CN109232985A - 用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用，该用于沥青改性的石墨烯材料包括进行了部分氧化的石墨烯粉体和表面嫁接修饰剂；该用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法包括步骤：(1)将石墨烯粉体进行部分氧化，得到进行了部分氧化的石墨烯粉体；(2)称取分散介质、表面嫁接修饰剂以及上述进行了部分氧化的石墨烯粉体；(3)将分散介质与表面嫁接修饰剂搅拌混合均匀后在其中加入进行了部分氧化的石墨烯粉体，进行均质分散，去除分散介质后，得到用于沥青改性的石墨烯材料；本发明还涉及用于沥青改性的石墨烯材料或其制备方法在基质沥青和改性沥青中的应用；该石墨烯材料运用于沥青中，能有效改善沥青针入度，软化点和延度。

Description

用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用

技术领域

本发明是关于沥青改性领域，特别是关于一种用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用。

背景技术

沥青路面在全世界广泛应用，目前全世界有95％以上的道路是沥青路面，沥青路面发展十分迅猛，而沥青作为一种憎水材料，在建筑防水领域也得到广泛的应用。沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物，是一种高黏度有机液体，其主要结构为芳香结构和饱和烷烃，可作为防水防潮和防腐的有机胶凝材料，但是沥青为高分子材料，温度稳定性差，夏季易软化、冬季易开裂；耐水性差，易产生水坏；耐老化性差，使用寿命较短。随着经济的高速发展，交通流量和行驶频度急剧增长，交通荷载的快速增加，沥青公路的寿命变短，环境因素的变化对沥青公路的性能提出了更高的要求，在建筑防水方面，由于沥青易产生水坏，使建筑的防水性能变差，寿命较短。因此，对沥青进行改性，可以改善沥青的缺陷，提高沥青的使用性能。

在改性沥青中，聚合物是常用的改性剂，如热塑性橡胶类、橡胶类和树脂类，但这些聚合物与基质沥青的相容性差，高温时易离析凝聚，会降低改性沥青的储存稳定性，导致沥青的性能不佳。因此，改善改性沥青的性能指标是近年来研究的重点。

石墨烯是一种新型功能材料，其结构中的碳原子之间通过较强的σ键连接，使石墨烯片有极优异的力学性能。石墨烯的制备方法有许多种：机械剥离法、插层剥离法、溶剂液相剥离法、催化裂解法和氧化还原法等，方法不同所制备的石墨烯有一定的差异，体现在表面羟基、羧基和环氧基等官能团的差异，或内部结构的差异。除了氧化还原法制备的石墨烯含有大量的含氧官能团之外，其他的石墨烯含氧量均较少，或无含氧基团，这就导致这些石墨烯与其他物质不易相容，所以将这些石墨烯氧化，令其携带含氧基团，有利于这类石墨烯进行交联，提高石墨烯的应用性。

石墨烯官能化之后与沥青进行混合是目前改性沥青领域研究重点。现有技术中已公开利用聚氨酯寡聚体改性石墨烯微片与SBS改性剂混合，提高沥青的低温韧性，以及采用硫掺杂石墨烯来提高与沥青的交联度。这些改性方法采用增加石墨烯亲油性或增加石墨烯与沥青交联点，来提高石墨烯和沥青的相容性。但这些方法存在一些问题改性过程较为复杂，不利于产业化应用。

表面嫁接修饰剂的最大特点是分子结构中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面起化学反应；另一个是亲有机物的基团，能与合成树脂或其它聚合物发生化学反应或生成氢键溶于其中，可以改善无机物与有机物之间的界面作用。石墨烯是一种无机碳材料，而改性沥青中含有聚合物、树脂等有机物，利用表面嫁接修饰剂作为“分子桥”，可以提高石墨烯和改性沥青的界面性能，增强两者之间的粘合强度，有效改善改性沥青的软化点、延度和针入度。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用，该石墨烯材料运用于沥青中，能有效改善沥青的三大性能指标：针入度，软化点和延度。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于沥青改性的石墨烯材料，所述石墨烯材料包括进行了部分氧化的石墨烯粉体和表面嫁接修饰剂，其中所述进行了部分氧化的石墨烯粉体通过其上的含氧官能团与表面嫁接修饰剂中的亲无机物基团进行连接。

