一种抗紫外沥青材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及沥青制备技术领域，具体为一种抗紫外沥青材料及其制备方法。


背景技术：

2.随着城市化进程的加快，道路建设和维护工作也越来越重要。在道路建设和维护中，沥青是一种常用的材料，用于路面的铺设和修补。沥青路面具有较强的耐久性，可以长期承受车辆和行人的使用，同时具有较好的减震性能，能够减少车辆和行人在行驶中的颠簸感，与其他路面材料相比，沥青路面的维护成本相对较低，维护周期也相对较长。然而，沥青在长期的紫外线照射下会发生老化，导致路面开裂、龟裂和变形等问题，影响道路的使用寿命和安全性。因此，研究开发一种抗紫外沥青具有重要的意义。抗紫外沥青可以有效地抵抗紫外线的照射，延长路面的使用寿命，减少维护成本，提高道路的安全性和舒适性。
3.目前，抗紫外沥青的抗紫外能力仍然有限，其使用寿命仍然较短，需要经常更换，从而增加了维护成本。常用的抗紫外沥青主要是通过添加各种助剂或改进沥青配方的方法来实现。然而，一般情况下，助剂的稳定性差，容易受到外界环境的影响而失效，会增加沥青的成本。
4.因此，我们提出一种抗紫外沥青材料及其制备方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种抗紫外沥青材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
7.一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.s1：将改性丙烯酸树脂加热至55-65℃，保温存放，备用；
9.s2:将基质沥青加热至130-150℃，加入sbs改性剂，升温至170-180℃，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切2-3h，再加入改性丙烯酸树脂、脱硫橡胶粉和石墨烯，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切40-60min，保持175-185℃搅拌发育2-3h，制得改性沥青；
10.s3:将改性沥青保持170-180℃恒温，加入紫外线吸收剂、温拌剂、抗氧化剂，光屏蔽剂，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切40-50min，剪切结束后在150-170℃下保温30-60min，制得抗紫外沥青材料。
11.进一步的，所述步骤s1中改性丙烯酸树脂的制备方法如下：
12.步骤a：将八甲基环四硅氧烷和氢氧化锂混合均匀，升温至120-140℃，加入四氢呋喃、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物和硼酸，混合均匀，于90-100℃下反应3-4h，得到有机硅预聚体；
13.步骤b：将去离子水、十二烷基苯磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀，升温至60-70℃，加入亚硫酸钠和1/2质量份数的混合单体、有机硅预聚体，搅拌均匀，滴入过氧化苯甲酰和水制成的引发剂，30-60min滴完，同时滴入剩余混合单体，30-45min滴完，保持反应温
度为80-90℃，引发剂滴完后继续反应90-120min，降温至30-40℃，制得改性丙烯酸树脂。
14.在上述技术方案中，在氢氧化锂催化剂条件下，八甲基环四硅氧烷与六甲基二硅氧烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物和硼酸发生反应，形成有机硅预聚体；以十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂，将混合单体和有机硅预聚体分散在水相中形成乳液，在引发剂的作用下，引发混合单体和有机硅预聚体发生聚合反应，制得改性丙烯酸树脂。
15.进一步的，所述步骤a中八甲基环四硅氧烷和氢氧化锂的质量比为2：(1-1.5)。
16.进一步的，所述步骤a中六甲基二硅氧烷的质量为八甲基环四硅氧烷质量的0.5-1％。
17.进一步的，所述步骤a中四氢呋喃、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物质量比为1：(0.1-0.2)：(2.5-3.5)：(0.4-0.8)。
18.进一步的，所述步骤a中硼酸用量为八甲基环四硅氧烷、四氢呋喃、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物总质量的1-3％。
