CN108752850B - 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法 - Google Patents

一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108752850B
CN108752850B CN201810435192.7A CN201810435192A CN108752850B CN 108752850 B CN108752850 B CN 108752850B CN 201810435192 A CN201810435192 A CN 201810435192A CN 108752850 B CN108752850 B CN 108752850B
Authority
CN
China
Prior art keywords
graphene oxide
asphalt cement
stirring
weight percentage
color
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810435192.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108752850A (zh
Inventor
闫国杰
王腾飞
许严
刘钢
徐韵淳
邓国民
袁月
夏庆宇
周维维
石剑
李交
马利志
黄安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Pudong Road & Bridge (Group) Co.,Ltd.
Original Assignee
Shanghai Puxing Road & Bridge Construction Engineering Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Puxing Road & Bridge Construction Engineering Co ltd filed Critical Shanghai Puxing Road & Bridge Construction Engineering Co ltd
Priority to CN201810435192.7A priority Critical patent/CN108752850B/zh
Publication of CN108752850A publication Critical patent/CN108752850A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108752850B publication Critical patent/CN108752850B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L57/00—Compositions of unspecified polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C08L57/02—Copolymers of mineral oil hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/08—Stabilised against heat, light or radiation or oxydation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，其包括：氧化石墨烯和彩色沥青胶结料，以氧化石墨烯和彩色沥青胶结料二者的重量百分比含量之和为100％计，氧化石墨烯的重量百分比含量为0.3％～5％，彩色沥青胶结料的重量百分比含量为95％～99.7％。本发明同时提供一种彩色沥青胶结料的制备方法。通过本发明，对沥青性能改善效果更为显著，提升幅度也更大。