其中，部分氧化的石墨烯粉体与表面嫁接修饰剂的反应过程如下：

石墨烯-OH+HO-修饰剂→石墨烯-O-修饰剂+H₂O

本申请采用部分氧化的方式把石墨烯进行轻微的氧化，使其带有含氧基团，进而可以与表面修饰剂反应进行嫁接来改变石墨烯的表面性质，从而使石墨烯与沥青具有很好的相容性，才能对沥青进行改性。而没有不经过此步骤的石墨烯无法对沥青进行有效的改性。如采用氧化石墨烯，它无法达到石墨烯改性沥青的效果。

在一优选的实施方式中，所述石墨烯粉体选自石墨烯微片、还原氧化石墨烯、以及立体构造石墨烯中的至少一种，但不包含氧化石墨烯；优选的，所述石墨烯粉体为立体构造石墨烯；进一步优选的，所述石墨烯粉体的比表面积≥300m²/g；其中，石墨烯微片(Graphene Nanoplatelets)是指碳层数少于10层、横向维度在100纳米至1000微米范围内的超薄的石墨烯层状堆积体；还原氧化石墨烯是将石墨首先氧化为氧化石墨，再通过剥离作用转化为氧化石墨烯，最后可通过各种还原方法得到电化学、光化学等性能优异的石墨烯；立体构造石墨烯是由二维石墨烯片构成的具有类蜂窝状结构的粉体材料，其结构基本特征符合技术标准DB 45/T 1421—2016和DB 45/T 1425-2016的要求。

本发明还提供了一种用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石墨烯粉体进行部分氧化，得到进行了部分氧化的石墨烯粉体；(2)分别称取分散介质、表面嫁接修饰剂以及上述进行了部分氧化的石墨烯粉体；和(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将分散介质与表面嫁接修饰剂搅拌混合4-5min，待将两者搅拌混合均匀后在其中加入进行了部分氧化的石墨烯粉体，进行均质分散，去除分散介质后，得到上述用于沥青改性的石墨烯材料，优选的，通过高速搅拌40min-2h进行均质分散。其中，在步骤(3)中，将分散介质与石墨烯表面嫁接修饰剂首先进行搅拌后再加入进行了部分氧化的石墨烯粉体，而不是分开与石墨烯进行混合的原因在于为了将分散介质与石墨烯表面嫁接修饰剂首先溶解制成溶液，随后加入石墨烯，这样可保证表面修饰剂与石墨烯进行高效的均匀的反应，保持修饰的一致性。

在上述用于沥青改性的石墨烯材料或用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法中的一个优选实施方式中，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为0.05％-15％，优选的，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为3％-10％，进一步优选的，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为4％-8％。

在上述用于沥青改性的石墨烯材料或用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法中的一个优选实施方式中，将石墨烯粉体进行部分氧化的方法选自高温氧化、氧等离子体轰击氧化、浓硫酸氧化，浓硝酸氧化和过氧化氢氧化中的至少一种；优选的，所述高温氧化是于300℃-500℃进行氧化，进一步优选的，所述高温氧化是于320-400℃进行高温氧化；进一步优选的，所述高温氧化是于管式炉中氧化1-3小时或者微波炉中氧化5-15分钟。

在一优选的实施方式中，所述分散介质选自乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、甲苯、丙酮、正丁烷、乙烷、以及石油醚中的至少一种，优选的，所述乙醇为无水乙醇。该分散介质的选择是依据所选择的表面嫁接修饰剂的化学性质而定，本申请所选择的这些分散介质与石墨烯和表面修饰剂具有很好的分散相容效果，所以特此选择。