19.进一步的，所述步骤b中十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚和去离子水的质量比为1：(0.5-1)：(10-20)。
20.进一步的，所述步骤b中十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚的质量为混合单体总质量1.5-2.0％。
21.进一步的，所述步骤b中亚硫酸钠的质量为十二烷基苯磺酸钠质量的10-12％。
22.进一步的，所述步骤b中混合单体由22-32质量份甲基丙烯酸甲酯、16-19质量份丙烯酸丁酯、1.5-3质量份丙烯酸和0.5-1质量份n-乙烯基己内酰胺混合而成。
23.进一步的，所述步骤b中混合单体的总质量为乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷质量的10-13倍。
24.进一步的，所述步骤b中有机硅预聚体的质量为混合单体总质量的4-8％。
25.进一步的，所述步骤b中过氧化苯甲酰和水的质量比为1:(8-10)，过氧化苯甲酰的质量为混合单体总质量的0.8％-1.0％。
26.进一步的，所述步骤b中剩余混合单体以溶液的形式加入，具体制备工艺为：将甲苯、无水乙醇按体积比1:1混合，加热至70-80℃，加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和n-乙烯基己内酰胺，搅拌均匀，形成溶液。
27.进一步的，所述步骤a中抗紫外化合物的制备方法如下：
28.(1)将2,4,6-三溴苯胺和浓盐酸、去离子水混合，加热至30-40℃，20-30min后置入冰水浴中，保持温度为-5-0℃，滴加含亚硝酸钠水溶液，1-2h滴完，反应30-60min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；
29.(2)将3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、氢氧化钠和去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到-5-0℃，滴加重氮盐水溶液，2-3h滴完，反应2-4h，制得中间体；
30.(3)将中间体、氢氧化钠和去离子水混合，加热至80-90℃，每隔30min加一次二氧化硫脲，反应结束后，调节体系温度为-10-0℃，调节ph值至2-3，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；
31.(4)将反应物a和烯丙基缩水甘油醚、二甲亚砜溶剂混合，加入阳离子交换树脂，混
合均匀，升温至55-65℃，反应3-4h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将反应物b和乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，升温至60-70℃，滴入偶氮二异丁腈和甲苯的混合溶液，2-3h滴完，反应2-3h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。
32.在上述技术方案中，以2,4,6-三溴苯胺为起始原料，在低温下经亚硝酸钠重氮化，制得重氮盐水溶液，以3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮作为苯酚衍生物，其羟基结构与重氮盐中的氨基结构发生偶合反应，在碱性水溶液中以二氧化硫脲作为还原剂，还原中间体，制得反应物a，其分子结构中的羟基与烯丙基缩水甘油醚中的环氧基通过环氧开环反应合成带双键的反应物b，接着与乙烯基三乙氧基硅烷反应，制得抗紫外化合物。
33.进一步的，所述步骤(1)中2,4,6-三溴苯胺和亚硝酸钠的质量比为(3-4)：1。
34.进一步的，所述步骤(1)中浓盐酸的质量浓度为35-40％，用量为2,4,6-三溴苯胺质量的1.5-2.5倍。
35.进一步的，所述步骤(1)中去离子水的质量为浓盐酸质量的20-22％。
36.进一步的，所述步骤(1)中含亚硝酸钠水溶液的质量浓度为12.5-16.7％。
37.进一步的，所述步骤(2)中3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮质量为重氮盐水溶液的10-15％。
38.进一步的，所述步骤(2)中3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、氢氧化钠和去离子水的质量比为(4-5)：1：(100-110)。
39.进一步的，所述步骤(3)中中间体、氢氧化钠和去离子水质量比为1：(0.9-1.0)：(18-20)。
