專利名稱：一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及公路路面材料的制備領(lǐng)域，具體涉及一種適用于微波加熱的道路瀝青
的制備方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，冬季道路除冰對(duì)于道路運(yùn)輸安全，保障交通通暢具有重要意義。微波加 熱是一種道路除冰的先進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了大量研究。 微波加熱瀝青混凝土路面的再生、養(yǎng)護(hù)對(duì)于節(jié)約道路建設(shè)成本、延長(zhǎng)道路材料使 用壽命、節(jié)能環(huán)保同樣具有重要意義。 然而在微波加熱瀝青過程中，明顯存在微波加熱效率低，嚴(yán)重限制了微波加熱技
術(shù)在路面材料領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。究其原因是瀝青材料本身存在不吸收微波，或者吸收微波
很少，而自身又是熱的不良導(dǎo)體造成微波加熱瀝青路面材料效率低下等缺陷。 為了解決上述問題，本發(fā)明提出利用無(wú)機(jī)鐵磁性微波吸收材料改性瀝青，將幾乎
不吸收微波的傳統(tǒng)道路瀝青材料改性為微波吸收體，便于微波加熱，同時(shí)還要滿足瀝青的
道路使用性能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單，利用無(wú)機(jī)鐵磁性微波吸收材料改性瀝青，將 幾乎不吸收微波的傳統(tǒng)道路瀝青材料改性為微波吸收體，便于微波加熱，同時(shí)還要滿足瀝 青的道路使用性能要求，可以大幅度提高瀝青路面材料的微波加熱速度，還可通過微波加 熱路面除冰的一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法。 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的一種適用于微波加 熱的道路瀝青的制備方法，包括以下步驟 (1)首先選擇適合微波加熱的鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑和道路瀝青； (2)吸波劑的制備，將鐵磁性粉體和偶聯(lián)劑加入低濃度道路瀝青的三氯乙烯溶液 后在超聲波作用下分散，將分散均勻的溶液混合物加熱去除三氯乙烯，獲得在瀝青中易分 散的吸波劑，所述吸波劑制備方法是將鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑、瀝青、三氯乙烯按照質(zhì)量比為
i : o.ooi-o.03 : o.oi : 2的比例配制成溶液混合物，在超聲波作用下進(jìn)行分散半小時(shí) 后，在85t: 95t:的溫度下將三氯乙烯去除，獲得吸波劑； (3)將吸波劑與道路瀝青按質(zhì)量比加入瀝青加熱攪拌器設(shè)備中，進(jìn)行高速剪
切，待攪拌剪切均勻后冷卻，獲得適用于微波加熱的道路瀝青材料，其吸波劑與道路瀝
青按照質(zhì)量比為吸波劑道路瀝青=0.1-1.5 : i的比例加熱混合剪切，其加熱溫度為
120°C -18(TC，混合剪切時(shí)間為3-30分鐘; (4)選擇道路瀝青電磁參數(shù)，其道路瀝青電磁參數(shù)為微波頻率在0. 9-6GHz的范 圍內(nèi)，在25t:的室溫下，材料的平均介電常數(shù)為2-30，介電損耗角正切tgS大于0.01，平均 磁導(dǎo)率大于1. Ol，磁損耗角正切大于0. Ol，獲得適合微波加熱的道路瀝青材料。
所述的道路瀝青的基質(zhì)應(yīng)是符合道路瀝青國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基質(zhì)瀝青或改性瀝青；適用