在上述用于沥青改性的石墨烯材料或用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法中的一个优选实施方式中，所述表面嫁接修饰剂选自钛酸酯基类修饰剂、硅烷基类修饰剂、铝酸酯基类修饰剂、以及锆酸酯基类修饰剂中的至少一种；优选的，所述钛酸酯基类修饰剂包括单烷氧基硬脂酰基钛酸酯、单烷氧基焦磷酸酯钛酸酯、单烷氧基磷酸酯钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、单烷氧基磺酸酯钛酸酯、单烷氧基烷醇胺钛酸酯、以及三异硬脂酰基钛酸异丙酯；进一步优选的，所述硅烷基类修饰剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、双-(γ-三乙氧基硅丙基)–四硫化物、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、以及3-氰硫基丙基三乙氧基硅烷；进一步优选的，所述铝酸酯基类修饰剂包括二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯；进一步优选的，所述锆酸酯基类修饰剂包括四正丙基锆酸酯。

在一优选的实施方式中，步骤(2)中，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体1-14重量份、表面嫁接修饰剂0.01-5重量份、以及分散介质85-99重量份；优选的，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体2-12重量份、表面嫁接修饰剂0.1-0.5重量份、以及分散介质86-98重量份；进一步优选的，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体3-8重量份、表面嫁接修饰剂0.1-0.3重量份、以及分散介质90-97重量份。

在一优选的实施方式中，步骤(3)中去除分散介质的方式选自离心分离、过滤分离、旋转蒸发、以及直接烘干方式中的至少一种。

本发明还提供了上述用于沥青改性的石墨烯材料或上述用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法在基质沥青和改性沥青中的应用，该基质沥青包括煤焦沥青、石油沥青和天然沥青；该改性沥青包括热塑性橡胶类：主要是苯乙烯嵌段共聚体，如：SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、SIS、SE/BS等；橡胶类：如NR(天然橡胶)、SBR(丁苯橡胶)、CR(氯丁橡胶)、BR等；树脂类：包括热塑性树脂，如EVA、PE(聚乙烯)、APP等，以及热固性树脂，如EP(环氧树脂)等。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明针对改性沥青中聚合物与沥青的相容性不足导致性能欠佳的问题，发明了一种用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用，这种石墨烯材料是以部分氧化后的石墨烯粉体和表面嫁接修饰剂为有效成分，醇类溶剂为分散介质制备得到的。该石墨烯材料通过氧化，携带含氧基团后，与嫁接修饰剂进行化学反应，令石墨烯表面带上亲油长链分子，能有效地与改性沥青表面进行交联，可大幅提高沥青软化点从而提高沥青的高温性能，同时针入度和延度变化不大，保留了沥青的低温性能。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径可购得。

实施例1

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将立体构造石墨烯在管式炉320℃下进行高温氧化2h，得到进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

(2)按下述重量份分别称取三异硬脂酰基钛酸异丙酯、异丙醇以及上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

进行了部分氧化的立体构造石墨烯 5份

三异硬脂酰基钛酸异丙酯 0.5份

异丙醇 94.5份

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将异丙醇与三异硬脂酰基钛酸异丙酯搅拌混合5min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯，高速搅拌1h，在鼓风干燥箱中95℃烘干2h，即得用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过高温氧化所得到的进行了部分氧化的立体构造石墨烯含氧量为5％。将制备的石墨烯材料与PE改性沥青质量比为1：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例2

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将石墨烯微片用浓硫酸进行氧化1小时后过滤并用水洗净烘干，得到进行了部分氧化的石墨烯微片；

(2)按下述重量份分别称取γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、无水乙醇以及上述进行了部分氧化的石墨烯微片；