40.进一步的，所述步骤(3)中二氧化硫脲加入的总质量为中间体质量的1.5-2倍。
41.进一步的，所述步骤(4)中反应物a和烯丙基缩水甘油醚、二甲亚砜溶剂的质量比为1：(2.5-3.0)：(6-8)。
42.进一步的，所述步骤(4)中阳离子交换树脂为美国罗门哈斯1200na树脂，用量为反应物a和烯丙基缩水甘油醚总质量的25-35％。
43.进一步的，所述步骤(4)中反应物b和乙烯基三乙氧基硅烷质量比为1：(2-3)。
44.进一步的，所述步骤(4)中偶氮二异丁腈和甲苯的质量比为1：500-1000，偶氮二异丁腈用量为反应物b和乙烯基三乙氧基硅烷总质量的1-3％。
45.进一步的，所述步骤s3中抗紫外沥青包括以下重量组分：改性丙烯酸树脂10-20份、基质沥青95-100份、sbs改性剂1-4份、石墨烯1-1.5份、脱硫橡胶粉15-25份、紫外线吸收剂1-3份、温拌剂3-5份、抗氧化剂1-2份、光屏蔽剂2-3份。
46.进一步的，所述基质沥青为90号沥青。
47.进一步的，所述sbs改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。
48.进一步的，所述石墨烯为多层石墨烯。
49.进一步的，所述脱硫橡胶粉的制备方法如下：
50.将橡胶粉、橡胶脱硫剂、酸化油混合，在80-90℃条件下，搅拌15-30min，制得混合料；将混合料投入的双螺杆挤出机中，加料段温度为120-130℃，熔融段温度为160-180℃、计量段温度为180-190℃，挤出温度为290-300℃，于转速150-200rmp条件下挤出，冷却后得到脱硫橡胶。
51.进一步的，所述橡胶粉的粒度为20-100目。
52.进一步的，所述橡胶脱硫剂的用量为橡胶粉质量的2-4％。
53.进一步的，所述酸化油用量为橡胶粉质量的30-35％。
54.进一步的，所述紫外线吸收剂为反应物a。
55.进一步的，所述温拌剂为wsg-h03，由上海万照精细化工有限公司提供。
56.进一步的，所述抗氧化剂为抗氧化剂168，由东莞市鼎海塑胶化工有限公司提供。
57.进一步的，所述光屏蔽剂由1-1.5质量份纳米二氧化钛和1-1.5质量份纳米二氧化硅组成。
58.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
59.1.本发明的抗紫外沥青材料及其制备方法，通过sbs改性剂、石墨烯、脱硫橡胶粉协同作用于基质沥青，对其进行改性，石墨烯对sbs的ps段具有强π-π键相互作用，有利于提高石墨烯的分散性能，并增强了sbs的网络结构和交联程度，显著增强了沥青的存储稳定性、高温性能和应力敏感性；橡胶粉通过裂化、脱硫的方法断开橡胶中的硫交联键，破坏其立体网络，使橡胶与沥青同时产生物理交联和化学结合，提高沥青的相容性，同时降低其黏度。
60.2.本发明的抗紫外沥青材料及其制备方法，以2,4,6-三溴苯胺为起始原料，在低温下经亚硝酸钠重氮化，制得重氮盐水溶液，以3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮作为苯酚衍生物，其分子中的羟基结构与重氮盐中的氨基结构发生偶合反应，在碱性水溶液中以二氧化硫脲作为还原剂，还原中间体，制得反应物a，其分子结构中的羟基与烯丙基缩水甘油醚中的环氧基通过环氧开环反应合成带双键的反应物b，接着与乙烯基三乙氧基硅烷反应，制得抗紫外化合物，其结构中含有紫外线吸收剂分子结构，具有良好的热稳定性和光稳定性，可以选择性地吸收聚合物敏感的紫外光，并能将其转变为无害的热能形式放出。
61.3.本发明的抗紫外沥青材料及其制备方法，在氢氧化锂催化剂条件下，八甲基环四硅氧烷与六甲基二硅氧烷和乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物和硼酸发生缩合反应，形成有机硅预聚体；以十二烷基苯磺酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚作为乳化剂，将混合单体和有机硅预聚体分散在水相中形成乳液，在引发剂的作用下，引发混合单体和有机硅预聚体发生聚合反应，制得改性丙烯酸树脂，其对太阳辐射具有低吸热性、高反射，可以有效地降低路面温度，从而达到长期使用的效果。
具体实施方式
62.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
63.本实施例中基质沥青为90号沥青，由济南鑫盛化工有限公司提供；sbs改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物，由宁波英创塑胶有限公司提供；橡胶粉的粒度为20-100目，由灵寿县德通矿产品加工厂提供；橡胶脱硫剂为rv.s，由河北瑞威科技有限公司提供；酸化油为16522大豆酸化油，由上海亚国化工有限责任公司提供；石墨烯为多层石墨烯，粒度为3nm，由上海杳田新材料科技有限公司提供；温拌剂为wsg-h03，由上海万照精细化工有限公司提供；抗氧化剂为抗氧化剂168，由东莞市鼎海塑胶化工有限公司提供；纳米二氧
