CN106280509B - 一种化学改性沥青及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学改性沥青及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。本发明的技术方案要点为：加热熔融基质沥青，保持温度为130～160℃加入硫掺杂石墨烯，其中硫掺杂石墨烯的用量为基质沥青质量的5.5%～15%，机械搅拌1～3h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至170～200℃继续搅拌2～6h，最终制得化学改性沥青。本发明选取硫掺杂石墨烯作为沥青改性剂，实现了对沥青性能的根本性化学改性，通过石墨烯结构的性质赋予沥青良好的力学性能，提高了沥青的高温强度，并且石墨烯的片层结构特征提高了沥青的低温性能，同时通过交联反应形成了三维空间网络，增强了改性沥青的储存稳定性。

Description

一种化学改性沥青及其制备方法
技术领域
本发明属于道路建筑材料技术领域，具体涉及一种化学改性沥青及其制备方法。
背景技术
普通道路沥青由于自身材料组成和结构决定了其感温性能有限，造成高温环境下易流淌，低温条件下易脆裂。伴随着车载负荷增加和车流量增加，以及气候条件对交通环境的影响因素，普通沥青更加难以满足高级公路的使用要求，必须对其改性以提高其使用性能。
传统的改性沥青是在基质沥青中加入天然或合成的有机或无机材料，利用这些改性剂的材料性质，使沥青性能得到显著改善。然而由于改性剂与沥青之间相容性往往不够理想，容易导致改性沥青的储存稳定性较差，并且造成改性剂在沥青中的分散性较差，影响改性剂性能的有效发挥。针对该技术瓶颈问题，目前新型的沥青改性技术是采用化学改性技术，即利用反应型改性剂与沥青发生化学反应，从而形成密集的化学交联结构，以提高改性沥青的稳定性，使得改性沥青的性能得到提高。当前沥青化学改性最为常见的方法是使用硫磺作为改性剂，硫磺与沥青分子发生交联反应，提高沥青分子的交联度，增强沥青的高温性能。但是，使用硫磺改性沥青的方法仍然存在需要解决的技术问题，由于硫磺的熔点比较低，所以在改性沥青的工艺条件下容易产生SO2、H2S等有毒气体，既不利于操作人员健康，对环境和安全也造成了不利影响，并且硫磺的加入会导致沥青脆性增加，会削弱沥青的低温性能。
石墨烯是一种颇具应用前景的新型功能材料，在石墨烯结构中每个碳原子通过很强的σ键与其它3个碳原子相连接，这些碳-碳σ键致使石墨烯片层具有极其优异的力学性能。为了提高石墨烯的电子性能和化学活性，一些对石墨烯进行掺杂修饰的产物也逐渐得到研究应用。硫掺杂石墨烯是掺杂硫原子存在于石墨烯晶格结构中的一种材料，掺杂硫原子具有一定的化学性质，因此硫掺杂石墨烯既保留了石墨烯的力学性能，又具有一定的化学活性，有望在诸多领域中得到应用。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种具有良好路用性能和存储稳定性的化学改性沥青，并且本发明提供了一种操作简单且工艺便捷的化学改性沥青的制备方法，本发明采用硫掺杂石墨烯作为改性剂，石墨烯结构中的掺杂硫原子可以与基质沥青活性位点发生硫化反应，使得沥青大分子交联度提高，进而提高改性沥青的储存稳定性，并且石墨烯的力学性质可以赋予沥青良好的路用性能，从而使沥青的路用性能得到根本改善。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种化学改性沥青，其特征在于该化学改性沥青通过改性剂硫掺杂石墨烯改性基质沥青制备而得，其中硫掺杂石墨烯的用量为基质沥青质量的5.5％～15％。
本发明所述的化学改性沥青的制备方法，其特征在于具体步骤为：加热熔融基质沥青，保持温度为130～160℃加入硫掺杂石墨烯，其中硫掺杂石墨烯的用量为基质沥青质量的5.5％～15％，机械搅拌1～3h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至170～200℃继续搅拌2～6h，最终制得化学改性沥青。
本发明与现有技术相比具有以下优点：选取硫掺杂石墨烯作为沥青改性剂，实现了对沥青性能的根本性化学改性，通过石墨烯结构的性质赋予沥青良好的力学性能，提高了沥青的高温强度，并且石墨烯的片层结构特征提高了沥青的低温性能，同时通过交联反应形成了三维空间网络，增强了改性沥青的储存稳定性。因此本发明提供了一种综合提升沥青性能的化学改性方法，并且只需在一定温度下进行机械搅拌即可得到产品，本发明提供的方法容易控制，工艺简单。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
加热熔融1000g基质沥青，保持温度为130℃加入55g硫掺杂石墨烯，机械搅拌1h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至170℃继续搅拌2h，最终制得化学改性沥青。
对产品进行路用性能检测，路用性能检测方法参照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTGE20-2011进行，测试结果见表1。
实施例2
加热熔融1000g基质沥青，保持温度为135℃加入100g硫掺杂石墨烯，机械搅拌2h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至180℃继续搅拌4h，最终制得化学改性沥青。
对产品进行路用性能检测，路用性能检测方法参照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTGE20-2011进行，测试结果见表1。
实施例3
加热熔融1000g基质沥青，保持温度为160℃加入150g硫掺杂石墨烯，机械搅拌3h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至200℃继续搅拌6h，最终制得化学改性沥青。
对产品进行路用性能检测，路用性能检测方法参照《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》JTGE20-2011进行，测试结果见表1。
表1化学改性沥青性能测试结果
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。