Description

一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法
技术领域
本发明属于道路工程中所用的材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法。
背景技术
石墨烯因具有高强度、高导热、高导电和耐热化学稳定性等优势，成为今年研究热门材料。石墨烯作为一种二维晶体，其各向异性结构可在液态分散体系中形成交叉网状结构，增强体系稳定性。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，其上含氧官能团增多而具有更加活泼的化学特性。
彩色沥青胶结料是芳香油、聚合物、树脂调和制成的混合物，颜色一般为无色或浅色。由石油树脂和润滑油抽出油合成的彩色沥青没有传统沥青中沥青质等大分子物质，因此彩色沥青的性能较普通石油沥青仍有差距，尤其是高温性能和抗老化性。行业生产中常通过添加高分子聚合物如SBS、SBR、PE等，可以部分改善彩色沥青的性能，但添加量过高易导致胶结料粘度过大，使生产、储存、运输和使用等环节出现问题。除了选择合适的有机高分子材料外，通过掺加无机填料，通过有机/无机复合作用，也可以改善和提高彩色沥青胶结料的性能。专利申请CN103739237A公开了一种彩色沥青混合料及其制备方法，由基础油、热塑性弹性体、SBR、PE、石油树脂、颜料、水泥或矿粉及石料组成，具有成本低、高温稳定、抗水损、耐久和弹性分散好等特点。专利申请CN103979834A公开了一种改性彩色沥青胶结料及其制备方法，采用蒙脱土对彩色沥青胶结料进行改性，以提高其高温稳定性和抗老化性能。但上述改性彩色沥青胶结料制备均是原料与助剂共同添加，制备工序复杂，反应不够完全。CN 105295402A公开了一种增强彩色沥青胶结料高温稳定性和抗老化性的辅料，是由纳米二氧化钛与偶联剂混合制得，然而采用该辅料的彩色沥青胶结料的耐高温性能和耐老化性能仍然不是特别理想，无法用于高等级路面。
目前对彩色沥青的研究大多是使用聚合物作为改性剂，对胶结料性能的全面改善效果不显著，提升幅度有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，对沥青性能改善效果更为显著，提升幅度也更大。
本发明同时提供一种彩色沥青胶结料的制备方法。
本发明提供的技术方案如下：
一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，其包括：
氧化石墨烯和彩色沥青胶结料，以氧化石墨烯和彩色沥青胶结料二者的重量百分比含量之和为100％计，氧化石墨烯的重量百分比含量为0.3％～5％，彩色沥青胶结料的重量百分比含量为95％～99.7％。
进一步地，所述氧化石墨烯，是以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，超声分散氧化石墨烯得到的氧化石墨烯分散液。
进一步地，所述彩色沥青胶结料包含树脂、SBS和橡胶油，以树脂、SBS、橡胶油三者的重量百分比含量之和为100％计，树脂的重量百分比含量为35～55％，SBS的重量百分比含量为8～12％，橡胶油的重量百分比含量为37～50％。
进一步地，所述彩色沥青胶结料通过如下方法制备：橡胶油加热至160℃～180℃，开启搅拌装置，加入树脂，搅拌至树脂完全融化，加入SBS，边搅拌边溶胀，170℃～185℃溶胀1h～1.5h，开启高剪切，持续40min～60min，制备完成。
本发明还提供了一种如前述的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料的制备方法，其包括：
步骤1，按质量百分比分别称取氧化石墨烯0.3％～5％、彩色沥青胶结料95％～99.7％；
步骤2，将氧化石墨烯用N-甲基吡咯烷酮溶剂进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤3，将彩色沥青胶结料加热至160℃～185℃，加入氧化石墨烯，第一次搅拌40min～60min，160℃～185℃下溶胀1h；
步骤4，第二次搅拌40min～60min，直至氧化石墨烯在彩色沥青胶结料中分散均匀，得到氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料。
进一步地，在步骤3中，所述第一次搅拌为机械搅拌。
进一步地，在步骤4中，所述第二次搅拌为高速剪切机搅拌。
本发明提供的一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法，能够带来以下至少一种有益效果：
1、本发明氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，以氧化石墨烯作为改性剂改性彩色沥青胶结料，能够显著提高彩色沥青胶结料的高温性能和耐老化性能，大大提高彩色路面的抗车辙能力。
2、通过配方所获得的彩色沥青胶结料的软化点指标都超过80℃，针入度指数PI大于0，老化后的5℃延度都超过15cm，具有良好的高温性能和耐老化性能，其各项指标符合行业标准《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》(CJJ/T 218-2014)对特种彩色沥青胶结料的技术要求。总之，本发明氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料可满足不同等级胶结料的需求，且该胶结料的配方简单，制备方便。
具体实施方式
本发明氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，以氧化石墨烯作为改性剂对沥青进行改性，按质量百分比，其组成为：氧化石墨烯0.3％～5％和彩色沥青胶结料95％～99.7％，以上组分质量百分比之和为100％。
氧化石墨烯属于纳米二维结构材料，纳米材料具有神奇的小尺寸效应、表面效应等优异性能。氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料之所以不同于聚合物改性彩色沥青胶结料，其根本原因在于氧化石墨烯是从微观结构改善沥青性能。氧化石墨烯的分散性能也更佳。
参照聚合物改性彩色沥青胶结料性能指标，并从纳米材料的特殊效应和成本考虑，确定氧化石墨烯的含量为0.3％～5％。
进一步地，氧化石墨烯，是以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂，超声分散氧化石墨烯得到的氧化石墨烯分散液。
进一步地，彩色沥青胶结料包含树脂、SBS和橡胶油，以树脂、SBS、橡胶油三者的重量百分比含量之和为100％计，树脂的重量百分比含量为35～55％，SBS的重量百分比含量为8～12％，橡胶油的重量百分比含量为37～50％。
进一步地，彩色沥青胶结料通过如下方法制备：橡胶油加热至160℃～180℃，开启搅拌装置，加入树脂，搅拌至树脂完全融化，加入SBS，边搅拌边溶胀，170℃～185℃溶胀1h～1.5h，开启高剪切，持续40min～60min，制备完成。
上述氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
