Page 224 - 《精细化工）》2023年第10期

第 40 卷第 10 期 精 细 化 工 Vol.40, No.10
2 023 年 10 月 FINE CHEMICALS Oct. 2023

建筑用化学品
微纳米 SiO 改性沥青的制备及性能评价
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岳 闯 ，高栋栋 ，王 勇 ，何 炜 ，傅 丽 ，
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刘 成 ，李志军 ，程 昉
（1. 大连理工大学 化工学院，辽宁 大连 116024；2. 中国石油化工股份有限公司 大连石油化工研究院，
辽宁 大连 116045）
摘要：为了制备高性能的改性沥青，以胺基修饰微纳米 SiO 2 （粒径 10 μm 和 20 nm）对基质沥青进行化学改性。
首先，以偶氮二异丁腈为引发剂，使用马来酸酐对基质沥青进行化学改性制备活化沥青（MQL），再利用接枝
了聚乙烯亚胺的 SiO 2 （PEI-SiO 2 ）进行熔融共混改性得到改性沥青（PEI-SiO 2 -MQL）。采用 FTIR、SEM 对
PEI-SiO 2 -MQL 进行了表征，对其软化点、流变和老化性能进行了测试。结果表明，相比于纯 SiO 2 物理改性沥
青，PEI-SiO 2 在沥青中分散性更佳。PEI-SiO 2 与沥青之间既有化学作用还有物理作用。PEI-SiO 2 -MQL 的高温稳
定性、抗车辙和抗老化性能均得到改善。
关键词：二氧化硅；聚乙烯亚胺；沥青；抗车辙；抗老化；建筑用化学品
中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 10-2302-10

Preparation and performance assessment of micro-nano-SiO 2 modified asphalt

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YUE Chuang , GAO Dongdong , WANG Yong , HE Wei , FU Li ,
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LIU Cheng , LI Zhijun , CHENG Fang
（1. School of Chemical Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China; 2. Dalian
Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, SINOPEC, Dalian 116045, Liaoning, China）
Abstract: The matrix asphalt was chemically modified with amine-functionalized micro-nano-SiO 2 (10 μm
and 20 nm) for performance improvement. Activated asphalt (MQL) was firstly prepared from modification
of matrix asphalt with maleic anhydride (MAH) using azobisisobutyronitrile as initiator. Modified asphalt
(PEI-SiO 2-MQL) was further synthesized by melt blending of polyethyleneimine-grafted SiO 2 (PEI-SiO 2)
and MQL, characterized by FTIR and SEM, and analyzed for its softening point, rheology and aging
properties. The results showed that PEI-SiO 2 in asphalt exhibited better dispersion in comparison to pure
SiO 2. The blending between PEI-SiO 2 and asphalt involved both chemical reactions and physical
interactions. And the PEI-SiO 2-MQL obtained exhibited improved high-temperature stability, anti-rutting
and anti-aging performance.
Key words: SiO 2; polyethyleneimine; asphalt; anti-rutting; anti-aging; building chemicals

根据近五年中国国民经济和社会发展统计公 为了获得高性能的道路沥青，各种聚合物、抗
[1]
报，国家每年新改建近 8 千万公里高速公路 。沥 车辙剂、抗氧化剂等改性剂被添加到沥青中进行改
青混凝土路面因为行车舒适、噪音低以及易维护等 性 [4-6] 。纳米材料具有小尺寸效应和表面效应等特
优点占据了高速公路路面中的大部分。但在长期的 性，能够改变沥青的微观结构，从而改善其宏观性
[7]
荷载以及外界环境（高温、紫外等）作用下，沥青混 能 。其中，纳米级 SiO 2 拥有大的表面能和优异的
[8]
凝土路面会出现车辙、老化等问题 [2-3] 。因此，制备高 稳定性，是沥青改性中常用的纳米材料之一 。FINI
[9]
质量的沥青混凝土路面是研究者一直关注的问题。 等 发现，添加了 6%（以沥青的质量为基准）的纳

收稿日期：2023-02-14; 定用日期：2023-04-07; DOI: 10.13550/j.jxhg.20230097
基金项目：国家自然科学基金项目（21773022）；中央高校基本科研业务费专项资金项目（DUT20YG103）
作者简介： 岳 闯（1994—），男，硕士生，E-mail：1277752059@qq.com。联系人：程 昉（1976—），男，教授，E-mail：ffcheng@dlut.edu.cn。