化钛为锐钛型，粒度5-15nm，由南京保克特新材料有限公司提供；纳米二氧化硅的粒度为20nm，由江苏天行新材料有限公司提供；阳离子交换树脂为美国罗门哈斯1200na树脂，由东莞市华仕威水处理器材有限公司提供；
64.以下实施例与对比例中1份等于10g。
65.实施例1：
66.脱硫橡胶粉的制备方法如下：
67.将15份橡胶粉、0.3份橡胶脱硫剂、4.5份酸化油混合，在80℃条件下，搅拌15min，制得混合料；将混合料投入的双螺杆挤出机中，加料段温度为120℃，熔融段温度为160℃、计量段温度为180℃，挤出温度为290℃，于转速15rmp条件下挤出，冷却后得到脱硫橡胶。
68.抗紫外化合物的制备方法如下:
69.(1)将3份2,4,6-三溴苯胺和4.5份35％浓盐酸、1份去离子水混合，加热至30℃，20min后置入冰水浴中，保持温度为-5℃，滴加含1份亚硝酸钠水溶液，1h滴完，反应30min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；
70.(2)将0.4份3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、0.1份氢氧化钠和10份去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到-5℃，滴加4份重氮盐水溶液，2h滴完，反应2h，得中间体；
71.(3)将2份中间体、1.8份氢氧化钠和36份去离子水混合，加热至80℃，每隔30min加一次0.75份二氧化硫脲，反应结束后，调节体系温度为-10℃，调节ph值至2，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；
72.(4)将1份反应物a和2.5份烯丙基缩水甘油醚、6份二甲亚砜溶剂混合，加入0.88份阳离子交换树脂，混合均匀，升温至55℃，反应3h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将3份反应物b和6份乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，升温至60℃，滴入0.09份偶氮二异丁腈和45份甲苯的混合溶液，2h滴完，反应2h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。
73.改性丙烯酸树脂的制备方法如下：
74.步骤a：将32份八甲基环四硅氧烷和16份氢氧化锂混合均匀，升温至120℃，加入1.6份四氢呋喃、0.16份六甲基二硅氧烷、4份乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、0.64份抗紫外化合物和0.39份硼酸，混合均匀，于90℃下反应3h，得到有机硅预聚体；
75.步骤b：将4份去离子水、0.4份十二烷基苯磺酸钠和0.2份辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀，升温至60℃，加入0.04份亚硫酸钠和11份甲基丙烯酸甲酯、8份丙烯酸丁酯、0.75份丙烯酸、0.25份n-乙烯基己内酰胺、1.6份有机硅预聚体，搅拌均匀，滴入0.32份过氧化苯甲酰和2.56份水制成的引发剂，30min滴完，同时滴入剩余混合单体，30min滴完，保持反应温度为80℃，引发剂滴完后继续反应90min，降温至30℃，制得改性丙烯酸树脂。
76.一种抗紫外沥青材料的制备方法，包括以下工艺：
77.s1：将10份改性丙烯酸树脂加热至55℃，保温存放，备用；
78.s2:将95份基质沥青加热至130℃，加入1份sbs改性剂，升温至170℃，以5000rad/min的剪切速率剪切2h，再加入10份改性丙烯酸树脂、15份脱硫橡胶粉和1份石墨烯，以5000rad/min的剪切速率剪切40min，保持175℃搅拌发育2h，制得改性沥青；
79.s3:将改性沥青基材保持170℃恒温，加入1份反应物a、3份温拌剂、1份抗氧化剂，用1份纳米二氧化钛、1份纳米二氧化硅作为光屏蔽剂，以5000rad/min的剪切速率剪切
40min，剪切结束后在150℃下保温30min，制得抗紫外沥青材料。
80.实施例2：
81.脱硫橡胶粉的制备方法如下：
82.将20橡胶粉、0.6橡胶脱硫剂、7份酸化油混合，在85℃条件下，搅拌20min，制得混合料；将混合料投入的双螺杆挤出机中，加料段温度为125℃，熔融段温度为170℃、计量段温度为185℃，挤出温度为295℃，于转速180rmp条件下挤出，冷却后得到脱硫橡胶。