的微波加熱頻率為0. 9-6GHz。 所述的鐵磁性粉體為人工合成鐵氧體粉、天然磁鐵礦粉、金屬鐵粉以及羰基鐵粉 的無(wú)機(jī)鐵磁性粉體，鐵磁性粉體的粒度直徑小于75微米或200目，在0. 9-6GHz的頻率下， 其相對(duì)磁導(dǎo)率大于1. 1。 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn) 1)、本發(fā)明微波吸收瀝青材料可以采用傳統(tǒng)的瀝青改性設(shè)備即可對(duì)瀝青進(jìn)行改 性，制備工藝簡(jiǎn)單； 2)、微波吸收瀝青相比傳統(tǒng)瀝青的微波加熱升溫速率提高幾倍至幾十倍。獲得的 微波瀝青材料可以有效克服傳統(tǒng)瀝青混凝土路面微波加熱過程中微波加熱深度大，熱量利 用率低，表面溫升慢的問題，大幅度提高微波除冰效率； 3)、可改變傳統(tǒng)再生瀝青混凝土微波加熱、瀝青路面養(yǎng)護(hù)的微波加熱過程中微波 先加熱集料后，熱量由集料再傳導(dǎo)給瀝青的加熱機(jī)理，變?yōu)橹苯蛹訜釣r青和集料，加熱效率 大幅度提高。 下面通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，對(duì)發(fā)明內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說明 —種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法，包括以下步驟 (1)首先選擇適合微波加熱的鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑和道路瀝青； (2)吸波劑的制備，將鐵磁性粉體和偶聯(lián)劑加入低濃度道路瀝青的三氯乙烯溶液
后在超聲波作用下分散，將分散均勻的溶液混合物加熱去除三氯乙烯，獲得在瀝青中易分
散的吸波劑，所述吸波劑制備方法是將鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑、瀝青、三氯乙烯按照質(zhì)量比為
i : o.ooi-o.03 : o.oi : 2的比例配制成溶液混合物，在超聲波作用下進(jìn)行分散半小時(shí) 后，在85t: 95t:的溫度下將三氯乙烯去除，獲得吸波劑； (3)將吸波劑與道路瀝青按質(zhì)量比加入瀝青加熱攪拌器設(shè)備中，進(jìn)行高速剪
切，待攪拌剪切均勻后冷卻，獲得適用于微波加熱的道路瀝青材料，其吸波劑與道路瀝
青按照質(zhì)量比為吸波劑道路瀝青=0. l-i.5 : i的比例加熱混合剪切，其加熱溫度為
120°C -18(TC，混合剪切時(shí)間為3-30分鐘; (4)選擇道路瀝青電磁參數(shù)，其道路瀝青電磁參數(shù)為微波頻率在0. 9-6GHz的范 圍內(nèi)，25t:的室溫下，材料的平均介電常數(shù)為2-30，介電損耗角正切tgS大于0.01，平均磁 導(dǎo)率大于1. Ol，磁損耗角正切大于0. Ol，獲得適合微波加熱的道路瀝青材料。
所述的道路瀝青的基質(zhì)應(yīng)是符合道路瀝青國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基質(zhì)瀝青或改性瀝青；適用 的微波加熱頻率為0. 9-6GHz。 所述的鐵磁性粉體為人工合成鐵氧體粉、天然磁鐵礦粉、金屬鐵粉以及羰基鐵粉 的無(wú)機(jī)鐵磁性粉體，鐵磁性粉體的粒度直徑小于75微米或200目，在0. 9-6GHz頻率下相對(duì) 磁導(dǎo)率大于1. 1。 所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
4
實(shí)施例1 選用粒度為3-5微米的羰基鐵粉25克，KH550為偶聯(lián)劑0. 5克，道路用90#瀝青 材料0. 25克，三氯乙烯50克一并加入200毫升的容器后置于超聲波分散器中超聲分散半 小時(shí)后在9(TC的烘干箱中除去三氯乙烯，獲得吸波劑26克。 將26克吸波劑和100克90#道路瀝青加入瀝青加熱攪拌器設(shè)備中，在175t:下攪 拌剪切10分鐘，澆注成型冷卻后，在0. 9-6GHz的微波頻率下，采用波導(dǎo)法測(cè)得平均介電常 數(shù)15. 6，平均磁導(dǎo)率1.32，介電損耗角正切tgS = 0. 04，磁損耗角正切tg S =0.13。
