[发明专利]一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法，其中包括基质沥青、碳纤维、紫外阻隔剂、SBS橡胶、促进剂、相容剂等组分，紫外阻隔剂包括镁铝层状双氢氧化物、氧化石墨烯、N,N‑二甲基甲酰胺、溴化双十二烷基二甲基铵、抗坏血酸、碳纳米管等组分，其中镁铝层状双氢氧化物是一种多层层状机构无机非金属材料，其多层层状结构能够对紫外光起到物理及化学阻隔作用，可用于沥青的耐老化改性，提高沥青的抗老化性能；本发明公开了一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法，工艺设计合理，不仅有效提高了改性沥青的耐紫外和抗老化性能，同时提高了沥青中各组分的分散性，改性沥青具有较优异的力学性能，具有较高的实用性。

技术领域

本发明涉及沥青加工技术领域，具体是一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法。

背景技术

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黑褐色复杂混合物，是高黏度有机液体的一种，呈液态，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种：其中，煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下，有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

现如今，沥青道路已经是我们日常能够见到的一种物品，但沥青使用过程中，紫外光会对其造成极大的伤害，长期暴露在紫外线中，沥青路面会发生热氧老化和光氧老化，导致路面开裂脱落，降低沥青路面的使用寿命，给我们带来不便。

针对这种情况，我们设计了一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法，这是我们亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于碳纳米材料的改性沥青及其制备方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于碳纳米材料的改性沥青，所述改性沥青各组分原料包括，以重量计，基质沥青50-90份、碳纤维10-20份、紫外阻隔剂20-40份、SBS橡胶30-50份、促进剂5-10份、相容剂5-8份、防老剂2-4份、交联剂15-20份。

较优化的方案，所述紫外阻隔剂各组分原料包括，以重量计，镁铝层状双氢氧化物20-30份、氧化石墨烯20-40份、N,N-二甲基甲酰胺25-50份、溴化双十二烷基二甲基铵10-18份、抗坏血酸8-14份、碳纳米管10-16份。

较优化的方案，所述镁铝层状双氢氧化物通过碳酸钠、氢氧化钠、硝酸镁、硝酸铝共沉淀法制备得到。

较优化的方案，所述相容剂为二硫化碳，所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑中的任意一种。

较优化的方案，所述防老剂为防老剂RD；所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯。

本发明公开了一种基于碳纳米材料的改性沥青，其中包括基质沥青、碳纤维、紫外阻隔剂、SBS橡胶、促进剂、相容剂等组分，本发明中紫外阻隔剂包括镁铝层状双氢氧化物、氧化石墨烯、N,N-二甲基甲酰胺、溴化双十二烷基二甲基铵、抗坏血酸、碳纳米管等组分，其中镁铝层状双氢氧化物是一种多层层状机构无机非金属材料，其多层层状结构能够对紫外光起到物理及化学阻隔作用，可用于沥青的耐老化改性，提高沥青的抗老化性能，但由于镁铝层状双氢氧化物与沥青之间相容性相差，镁铝层状双氢氧化物颗粒易团聚，分散性差；同时在沥青改性过程中，我们会在沥青中添加碳纳米管，但碳纳米管与沥青的相容性也非常差，为了解决基质沥青与各组分之间的相容性，我们首先通过氧化石墨烯进行功能化改性，使其能够均匀分散在有机溶剂中，并且在沥青中也能够均匀分散开，再进行功能化石墨烯、碳纳米管的杂化复合，一方面可以改善碳纳米管在沥青中的分散性，另一方面也能够最大程度的保证碳纳米管管壁上共轭π结构的完整，从而保证碳纳米管在力学、导热等方面的性能，从而保证碳纳米管对沥青的改性性能。