83.抗紫外化合物的制备方法如下：
84.(1)将3.5份2,4,6-三溴苯胺和7份浓盐酸、1.5份去离子水混合，加热至35℃，25min后置入冰水浴中，保持温度为-3℃，滴加1份含亚硝酸钠水溶液，1.5h滴完，反应45min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；
85.(2)将0.54份3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、0.12份氢氧化钠和12.6份去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到-3℃，滴加4.5份重氮盐水溶液，2.5h滴完，反应3h，得中间体；
86.(3)将3份中间体、3份氢氧化钠和57份去离子水混合，加热至85℃，每隔30min加一次1.5份二氧化硫脲，调节体系温度为-5℃，调节ph值至3，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；
87.(4)将1份反应物a和2.8份烯丙基缩水甘油醚、7份二甲亚砜溶剂混合，加入1.14份阳离子交换树脂，混合均匀，升温至60℃，反应3.5h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将1份反应物b和2.5份乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，升温至65℃，滴入0.07份偶氮二异丁腈和50份甲苯的混合溶液，2.5h滴完，反应2.5h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。
88.改性丙烯酸树脂的制备方法如下：
89.步骤a：将31份八甲基环四硅氧烷和20份氢氧化锂混合均匀，升温至130℃，加入1.47份四氢呋喃、0.22份六甲基二硅氧烷、4.4份乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、0.88份抗紫外化合物和0.75份硼酸，混合均匀，于95℃下反应3.5h，得到有机硅预聚体；
90.步骤b：将6.9份去离子水、0.46份十二烷基苯磺酸钠和0.37份辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀，升温至65℃，加入0.05份亚硫酸钠和14份甲基丙烯酸甲酯、9份丙烯酸丁酯、1份丙烯酸、0.4份n-乙烯基己内酰胺、2.9份有机硅预聚体，搅拌均匀，滴入0.44份过氧化苯甲酰和3.96份水制成的引发剂，45min滴完，同时滴入剩余混合单体，35min滴完，保持反应温度为85℃，引发剂滴完后继续反应110min，降温至35℃，制得改性丙烯酸树脂。
91.一种抗紫外沥青材料的制备方法，包括以下工艺：
92.s1：将15份改性丙烯酸树脂加热至60℃，保温存放，备用；
93.s2:将98份基质沥青加热至130℃，加入2份sbs改性剂，升温至175℃，以5500rad/min的剪切速率剪切2.5h，再加入15份改性丙烯酸树脂、20份脱硫橡胶粉和1份石墨烯，以6000rad/min的剪切速率剪切50min，保持180℃搅拌发育2.5h，制得改性沥青；
94.s3:将改性沥青基材保持175℃恒温，加入2份反应物a、4份温拌剂、1.5份抗氧化剂，用1.5份纳米二氧化钛、1份纳米二氧化硅作为光屏蔽剂，以5500rad/min的剪切速率剪切45min，剪切结束后在160℃下保温45min，制得抗紫外沥青材料。
95.实施例3：
96.脱硫橡胶粉的制备方法如下：
97.将25份橡胶粉、1份橡胶脱硫剂、10份酸化油混合，在90℃条件下，搅拌30min，制得混合料；将混合料投入的双螺杆挤出机中，加料段温度为130℃，熔融段温度为180℃、计量段温度为190℃，挤出温度为300℃，于转速200rmp条件下挤出，冷却后得到脱硫橡胶。
98.抗紫外化合物的制备方法如下：
99.(1)将4份2,4,6-三溴苯胺和10份浓盐酸、2.2份去离子水混合，加热至40℃，30min后置入冰水浴中，保持温度为0℃，滴加1份含亚硝酸钠水溶液，2h滴完，反应60min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；
100.(2)将0.75份3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、0.15份氢氧化钠和16.5份去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到0℃，滴加5份重氮盐水溶液，3h滴完，反应4h，得中间体；
