[发明专利]一种含有石墨烯的SBS改性沥青及其制备方法

说明书

本发明属于改性沥青技术领域，具体来说涉及到一种含有石墨烯的SBS改性沥青及其制备方法。所述的含有石墨烯的SBS改性沥青由以下质量份的组分构成：作为基质的沥青，92‑98份、作为改性剂的星型SBS，1‑6份、稳定剂0.01‑0.1份和作为添加剂的石墨烯‑芳烃油复合添加剂，0.5‑2.0份。与现有技术相比，本发明所述的含有石墨烯的SBS改性沥青充分发挥石墨烯的优势，与SBS改性剂和沥青相容性好，具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗老化性，制备工艺简单，条件缓和，绿色环保，成本低。

技术领域

本发明涉及一种改性沥青，具体涉及一种含有石墨烯的SBS改性沥青及其制备方法。

背景技术

沥青作为路面材料容易产生如车辙、开裂和老化等缺陷，限制了其在道路建设中的广泛应用。对沥青进行改性可显著提高路面的使用性能，在众多改性沥青中SBS(聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物)改性沥青由于同时具有高温稳定性和低温抗裂性，已经逐渐成为最常用的改性沥青品种。然而，由于SBS在沥青材料中的分散粒径偏大，而且分散不够均匀，导致SBS改性沥青路面在较长时间使用后，经受行车荷载和自然因素的多重作用，出现不同程度的路面破坏。近年来，通过在SBS改性沥青中加入其他纳米材料促使SBS与沥青分子间相互交联，以提高沥青路面抗高温车辙和抗低温开裂等性能的研究被广泛报道。

石墨烯是由碳原子紧密堆积成的二维蜂巢六角结构，并且各个碳原子均为SP2杂化，碳原子之间连接柔韧性好，当受到外力时，碳原子面变形弯曲，但碳原子的位置不会发生重新排列，这就保持了其结构的稳定性。由于石墨烯的这种晶格使其具有良好的柔韧性和附着力等性能。石墨烯中每个碳原子与其它3个相邻的碳原子形成共价键，剩余1个p轨道电子形成π键，π电子可以自由移动，是一种典型的二维材料，这些性质使得其与SBS以及沥青的相容性比其他无机纳米材料更好，这种可以提供大量电子的独特结构也将成为沥青和SBS之间潜在的桥梁，使得SBS改性剂在沥青中更好的分散。在SBS改性沥青中添加石墨烯后，SBS改性沥青的高、低温性能均得到有效的改善，石墨烯与SBS通过协同作用达到了提高沥青性能的作用。同时石墨烯具有凹凸褶皱、锯齿状的微观形貌特征，有利于其与石子等道路材料的接触及有效粘合，从而提高沥青路面的耐磨性和防滑性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含有石墨烯的SBS改性沥青及其制备方法，利用石墨烯材料特殊的结构和独特的性质，掺入SBS改性沥青中，与SBS改性剂协同作用，提高SBS在沥青中的分散性，改善沥青的高温抗车辙性和低温开裂性，提高沥青路面的耐磨性和防滑性。

为了实现上述的发明目的，本发明的技术方案为：

一种含有石墨烯的SBS改性沥青由以下质量份的组分构成：作为基质的沥青，92-98份、作为改性剂的星型SBS，1-6份、硫磺稳定剂0.01-0.1份和作为添加剂的石墨烯-芳烃油复合添加剂，0.5-2.0份。

其中，

基质沥青为道路石油沥青；星型SBS改性剂为热塑性弹性体聚苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物，分子量为25-30万，苯乙烯质量含量为30-33％；石墨烯-芳烃油复合添加剂为石墨经微机械剥离法得到，其中所含石墨烯为单层石墨烯、少层石墨烯或多层石墨烯中的一种或几种，石墨烯质量含量为0.5-10％；稳定剂为硫磺。

所述含有石墨烯的SBS改性沥青的制备步骤如下：

a.按配方质量份数称取基质沥青、星型SBS改性剂、石墨烯-芳烃油复合添加剂、稳定剂。

b.将基质沥青加热到180℃，加入SBS改性剂，然后再加入石墨烯-芳烃油复合添加剂，剪切30-45min，加入硫磺稳定剂，在180℃条件下搅拌1h，得到含有石墨烯的SBS改性沥青。

本发明的技术方案优点为：