基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110373033A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910756378.7(22)申请日2019.08.15(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人许涛李宁许俊杰黄凯健(51)Int.Cl.C08L95/00(2006.01)C08L7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法(57)摘要本发明是一种基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法，属于沥青改性技术领域，解决目前沥青改性后，形状记忆性能不明显，或形状记忆效果差，固定率和回复率低，沥青路面裂缝自愈合难以实现，影响道路耐久性的问题。本发明首先将70#道路石油沥青与制备好的形状记忆杜仲胶在高速剪切乳化机中加热搅拌，制备具有形状记忆性能的杜仲胶改性沥青，然后利用相关仪器测试其化学成分、微观组织结构形态，最后研究杜仲胶改性沥青的形状记忆性能和形状记忆机理，进一步优化制备工艺，提高沥青形状记忆性能。本发明制备的形状记忆杜仲胶改性沥青可以实现沥青路面裂缝自愈合，减少大量维护成本和资源消耗，提高交通运输综合效益。CN110373033ACN110373033A权利要求书1/1页1.一种基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法，其特征在于该方法的具体步骤如下：(1)经不同过氧化二苯甲酰添加量交联制得的形状记忆杜仲胶，使其在沥青路面使用温度范围始终处于结晶转态，具有形状记忆性能；(2)加热道路石油沥青70#至160℃，取一定量的沥青加入高速剪切乳化机，设置转子转速为5000r/min，在160℃温度下剪切搅拌10min；(3)分批加入一定量的形状记忆杜仲胶，每批间隔1min，转子转速提高至7000r/min，温度提高至170℃，温度高于该值时需用电扇降温，在此温度区间下剪切搅拌1h，制得形状记忆杜仲胶改性沥青；(4)利用傅里叶红外光谱仪、电子扫描显微镜和荧光显微镜测试形状记忆杜仲胶改性沥青的化学成分、微观组织结构形态、形状记忆杜仲胶在沥青中的分散状况及相容性，进一步优化形状记忆杜仲胶改性沥青配方；(5)利用固定率、回复率从宏观上表征形状记忆杜仲胶改性沥青的形状记忆性能，并采用小角衍射和红外二向色实验从微观上研究形状记忆杜仲胶改性沥青的形状记忆机理，进一步优化形状记忆杜仲胶改性沥青制备工艺，提高沥青形状记忆性能。2CN110373033A说明书1/3页基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法技术领域[0001]本发明是一种基于杜仲胶提高沥青形状记忆性能的方法，属于沥青改性技术领域。背景技术[0002]沥青路面由于具有良好行车舒适性和优异路用性能，我国已建成高等级道路绝大部分均采用沥青路面。但是，沥青路面在使用过程中，在环境、荷载等因素共同作用下会产生各种裂缝，致使沥青路面在使用年限内服务水平下降。且随着我国社会快速发展，经济建设需要，国民出行量增多，对道路使用需求急剧增加。交通量和重载车辆日益增多，导致路面出现裂缝破坏。沥青路面裂缝的产生，需要对其进行维修，需要投入大量的人力、财力和物力，且由此产生的大量废弃沥青混合料造成了资源浪费和环境污染。因此，若沥青路面具有形状记忆性能，使其开展的裂缝在路面温度达到一定程度时，自动缩小，则必将减少大量维护成本和资源消耗，提高交通运输综合效益，加快国家经济发展。[0003]近年来，形状记忆材料方面相关研究快速发展，如形状记忆医用接管、空间可展开结构等。形状记忆材料是指在外界环境变化(如热、光、电、磁、溶剂等)的刺激下，做出响应，使得自身的状态参数(如形状、应力和应变等)发生变化，恢复到初始设定状态的一类高分子材料。因此，有部分学者考虑在沥青路面中加入具有形状记忆性能改性剂，使其路面具有形状记忆性能。具体为将常见的形状记忆高分子如交联聚乙烯、聚乙烯/尼龙-6的接枝共聚物、环氧基聚合物、聚氨酯共聚物等按照一定的比例，一定的改性设备改性沥青。[0004]已有研究发现，这些形状记忆高分子都可以提高沥青的力学性能、抗老化性能等。然而关于沥青路面具有形状记忆性能方面，却很少提及，部分改性剂改性沥青路面具有形状记忆性能，但其或性能不佳，或来源不方便，或价格昂贵。因此，有必要找到性能良好、价格适宜、来源广泛的新型改性剂，以此来满足日益增长的公路建设需求。[0005]有学者研究发现，采用硫磺或过氧化物交联制得的具有化学交联结构的杜仲胶，在沥青路面使用温度下始终处于结晶转态，具有形状记忆性能。杜仲胶分为天然杜仲胶(EUG)与合成杜仲胶(TPI)。EUG主要来源于杜仲树，中国拥有世界95％以上的杜仲树资源。TPI国内主要来源于青岛第派新材公司，拥有万吨级反式异戊胶工业化生产装置，