101.(3)将4份中间体、4份氢氧化钠和80份去离子水混合，加热至90℃，每隔30min加一次2份二氧化硫脲，调节体系温度为0℃，调节ph值至3，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；
102.(4)将1份反应物a和3份烯丙基缩水甘油醚、8份二甲亚砜溶剂混合，加入1.4份阳离子交换树脂，混合均匀，升温至65℃，反应4h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将1份反应物b和3份乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，升温至70℃，滴入0.12份偶氮二异丁腈和120份甲苯的混合溶液，3h滴完，反应3h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。
103.改性丙烯酸树脂的制备方法如下：
104.步骤a：将22份八甲基环四硅氧烷和16.5份氢氧化锂混合均匀，升温至140℃，加入1.09份四氢呋喃、0.22份六甲基二硅氧烷、3.8份乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、0.87份抗紫外化合物和0.83份硼酸，混合均匀，于100℃下反应4h，得到有机硅预聚体；
105.步骤b：将10份去离子水、0.5份十二烷基苯磺酸钠和0.5份辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀，升温至70℃，加入0.06份亚硫酸钠和16份甲基丙烯酸甲酯、9.5份丙烯酸丁酯、1.5份丙烯酸、0.75份n-乙烯基己内酰胺、4份有机硅预聚体，搅拌均匀，滴入0.5份过氧化苯甲酰和5份水制成的引发剂，60min滴完，同时滴入剩余混合单体，45min滴完，保持反应温度为90℃，引发剂滴完后继续反应120min，降温至40℃，制得改性丙烯酸树脂。
106.一种抗紫外沥青材料的制备方法，包括以下工艺：
107.s1：将20份改性丙烯酸树脂加热至65℃，保温存放，备用；
108.s2:将100份基质沥青加热至150℃，加入4份sbs改性剂，升温至180℃，以6000rad/min的剪切速率剪切3h，再加入20份改性丙烯酸树脂、25份脱硫橡胶粉和1.5份石墨烯，以6000rad/min的剪切速率剪切60min，保持185℃搅拌发育3h，制得改性沥青；
109.s3:将改性沥青基材保持180℃恒温，加入3份反应物a、5份温拌剂、2份抗氧化剂，用1.5份纳米二氧化钛、1.5份纳米二氧化硅作为光屏蔽剂，以6000rad/min的剪切速率剪切50min，剪切结束后在170℃下保温60min，制得抗紫外沥青材料。
110.对比例1：与实施例1相比，对比例1将步骤s3中的反应物a替换成同质量的紫外线吸收剂uv-326，其他步骤、工艺与实施例1相同。
111.对比例2：与实施例2相比，对比例2将步骤s1中的脱硫橡胶粉替换成同质量的普通
橡胶粉，其他步骤与实施例2相同。
112.对比例3：与实施例2相比，对比例3将步骤s1、步骤s2中的改性丙烯酸树脂替换成同质量的普通丙烯酸树脂，其他步骤与实施例2相同。
113.对比例4：与实施例2相比，对比例4中抗紫外化合物的制备方法如下：
114.(1)将5份2,4,6-三溴苯胺和10份浓盐酸、2份去离子水混合，加热至35℃，25min后置入冰水浴中，保持温度为-3℃，滴加1份含亚硝酸钠水溶液，1.5h滴完，反应45min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；
115.(2)将0.54份3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、0.12份氢氧化钠和12.6份去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到-3℃，滴加4.5份重氮盐水溶液，2.5h滴完，反应3h，得中间体；
116.(3)将3份中间体、3份氢氧化钠和57份去离子水混合，加热至85℃，每隔30min加一次1.5份二氧化硫脲，调节体系温度为-5℃，调节ph值至3，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；