(1)按质量百分比分别称取氧化石墨烯0.3％～5％、彩色沥青胶结料95％～99.7％，以上组分质量百分比之和为100％；
(2)按照一定工艺，将氧化石墨烯用N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；
(3)将彩色沥青胶结料加热至160℃～185℃，加入氧化石墨烯，机械搅拌40min～60min，160℃～185℃下溶胀1h，使其充分溶胀；
(4)高速剪切机搅拌40min～60min，直至氧化石墨烯在胶结料中分散均匀，即得到氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料。
取制备好的普通彩色沥青胶结料。本实验选用C5树脂、芳烃含量CA≥25％的橡胶油、中石化生产的星型SBS三者制备的彩色沥青胶结料，其软化点为70℃，针入度指数PI为-0.9，老化后5℃延度为0cm(脆断)。用于改性的氧化石墨烯，其质量应符合相关规定的技术要求。
以下结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明不限于以下实施例，具体见表1所示。
表1实验所用改性体系配比组成
Figure GDA0001682423920000051
性能表征
首先，分别制备实施例1～5的胶结料，具体如下：将彩色沥青胶结料加热至160℃～185℃，加入氧化石墨烯，机械搅拌40min～60min，160℃～185℃下溶胀1h，使其充分溶胀，高速剪切机搅拌40min～60min，直至氧化石墨烯在彩色沥青胶结料中分散均匀，即得到氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料。
对比例的彩色沥青胶结料和实施例1～5的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料采用JTG/T0604-2011进行针入度测试，然后按照规范计算针入度指数PI，软化点采用JTG/T0606-2011进行测试，延度采用JTG/T0605-2011进行测试，具体实验结果见表2。并利用对比例和实施例1～5的胶结料，采用JTG/T0703-2011制备SMA-13彩色沥青混合料方板，采用JTG/T0719-2011测试各个混合料的动稳定度，其结果见表3。
表2胶结料性能表征结果
Figure GDA0001682423920000061
表3混合料性能表征结果
Figure GDA0001682423920000062
Figure GDA0001682423920000071
从表2试验结果中可以看出，五个实施例的软化点指标都超过80℃，改性后，其高温性能都得到明显改善；另外，五个实施例的老化后5℃延度都超过15cm，且PI指数都大于0，改性后，其耐老化性能得到显著改善。上述指标都符合行业标准《城市道路彩色沥青混凝土路面技术规程》(CJJ/T218-2014)对特种彩色沥青的技术要求，而相比之下，对比例软化点指标为70℃，老化后的5℃延度为0cm，远低于软化点80℃和老化后延度大于等于15cm的技术要求，另外其针入度指数也低于《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中对聚合物改性沥青Ⅰ-D针入度指数不小于零的基本要求。
如表3所示，普通彩色沥青胶结料制备的混合料，其动稳定度只有2500次/mm，低于《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中对改性SMA沥青混合料3000次/mm的技术要求，而五个实施例的动稳定度数据均超过3000次/mm，最高达到9488次/mm。
表2和表3共同表明，本发明提供的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料具有良好的高温性能和耐老化性能，可大大提高彩色混合料的抗车辙能力。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，其特征在于，包括：
氧化石墨烯和彩色沥青胶结料，以氧化石墨烯和彩色沥青胶结料二者的重量百分比含量之和为100％计，氧化石墨烯的重量百分比含量为0.3％～5％，彩色沥青胶结料的重量百分比含量为95％～99.7％；
所述氧化石墨烯，是以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，超声分散氧化石墨烯得到的氧化石墨烯分散液；
所述彩色沥青胶结料包含树脂、SBS和橡胶油，以树脂、SBS、橡胶油三者的重量百分比含量之和为100％计，树脂的重量百分比含量为35～55％，SBS的重量百分比含量为8～12％，橡胶油的重量百分比含量为37～50％。
2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料，其特征在于：
所述彩色沥青胶结料通过如下方法制备：橡胶油加热至160℃～180℃，开启搅拌装置，加入树脂，搅拌至树脂完全融化，加入SBS，边搅拌边溶胀，170℃～185℃溶胀1h～1.5h，开启高剪切，持续40min～60min，制备完成。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1，按质量百分比分别称取氧化石墨烯0.3％～5％、彩色沥青胶结料95％～99.7％；
步骤2，将氧化石墨烯用N-甲基吡咯烷酮溶剂进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；
步骤3，将彩色沥青胶结料加热至160℃～185℃，加入氧化石墨烯，第一次搅拌40min～60min，160℃～185℃下溶胀1h；
步骤4，第二次搅拌40min～60min，直至氧化石墨烯在彩色沥青胶结料中分散均匀，得到氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料。
4.根据权利要求3所述的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料的制备方法，其特征在于：
在步骤3中，所述第一次搅拌为机械搅拌。
5.根据权利要求3所述的氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料的制备方法，其特征在于：
在步骤4中，所述第二次搅拌为高速剪切机搅拌。
CN201810435192.7A 2018-05-08 2018-05-08 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法 Active CN108752850B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810435192.7A CN108752850B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810435192.7A CN108752850B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108752850A CN108752850A (zh) 2018-11-06
CN108752850B true CN108752850B (zh) 2021-03-16