該材料針入度、延度、軟化點(diǎn)均符合道路瀝青質(zhì)量要求。在室溫下，將該材料置于 輸出功率為0. 5KW，頻率為2. 45GHz微波爐內(nèi)加熱20秒，采用非接觸式溫度測(cè)量，測(cè)得溫度
上升17°C。而不加羰基鐵粉的瀝青，加熱同樣時(shí)間，溫度上升不到o.5t:。 實(shí)施例2 選用粒度為3-5微米的羰基鐵粉50克，KH550為偶聯(lián)劑1克，道路用90#瀝青材 料0. 5克，三氯乙烯100克一并加入200毫升的容器后置于超聲波分散器中超聲分散半小 時(shí)后在9(TC的烘干箱中除去三氯乙烯，獲得吸波劑52克。 將52克吸波劑與100克道路用90#瀝青材料，加入瀝青加熱攪拌設(shè)備中，在175°C 下攪拌剪切IO分鐘，澆注成型冷卻后，在O. 9-6GHz的微波頻率下，測(cè)得平均介電常數(shù)18. 1， 平均磁導(dǎo)率1.47，介電損耗角正切tgS = 0. 05，磁損耗角正切tgS =0.19。
該材料針入度、延度、軟化點(diǎn)均符合道路瀝青質(zhì)量要求。在室溫下，將該材料置于 輸出功率為0. 5KW，頻率為2. 45GHz微波爐內(nèi)加熱20秒，溫度上升30°C (1. 5°C /秒)。而 不加羰基鐵粉的瀝青，加熱同樣時(shí)間，溫度上升不到O. 5°C (0. 025°C /秒)，其加熱速度是不 含微波吸收劑瀝青加熱速度的60倍。
實(shí)施例3 選用粒度小于75微米的磁鐵礦粉25克，KH550為偶聯(lián)劑1克，道路用90#瀝青材 料0. 25克，三氯乙烯50克一并加入200毫升的容器后置于超聲波分散器中超聲分散半小 時(shí)后在9(TC的烘干箱中除去三氯乙烯，獲得吸波劑27克。 將27克吸波劑與100克道路用90#瀝青材料，加入瀝青加熱攪拌設(shè)備中，在170°C
下攪拌剪切15分鐘，澆注成型冷卻后，在0. 9-6GHz的微波頻率下，測(cè)得平均介電常數(shù)5. 4，
平均磁導(dǎo)率1. 18，介電損耗角正切tgS = 0. 09，磁損耗角正切tgS =0.21。 該材料針入度、延度、軟化點(diǎn)均符合道路瀝青質(zhì)量要求。在室溫下，將該材料置于
輸出功率為0. 5KW，頻率為2. 45GHz微波爐內(nèi)加熱20秒，溫度上升15°C。而不鐵磁性粉的
瀝青，加熱同樣時(shí)間，溫度上升不到0. 5°C。 實(shí)施例4 選用粒度小于75微米的磁鐵礦粉100克，KH550為偶聯(lián)劑2克，道路用90#瀝青 材料1克，三氯乙烯200克一并加入400毫升的容器后置于超聲波分散器中超聲分散半小 時(shí)后在9(TC的烘干箱中除去三氯乙烯，獲得吸波劑107克。 將107克吸波劑與100克道路用90#瀝青材料加入瀝青加熱攪拌設(shè)備中，在170°C 下攪拌剪切15分鐘，澆注成型冷卻后，在0. 9-6GHz的微波頻率下，測(cè)得平均介電常數(shù)5. 8， 平均磁導(dǎo)率1. 29，介電損耗角正切tgS = 0. 09，磁損耗角正切tgS =0.24。
該材料針入度、延度、軟化點(diǎn)均符合道路瀝青質(zhì)量要求。在室溫下，將該材料置于輸出功率為0. 5KW，頻率為2. 45GHz微波爐內(nèi)加熱20秒，溫度上升29°C。而不鐵磁性粉的 瀝青，加熱同樣時(shí)間，溫度上升不到0. 5°C。
實(shí)施例5 選用粒度小于75微米的鎳鐵尖晶石粉15克，鈦酸四丁酯2克，道路用90#瀝青材 料0. 15克，三氯乙烯30克一并加入200毫升的容器后置于超聲波分散器中超聲分散半小 時(shí)后在9(TC的烘干箱中除去三氯乙烯，獲得吸波劑17克。 將17克吸波劑與100克道路用90#瀝青材料加入瀝青加熱攪拌設(shè)備中，在165°C 下攪拌剪切20分鐘，澆注成型冷卻后，在0. 9-6GHz的微波頻率下，測(cè)得平均介電常數(shù)8. 3， 平均磁導(dǎo)率1.46，介電損耗角正切tgS = 0. 07，磁損耗角正切tgS =0.17。