117.(4)将1份反应物a和2.8份烯丙基缩水甘油醚、7份二甲亚砜溶剂混合，加入1.14份阳离子交换树脂，混合均匀，升温至60℃，反应3.5h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将1份反应物b和2.5份乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，升温至65℃，滴入0.07份偶氮二异丁腈和50份甲苯的混合溶液，2.5h滴完，反应2.5h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。
118.与实施例2相比，对比例4中2,4,6-三溴苯胺与亚硝酸钠质量比为5:1；其余步骤与实施例2相同。
119.实验
120.取实施例1-3、对比例1-4中得到的沥青材料，制得试样，分别对其性能进行检测并记录检测结果：
121.根据jtg e20-2011《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》测定针入度，将沥青样品预热至150-160℃，倒入针入度计的容器中，待样品表面出现一层薄膜，用针头完全插入样品中，保持5s，记录针头下降的距离。
122.根据gb/t 4507-2014《沥青软化点测定法环球法》测定软化点，实验步骤：将约5克的沥青样品放入圆锥形杯中，将测定杯放入软化点测定仪中，待温度稳定后，记录温度值。将软化点测定仪加热器开启，以每分钟5℃的速率加热，直到沥青样品开始软化。当沥青样品开始软化时，将温度计插入测定杯中，观察沥青样品开始下降并与玻璃针接触的温度值，即为软化点。记录软化点温度值，并进行必要的数据处理和记录。
123.根据gb/t 4508-2010《沥青延度测定法》测定延度数值，实验步骤：样品的直径为25mm，高度为10mm，测量延度的拉伸速度为5cm/min，拉伸时的温度为5℃。
124.紫外辐射老化试验：将被测沥青材料制成长20cm
×
宽20cm，厚度为3cm的试样，放入紫外线辐射试验箱，温度范围在20-50℃，300w/m2，紫外光类型为uv-b型，紫外辐射500h后取出试样。将老化后的试样再次进行针入度、延度、软化点，来测评沥青的抗紫外老化性能。
125.测试结果
[0126][0127]
根据上表中的数据，可以清楚得到以下结论：
[0128]
1、与实施了1-3相比，对比例1、对比例3的抗紫外老化性能有所下降，说明本发明制备的反应物a相较于紫外线吸收剂uv-326具有更好的紫外线吸收作用，相较于普通丙烯酸树脂，本发明制备的改性丙烯酸树脂抗老化性能更好。
[0129]
2、与实施例1-3相比，对比例2所得产物的针入度、软化点升高，延度降低，说明脱硫橡胶与沥青同时产生物理交联和化学结合，提高沥青的相容性和高温稳定性。
[0130]
3、与实施例1-3相比，对比例4所得产物的抗紫外老化性能下降，本发明制备的沥青材料的抗紫外老化性能受抗紫外化合物制备工艺中各试剂配比的影响，选择在所述范围内的质量配比，制备出的沥青材料具有优异的抗紫外性能，将吸收的光能转化为热能，延长使用寿命。
[0131]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程方法物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程方法物品或者设备所固有的要素。
[0132]
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：s1：将改性丙烯酸树脂加热至55-65℃，保温存放，备用；s2:将基质沥青加热至130-150℃，加入sbs改性剂，升温至170-180℃，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切2-3h，再加入改性丙烯酸树脂、脱硫橡胶粉和石墨烯，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切40-60min，保持175-185℃搅拌发育2-3h，制得改性沥青；s3:将改性沥青保持170-180℃恒温，加入紫外线吸收剂、温拌剂、抗氧化剂，光屏蔽剂，以5000-6000rad/min的剪切速率剪切40-50min，剪切结束后在150-170℃下保温30-60min，制得抗紫外沥青材料。2.