Claims (1)

1.一种化学改性沥青的制备方法，其特征在于具体步骤为：加热熔融基质沥青，保持温度为130～160℃加入硫掺杂石墨烯，其中硫掺杂石墨烯的用量为基质沥青质量的5.5%～15%，机械搅拌1～3h，直至硫掺杂石墨烯和基质沥青充分混合，然后升温至170～200℃继续搅拌2～6h，最终制得化学改性沥青。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108795069A (zh) * 2018-05-15 2018-11-13 苏州太星新材料科技有限公司 一种掺杂氧化石墨烯/硫复合物的橡塑合金沥青改性剂
CN113720703A (zh) * 2021-09-15 2021-11-30 南京林业大学 一种石墨烯对沥青力学性能增强机制的研究方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103694717A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 上海浦东路桥建设股份有限公司 一种高热传导效率路用沥青及制备方法
CN103819915A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 西安理工大学 一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法
CN103834185A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 西安理工大学 一种聚氨酯/纳米复合改性沥青及其制备方法
CN104047060A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种对石墨烯进行硫掺杂的方法
CN104448868A (zh) * 2015-01-06 2015-03-25 山西省交通科学研究院 一种基于氧化石墨烯的sbs改性沥青及其制备方法
CN105062097A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 安徽雄亚塑胶科技有限公司 一种高强度、高韧性tpe改性沥青及其制备方法
CN105366662A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 中国石油化工股份有限公司 硫掺杂石墨烯的制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104047060A (zh) * 2013-03-14 2014-09-17 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种对石墨烯进行硫掺杂的方法
CN103694717A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 上海浦东路桥建设股份有限公司 一种高热传导效率路用沥青及制备方法
CN103819915A (zh) * 2014-02-26 2014-05-28 西安理工大学 一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法
CN103834185A (zh) * 2014-02-26 2014-06-04 西安理工大学 一种聚氨酯/纳米复合改性沥青及其制备方法
CN105366662A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 中国石油化工股份有限公司 硫掺杂石墨烯的制备方法
CN104448868A (zh) * 2015-01-06 2015-03-25 山西省交通科学研究院 一种基于氧化石墨烯的sbs改性沥青及其制备方法
CN105062097A (zh) * 2015-07-28 2015-11-18 安徽雄亚塑胶科技有限公司 一种高强度、高韧性tpe改性沥青及其制备方法

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