該材料針入度、延度、軟化點(diǎn)均符合道路瀝青質(zhì)量要求。在室溫下，將該材料置于 輸出功率為0. 5KW，頻率為2. 45GHz微波爐內(nèi)加熱20秒，溫度上升29°C 。而不加鐵磁性粉 的瀝青，加熱同樣時(shí)間，溫度上升不到0. 5°C。
權(quán)利要求
一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法，其特征包括以下步驟(1)首先選擇適合微波加熱的鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑和道路瀝青；(2)吸波劑的制備，將鐵磁性粉體和偶聯(lián)劑加入低濃度道路瀝青的三氯乙烯溶液后在超聲波作用下分散，將分散均勻的溶液混合物加熱去除三氯乙烯，獲得在瀝青中易分散的吸波劑，所述吸波劑制備方法是將鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑、瀝青、三氯乙烯按照質(zhì)量比為1∶0.001-0.03∶0.01∶2的比例配制成溶液混合物，在超聲波作用下進(jìn)行分散半小時(shí)后，在85℃～95℃的溫度下將三氯乙烯去除，獲得吸波劑；(3)將吸波劑與道路瀝青按質(zhì)量比加入瀝青加熱攪拌器設(shè)備中，進(jìn)行高速剪切，待攪拌剪切均勻后冷卻，獲得適用于微波加熱的道路瀝青材料，其吸波劑與道路瀝青按照質(zhì)量比為吸波劑∶道路瀝青＝0.1-1.5∶1的比例加熱混合剪切，其加熱溫度為120℃-180℃，混合剪切時(shí)間為3-30分鐘；(4)選擇道路瀝青電磁參數(shù)，其道路瀝青電磁參數(shù)為微波頻率在0.9-6GHz的范圍內(nèi)，25℃的室溫下，材料的平均介電常數(shù)為2-30，介電損耗角正切tgδ大于0.01，平均磁導(dǎo)率大于1.01，磁損耗角正切大于0.01，獲得適合微波加熱的道路瀝青材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法，其特征在于所 述的道路瀝青的基質(zhì)應(yīng)是符合道路瀝青國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基質(zhì)瀝青或改性瀝青；適用的微波加熱 頻率為0. 9-6GHz。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法，其特征在于所 述的鐵磁性粉體為人工合成鐵氧體粉、天然磁鐵礦粉、金屬鐵粉以及羰基鐵粉的無(wú)機(jī)鐵磁 性粉體，鐵磁性粉體的粒度直徑小于75微米或200目，在0. 9-6GHz的頻率下，其相對(duì)磁導(dǎo) 率大于1. 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于微波加熱的道路瀝青的制備方法，其特征在于所 述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于微波加熱的道路瀝青材料制備方法，包括以下步驟選擇微波加熱鐵磁性粉體、偶聯(lián)劑和道路瀝青；吸波劑的制備是將鐵磁性粉體和偶聯(lián)劑加入到三氯乙烯溶液后，三氯乙烯溶液在超聲波作用下分散，將分散均勻的溶液混合物加熱去除三氯乙烯，獲得吸波劑；吸波劑與道路瀝青按質(zhì)量比加入瀝青加熱攪拌器高速剪切，冷卻獲得適用于微波加熱的道路瀝青材料；選擇瀝青電磁參數(shù)為微波頻率在0.9-6GHz的范圍內(nèi)。廣泛應(yīng)用在微波道路除冰、化雪，可再生瀝青路面材料加熱等領(lǐng)域。該類材料制備工藝簡(jiǎn)單，大幅度提高瀝青材料微波加熱速率，其中含有50％重量微波吸收的瀝青材料，微波加熱速度是不含微波吸波劑瀝青材料加熱速度的60倍。
文檔編號(hào)C08L95/00GK101724280SQ200910219360
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月7日
發(fā)明者王振軍, 艾濤, 趙鵬 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)