根据权利要求1所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中改性丙烯酸树脂的制备方法如下：步骤a：将八甲基环四硅氧烷和氢氧化锂混合均匀，升温至120-140℃，加入二甲亚砜、六甲基二硅氧烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、抗紫外化合物和硼酸，混合均匀，于90-100℃下反应3-4h，得到有机硅预聚体；步骤b：将去离子水、十二烷基苯磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚混合均匀，升温至60-70℃，加入亚硫酸钠和1/2质量份数的混合单体、有机硅预聚体，搅拌均匀，滴入过氧化苯甲酰和水制成的引发剂，30-60min滴完，同时滴入剩余混合单体，30-45min滴完，保持反应温度为80-90℃，引发剂滴完后继续反应90-120min，降温至30-40℃，制得改性丙烯酸树脂。3.根据权利要求2所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述步骤a中抗紫外化合物的制备方法如下：(1)将2,4,6-三溴苯胺和浓盐酸、去离子水混合，加热至30-40℃，20-30min后置入冰水浴中，保持温度为-5-0℃，滴加含亚硝酸钠水溶液，1-2h滴完，反应30-60min，加入尿素去除多余的亚硝酸钠，直至滴有反应体系液体的淀粉碘化钾试纸3s内不变为蓝色后，进行过滤即可得到重氮盐水溶液；(2)将3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮、氢氧化钠和去离子水混合，搅拌至完全溶解，冷却到-5-0℃，滴加重氮盐水溶液，2-3h滴完，反应2-4h，制得中间体；(3)将中间体、氢氧化钠和去离子水混合，加热至80-90℃，每隔30min加一次二氧化硫脲，反应结束后，调节体系温度为-10-0℃，调节ph值至2-3，进行抽滤，并多次洗涤滤饼，直至滤液为中性，制得反应物a；(4)将反应物a和烯丙基缩水甘油醚、二甲亚砜溶剂混合，加入阳离子交换树脂，混合均匀，升温至55-65℃，反应3-4h，经过滤、旋转蒸发制得反应物b；将反应物b和乙烯基三乙氧基硅烷混合均匀，滴入偶氮二异丁腈和甲苯的混合溶液，2-3h滴完，反应2-3h，经过滤、旋转蒸发制得抗紫外化合物。4.根据权利要求3所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中2,4,6-三溴苯胺和亚硝酸钠的质量比为(3-4)：1。5.根据权利要求3所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中3-氰基-4-甲基-6-羟基-n-甲基吡啶酮质量为重氮盐水溶液的10-15％。6.根据权利要求1所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中抗紫外沥青材料包括以下重量组分：改性丙烯酸树脂10-20份、基质沥青95-100份、sbs改性剂1-4份、石墨烯1-1.5份、脱硫橡胶粉15-25份、紫外线吸收剂1-3份、温拌剂3-5份、抗氧化
剂1-2份、光屏蔽剂2-3份。7.根据权利要求6所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述sbs改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物。8.根据权利要求6所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于：所述脱硫橡胶粉的制备方法如下：将橡胶粉、橡胶脱硫剂、酸化油混合，在80-90℃条件下，搅拌15-30min，制得混合料；将混合料投入的双螺杆挤出机中，加料段温度为120-130℃，熔融段温度为160-180℃、计量段温度为180-190℃，挤出温度为290-300℃，于转速150-200rmp条件下挤出，冷却后得到脱硫橡胶。9.根据权利要求6所述的一种抗紫外沥青材料的制备方法，其特征在于，所述光屏蔽剂由1-1.5质量份纳米二氧化钛和1-1.5质量份纳米二氧化硅组成。10.根据权利要求1-9任一项所述制备方法制得的一种抗紫外沥青材料。

技术总结
本发明涉及沥青制备技术领域，具体为一种抗紫外沥青材料及其制备方法，所述沥青基材包括以下重量组分：改性丙烯酸树脂10-20份、基质沥青95-100份、SBS改性剂1-4份、石墨烯1-1.5份、脱硫橡胶粉15-25份、紫外线吸收剂1-3份、温拌剂3-5份、抗氧化剂1-2份、光屏蔽剂2-2.05份。本发明通过SBS改性剂、改性丙烯酸树脂、石墨烯、脱硫橡胶粉协同作用于基质沥青，同时添加紫外线吸收剂、温拌剂、抗氧化剂、光屏蔽剂，制得抗紫外沥青材料。本发明制备的沥青材料具有优异抗紫外性能和抗老化性能，同时具有高温稳定性，从而延长路面的使用寿命。从而延长路面的使用寿命。


技术研发人员：翁力 石路 邓志明 叶力
受保护的技术使用者：广东诚泰投资集团有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/1