进行了部分氧化的石墨烯微片 8份

γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷 0.16份

无水乙醇 91.84份

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将无水乙醇与γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷搅拌混合4min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的石墨烯微片，高速搅拌1.5h，采用旋转蒸发仪烘干，即得用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过浓硫酸氧化所得到的进行了部分氧化的石墨烯微片含氧量为8％。将制备的石墨烯材料与SBS改性沥青质量比为2：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例3

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将立体构造石墨烯利用浓硝酸氧化30分钟后过滤并用水洗净烘干，得到进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

(2)按下述重量份分别称取十六烷基三甲氧基硅烷、丁醇以及上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

进行了部分氧化的立体构造石墨烯 12份

十六烷基三甲氧基硅烷 0.36份

丁醇 87.64份

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将丁醇与十六烷基三甲氧基硅烷搅拌混合4min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯，高速搅拌2h，采用过滤分离将丁醇弃去，即得用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过浓硝酸氧化得到的进行了部分氧化的立体构造石墨烯含氧量为6％。将制备的石墨烯材料与EVA改性沥青质量比为3：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例4

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将石墨烯微片在管式炉370℃下进行高温氧化3h，得到进行了部分氧化的石墨烯微片；

(2)按下述重量份分别称取二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯、正丁烷以及上述进行了部分氧化的石墨烯微片；

进行了部分氧化的石墨烯微片 9份

二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯 0.45份

正丁烷 91.55份

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将正丁烷与二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯搅拌混合5min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的石墨烯微片，高速搅拌1h，采用鼓风干燥箱烘干，得到用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过高温氧化所得到的进行了部分氧化的石墨烯微片含氧量为9％。将制备的石墨烯材料与SBR改性沥青质量比为1：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例5

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将还原氧化石墨烯在微波炉中加热至350℃进行高温氧化10分钟，得到进行了部分氧化的还原氧化石墨烯；

(2)按下述重量份分别称取四正丙基锆酸酯、丙醇以及上述进行了部分氧化的还原氧化石墨烯；

进行了部分氧化的还原氧化石墨烯 3％

四正丙基锆酸酯 0.15％

丙醇 96.85％

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将丙醇与四正丙基锆酸酯搅拌混合5min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的还原氧化石墨烯，高速搅拌1h，采用离心分离将丙醇弃去，得到用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过高温氧化所得到的进行了部分氧化的还原氧化石墨烯含氧量为10％。将制备的石墨烯材料与SBR改性沥青质量比为1.5：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例6

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将立体构造石墨烯利用浓硝酸氧化20分钟后过滤并用水洗净烘干，得到进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

(2)按下述重量份分别称取γ-巯丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇以及上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

进行了部分氧化的立体构造石墨烯 3％

γ-巯丙基三乙氧基硅烷 0.12％

无水乙醇 96.88％

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将无水乙醇与γ-巯丙基三乙氧基硅烷搅拌混合5min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯，高速搅拌50分钟，采用旋转蒸发仪烘干，即得用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过浓硝酸氧化所得到的进行了部分氧化的立体构造石墨烯含氧量为6％。将制备的石墨烯材料与橡胶改性沥青质量比为0.5：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

实施例7

用于沥青改性的石墨烯材料制备步骤如下：

(1)将立体构造石墨烯用管式炉330℃下进行高温氧化1h，得到进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

(2)按下述重量份分别称取γ-氨丙基三乙氧基硅烷、无水乙醇以及上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯；

进行了部分氧化的立体构造石墨烯 5份

γ-氨丙基三乙氧基硅烷 0.1份

无水乙醇 94.9份

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将无水乙醇与γ-氨丙基三乙氧基硅烷搅拌混合5min，至分散均匀后在其中加入上述进行了部分氧化的立体构造石墨烯，高速搅拌40分钟，采用鼓风干燥箱烘干，即得用于沥青改性的石墨烯材料。

上述通过高温氧化所得到的进行了部分氧化的立体构造石墨烯含氧量为4％。将制备的石墨烯材料与橡胶和SBS复合改性沥青质量比为0.2：10000，采用高剪切混合乳化机进行混合。混合后的沥青性能指标如表1所示。