Family

ID=64009317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810435192.7A Active CN108752850B (zh) 2018-05-08 2018-05-08 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108752850B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109735126A (zh) * 2019-01-16 2019-05-10 广西云亭烯技术有限公司 一种石墨烯沥青改性分散液及其制作方法
CN112280322A (zh) * 2020-11-03 2021-01-29 上海浦兴路桥建设工程有限公司 一种MXene改性彩色沥青结合料及其制备方法
CN112552695B (zh) * 2020-11-09 2022-04-08 蚌埠四方沥青有限责任公司 彩色沥青胶结料及制备方法
CN114316611A (zh) * 2021-10-20 2022-04-12 鄂尔多斯市路泰公路工程有限责任公司 一种基于环氧树脂胶粉的复合改性沥青及混合料

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602004005568T2 (de) * 2004-02-19 2007-08-09 Kraton Polymers Research B.V. Gefärbte Filzprodukte als Dachabdeckung
CN103819915B (zh) * 2014-02-26 2015-09-30 西安理工大学 一种氧化石墨烯改性沥青及其制备方法
CN106147108A (zh) * 2015-04-16 2016-11-23 张家港志宇道路材料有限公司 一种直拌式sbs改性剂及其制备方法
CN106633606A (zh) * 2016-10-13 2017-05-10 上海浦东路桥建设股份有限公司 一种适用于重交通的彩色沥青胶结料及其制备方法
CN107868278B (zh) * 2017-11-22 2019-08-27 长安大学 一种碳纳米材料改性剂及碳纳米材料改性沥青的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108752850A (zh) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108752850B (zh) 一种氧化石墨烯改性彩色沥青胶结料及其制备方法
Zhang et al. High and low temperature properties of nano-particles/polymer modified asphalt
US11572445B2 (en) Modified asphalt and preparation method therefor
US20160289413A1 (en) Asphalt modified with an sbs/mmwcnt nanocomposite and production method thereof
CN101200595B (zh) 一种改性乳化沥青
WO2012014219A1 (en) Asphalt compositions including a disperion of microgels dispersed in an oil
CN103773008B (zh) 一种高粘度改性沥青及其制备方法
CN103773009B (zh) 一种高粘度改性沥青的制备方法
CN105368084B (zh) 一种改性沥青及其制备方法
CN109852079B (zh) 一种新型常温沥青改性材料及其制备方法和应用
CN112280322A (zh) 一种MXene改性彩色沥青结合料及其制备方法
CN103589177A (zh) 一种特种sbs改性沥青及其制备方法
CN108610529B (zh) 一种水溶性石墨烯改性彩色乳化沥青及其制备方法
CN111116109A (zh) 一种水性环氧树脂改性乳化沥青混合料及其制备方法
CN113563727A (zh) 一种改性橡胶沥青及其制备方法
KR101802412B1 (ko) 자기 가교형 아스팔트용 개질 첨가제 및 이의 제조방법, 그리고 이를 포함하는 상온 재생 아스팔트 콘크리트
CN110982288A (zh) 一种可直接投放使用的彩色沥青结合料及其制备方法
KR100903652B1 (ko) 프로필렌계 왁스로 개질된 미세 폐타이어분말의 제조방법과 개질된 미세 폐타이어분말을 이용한 개질 아스팔트의 제조방법
CN106633964B (zh) 改性沥青组合物
CN109135308A (zh) 一种改性沥青、沥青改性剂及其制作方法
CN109809742B (zh) 一种冷拌彩色沥青混合料及其制备方法和应用
CN108485291A (zh) 一种彩色沥青胶结料及其制备方法
CN110845857B (zh) 一种高性能特种sbs改性沥青及其制备方法
CN109439000B (zh) 一种化学反应性复合改性沥青及其制备方法
CN115057657B (zh) 基于高粘乳化沥青的超薄磨耗层铺装方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Room 1401, 8 Yincheng Middle Road, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai, 200120

Patentee after: Shanghai Pudong Road & Bridge (Group) Co.,Ltd.

Address before: Room 1401, 8 Yincheng Middle Road, China (Shanghai) pilot Free Trade Zone, Pudong New Area, Shanghai, 200120

Patentee before: SHANGHAI PUXING ROAD & BRIDGE CONSTRUCTION ENGINEERING Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder