化鈦粉料4%～8%，偶聯劑0.5%～1%。本發(fā)明的顯著效果為：1）本發(fā)明的原料中添加了陶瓷廢料，為陶瓷廢料的處理提供了一條新途徑，解決廢陶瓷的環(huán)境污染問題，可大幅減少綠層硅鈰鈦礦材料的用量，具有較好的經濟效益和社會效益；2）加入本發(fā)明的粉體材料，可明顯改善瀝青路面的耐高低溫性能和抗老化性能。
【專利說明】一種瀝青改性劑用納米復合粉體材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于浙青材料制備【技術領域】，具體涉及一種浙青改性劑用納米復合粉體材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]浙青是一種熱塑性材料，主要被用于道路的表面鋪設材料，具有高溫變軟和低溫變脆的性質。因此，浙青在夏季存在泛油和軟化等問題，冬天存在變硬和開裂等問題，同時也伴有雨水下滲和容易老化的缺陷。針對這些問題，我們通常會對浙青進行改性。[0003]由于納米分散相大的比表面積和強的界面相互作用產生量子效應和表明效應，使納米材料不但表現出不同于一般宏觀復合材料的性能，還可能具有原組分不具備的特殊性能和功能，用于制備高性能、多功能材料方面具有廣闊前景。
[0004]專利CN 102408730B公開了一種無機納米材料改性浙青及其制備方法，其選用碳納米管和納米二氧化鋪組成的改性劑來提高浙青的耐高、低溫性能和抗老化性能。專利CN1400251A報道了一種硅藻土改性浙青，具有較好的高、低溫性能和抗老化性能。
[0005] 申請人:已有專利申請201210298013.2公開了一種綠層硅鈰鈦礦材料改性浙青及其制備方法，利用綠層硅鈰鈦礦材料的優(yōu)異性能，提高了浙青的耐高、低溫性能和抗老化性能。本發(fā)明是在已有配方基礎上進行再設計，豐富原料來源，降低原料成本。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對原有配方的基礎上減少綠層硅鈰鈦礦材料的使用，降低原料成本而提供一種浙青改性劑用納米復合粉體材料及其制備方法，該粉體材料能夠減少綠層硅鈰鈦礦材料的使用量，能夠解決浙青路面存在的高溫車轍、低溫開裂、疲勞開裂及老化問題。
[0007]實現本發(fā)明目的的技術方案為:
一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其具體制備步驟如下:
O陶瓷廢料粉料進行活化處理:將陶瓷廢料進行粗粉碎，加入三聚磷酸鈉進行濕法球磨得到漿料，將所得漿料經脫水干燥后，篩分，噴霧造粒，得到細度為350~850目的粉料；
2)綠層硅鈰鈦礦材料經過乳化處理:將表面活性劑、穩(wěn)定劑和水混合均勻，加熱混合溶液至60°C~90°C，調節(jié)混合溶液pH為2~6，加入綠層硅鈰鈦礦材料進行攪拌，進一步加熱至 120°C~150°C，攪拌 Ih ~3h ;
3)將活化后陶瓷廢料粉體加入到步驟2)制得的混合溶液中，同時加入偶聯劑和納米二氧化鈦粉料，在120°C~150°C的恒溫條件下，不斷攪拌直至乳液破乳，最后加熱至160°C~180 °C,攪拌蒸發(fā)0.5h~Ih。
[0008]其中，步驟I)中所述的三聚磷酸鈉與陶瓷廢料的質量比為1:0.2~0.5。
[0009]步驟2)中所述的綠層硅鈰鈦礦材料與混合溶液的質量比為1:3~6 ;混合溶液中的表面活性劑、穩(wěn)定劑和水三者質量比為5~15:0.5~5:200~600 ;步驟3)中按質量百分含量來計，綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58%，陶瓷廢料粉料33%~53.5%，納米二氧化鈦粉料4%~8%,偶聯劑0.5%~1%。
[0010]步驟2)中所述的綠層硅鈰鈦礦材料主要成分為CeNa2Ca4Ti [Si4O15F3]，其長度為50 μ m ~120 μ m,直徑為 10 μ m ~20 μ m。
[0011]進一步地，步驟2)所述的表面活性劑為十八烷基三乙基氯化銨或十六烷基三乙基溴化銨，穩(wěn)定劑為氯化鎂或氯化鈣，酸堿調節(jié)劑為鹽酸或醋酸。
[0012]進一步地，步驟3)所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種。
[0013]一種浙青改性劑用納米復合粉體材料，該粉體材料的組成為:按質量百分含量來計，綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58%，陶瓷廢料粉料33%~53.5%，納米二氧化鈦粉料4%~8%，偶聯劑0.5%~1%。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
I)本發(fā)明選用的綠層硅鈰鈦礦材料具有環(huán)保、耐高低溫、耐化學腐蝕等優(yōu)點。
[0015]2)本發(fā)明的原料中添加了陶瓷廢料，為陶瓷廢料的處理提供了一條新途徑，解決廢陶瓷的環(huán)境污染問題，可大幅減少綠層硅鈰鈦礦材料的用量，具有較好的經濟效益和社會效益。
[0016]3)對綠層硅鈰鈦 礦材料進行乳化處理，可提高其在浙青材料中的分散性能和穩(wěn)定性能。
[0017]4)對陶瓷廢料進行活化處理，可提高其在浙青材料中的分散性能和穩(wěn)定性能。
[0018]5)加入本發(fā)明的粉體材料,可明顯改善浙青路面的耐高低溫性能和抗老化性能。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，具體步驟為:
1、將陶瓷廢料進行粗粉碎，加入三聚磷酸鈉進行濕法球磨得到漿料，將所得漿料經脫水干燥后，篩分，噴霧造粒，得到細度為350~850目的粉料。所述的三聚磷酸鈉與陶瓷廢料的質量比為1:0.2~0.5。
[0020]2、將綠層硅鈰鈦礦材料進行乳化處理:將表面活性劑、穩(wěn)定劑和水混合均勻，加熱混合溶液至60°C~90°C，調節(jié)混合溶液pH為2~6 ;加入綠層硅鈰鈦礦材料進行攪拌，加熱至120°C~150°C，攪拌Ih~3h。其中，所述的綠層硅鈰鈦礦材料與混合溶液的質量比為1:3~6 ;混合溶液中的表面活性劑、穩(wěn)定劑和水三者質量比為5~15:0.5~5:200~600 ;按質量百分含量來計，綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58%，陶瓷廢料粉料33%~53.5%，納米二氧化鈦粉料4%~8%，偶聯劑0.5%~1%。
[0021]3、將步驟2)制得的混合溶液中加入偶聯劑和納米二氧化鈦粉料，在120°C~150°C的恒溫條件下,不斷攪拌直至乳液破乳,最后加熱至160°C~180°C,攪拌蒸發(fā)0.5h~Ih0
[0022]通過本發(fā)明的制備方法制得的浙青改性劑用納米復合粉體材料，其按重量百分比的原料組成為:
綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58% ；
陶瓷廢料粉料33%~53.5% ；納米二氧化鈦粉料4%~8% ；
偶聯劑0.5%~1%。
[0023]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地描述，本發(fā)明不限于這些實施例。
[0024]實施例1
將陶瓷廢料粉料53.5%經過粉碎、球磨、干燥、篩分和造粒后制成細度為350目的粉料。將十八烷基三乙基氯化銨、氯化鎂和水混合均勻，加熱混合溶液至60°C，用鹽酸調節(jié)混合溶液的PH為2 ;將制得的混合溶液移入攪拌罐，同時加入綠層硅鈰鈦礦粉料42%，啟動乳化機進行攪拌，加熱至120°C，攪拌lh。將硅烷偶聯劑1%、納米二氧化鈦粉料4%加入混合溶液中，混合溶液加熱至160°C,進行攪拌蒸發(fā)Ih。
[0025]實施例2
將陶瓷廢料粉料33%經過分選、粉碎、水洗、干燥、篩分后制成細度為850目的粉料。將十六烷基三乙基溴化銨、氯化鈣和水混合均勻，加熱混合溶液至90°C，用鹽酸調節(jié)混合溶液的PH為6 ;將制得的混合溶液移入攪拌罐，同時加入綠層硅鈰鈦礦粉料58%，啟動乳化機進行攪拌，加熱至150°C，攪拌3h。將鈦酸酯偶聯劑1%、納米二氧化鈦粉料8%加入混合溶液中，混合溶液加熱至180°C,進行攪拌蒸發(fā)0.5h。
[0026]實施例3