表1以上实施例和未加石墨烯材料的沥青性能指标

通过上述表1可得，本发明通过上述实施例中用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法所制备出的石墨烯材料对沥青进行混合改性后，能有效地改善改性沥青的性能：实施例2和SBS改性沥青相比，软化点提高8℃，针入度和延度有所降低；实施例6和橡胶改性沥青相比，软化点提高14.9℃，针入度降低13，延度提高3.2cm；实施例7和橡胶和SBS复合改性沥青相比，软化点提高16℃，针入度提高8，延度降低2.4cm。总体而言，本发明制备的石墨烯材料可大幅提高沥青软化点从而提高沥青的高温性能，同时针入度和延度变化不大，保留了沥青的低温性能。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料包括进行了部分氧化的石墨烯粉体和表面嫁接修饰剂，其中所述进行了部分氧化的石墨烯粉体通过其上的含氧官能团与表面嫁接修饰剂中的亲无机物基团进行连接。

2.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯粉体选自石墨烯微片、还原氧化石墨烯、以及立体构造石墨烯中的至少一种；优选的，所述石墨烯粉体为立体构造石墨烯；进一步优选的，所述石墨烯粉体的比表面积≥300m²/g。

3.一种用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石墨烯粉体进行部分氧化，得到进行了部分氧化的石墨烯粉体；

(2)分别称取分散介质、表面嫁接修饰剂以及上述进行了部分氧化的石墨烯粉体；

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将分散介质与表面嫁接修饰剂搅拌混合均匀后在其中加入进行了部分氧化的石墨烯粉体，进行均质分散，去除分散介质后，得到权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料。

4.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料或权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为0.05％-15％，优选的，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为3％-10％，进一步优选的，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为4％-8％。

5.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料或权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，将石墨烯粉体进行部分氧化的方法选自高温氧化、氧等离子体轰击氧化、浓硫酸氧化，浓硝酸氧化和过氧化氢氧化中的至少一种；优选的，所述高温氧化是于300℃-500℃进行氧化，进一步优选的，所述高温氧化是于320-400℃进行高温氧化，进一步优选的，所述高温氧化是于管式炉中氧化1-3小时或者微波炉中氧化5-15分钟。

6.如权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述分散介质选自乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、甲苯、丙酮、正丁烷、乙烷、以及石油醚中的至少一种，优选的，所述乙醇为无水乙醇。

7.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料或权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述表面嫁接修饰剂选自钛酸酯基类修饰剂、硅烷基类修饰剂、铝酸酯基类修饰剂、以及锆酸酯基类修饰剂中的至少一种；优选的，所述钛酸酯基类修饰剂包括单烷氧基硬脂酰基钛酸酯、单烷氧基焦磷酸酯钛酸酯、单烷氧基磷酸酯钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、单烷氧基磺酸酯钛酸酯、单烷氧基烷醇胺钛酸酯、以及三异硬脂酰基钛酸异丙酯；进一步优选的，所述硅烷基类修饰剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、双-(γ-三乙氧基硅丙基)–四硫化物、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、以及3-氰硫基丙基三乙氧基硅烷；进一步优选的，所述铝酸酯基类修饰剂包括二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯；进一步优选的，所述锆酸酯基类修饰剂包括四正丙基锆酸酯。

8.如权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体1-14重量份、表面嫁接修饰剂0.01-5重量份、以及分散介质85-99重量份；优选的，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体2-12重量份、表面嫁接修饰剂0.1-0.5重量份、以及分散介质86-98重量份；进一步优选的，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体3-8重量份、表面嫁接修饰剂0.1-0.3重量份、以及分散介质90-97重量份。

9.如权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中去除分散介质的方式选自离心分离、过滤分离、旋转蒸发、以及直接烘干方式中的至少一种。

10.权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料或权利要求3所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法在基质沥青和改性沥青中的应用。