將陶瓷廢料粉料43.2%經過分選、粉碎、水洗、干燥、篩分后制成細度為500目的粉料。將十八烷基三乙基氯化銨、氯化鈣和水混合均勻，加熱混合溶液至80°C，用鹽酸調節(jié)混合溶液的PH為4 ;將制得的混合溶液移入攪拌罐，同時加入綠層硅鈰鈦礦粉料50%，啟動乳化機進行攪拌，加熱至130°C，攪拌2h。將鋁酸酯偶聯劑0.8%、納米二氧化鈦粉料6%加入混合溶液中，混合溶液加熱至170°C,進行攪拌蒸發(fā)lh。
【權利要求】
1.一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:具體制備步驟如下: 陶瓷廢料粉料進行活化處理:將陶瓷廢料進行粗粉碎，加入三聚磷酸鈉進行濕法球磨得到漿料，將所得漿料經脫水干燥后，篩分，噴霧造粒，得到細度為350~850目的粉料； 綠層硅鈰鈦礦材料經過乳化處理:將表面活性劑、穩(wěn)定劑和水混合均勻，加熱混合溶液至60℃~90℃，調節(jié)混合溶液pH為2~6 ;加入綠層硅鈰鈦礦材料進行攪拌，進一步加熱至120℃~150℃，攪拌Ih~3h，得到混合乳液； 將活化后陶瓷廢料粉體加入到步驟2)制得的混合乳液中，同時加入偶聯劑和納米二氧化鈦粉料，在120℃~150℃的恒溫條件下，不斷攪拌直至乳液破乳，最后加熱至160℃~180℃,攪拌蒸發(fā)0.5h~1h。
2.根據權利要求1所述的一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:步驟1)中所述的三聚磷酸鈉與陶瓷廢料的質量比為0.2~0.5:1。
3.根據權利要求1所述的一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:步驟2)中所述的綠層硅鈰鈦礦材料與混合溶液的質量比為1:3~6 ;混合溶液中的表面活性劑、穩(wěn)定劑和水三者質量比為5~15:0.5~5:200~600 ;步驟3)中按質量百分含量來計，綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58%，陶瓷廢料粉料33%~53.5%，納米二氧化鈦粉料4%~8%,偶聯劑0.5%~1%。
4.根據權利要求1或3所述的一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:所述的綠層硅鈰鈦礦材料主要成分為CeNa2Ca4Ti [Si4O15F3]，其長度為50 μ m~120 μ m,直徑為 10 μ m ~20 μ m。
5.根據權利要求1或3所述的一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:步驟2)所述的表面活性劑為十八烷基三乙基氯化銨或十六烷基三乙基溴化銨，穩(wěn)定劑為氯化鎂或氯化鈣，酸堿調節(jié)劑為鹽酸或醋酸。
6.根據權利要求1所述的一種浙青改性劑用納米復合粉體材料的制備方法，其特征在于:步驟3)中所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種。
7.如權利要求1所述的制備方法得到的浙青改性劑用納米復合粉體材料，其特征在于:該粉體材料的組成為:按質量百分含量來計，綠層硅鈰鈦礦粉料42%~58%，陶瓷廢料粉料33%~53.5%,納米二氧化鈦粉料4%~8%，偶聯劑0.5%~1%。
8.根據權利要求7所述的浙青改性劑用納米復合粉體材料，其特征在于:所述的綠層硅鈰鈦礦材料主要成分為CeNa2Ca4Ti [Si4O15F3]，其長度為50 μ m~120 μ m,直徑為10 μ m~20 μ m。
9.根據權利要求7所述的浙青改性劑用納米復合粉體材料，其特征在于:所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑中的一種或多種。
【文檔編號】C08L95/00GK103897412SQ201410104979
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權日:2014年3月21日
【發(fā)明者】張宇 申請人:蘇州宇希新材料科技有限公司