[发明专利]一种石墨烯乳化沥青的配方及其工艺

说明书

本发明涉及精细化工技术领域，且公开了一种石墨烯乳化沥青的配方它是由组分A与组分B按照2:1的比例组合而成，所述组分A由以下重量份的组分组成：沥青40～55份，乳化添加剂混合物2～4份，油脂3～5份，长链醇1～3份，沥青乳化剂8～10份，水50～60份，氧化石墨烯分散液2～5份，所述组分B为石墨烯预聚材料。通过石墨烯与乳化沥青的配合使用，从而达到了让乳化沥青可以快速成型并恢复道路正常使用的效果，通过石墨烯与乳化沥青的混合，使得乳化沥青内部形成一种有效强度的保护二维结构层，减少乳化沥青破乳时间，确保乳化沥青可以快速成型，与道路可以快速贴合，方便了工作人员快速施工，并且能够尽早开放交通。

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域，具体为一种石墨烯乳化沥青的配方及其工艺。

背景技术

石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强韧。

石墨烯的化学性质与石墨类似，石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度，而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时，如H+和OH-时，会产生一些衍生物，使石墨烯的导电性变差，但并没有产生新的化合物。因此，可以利用石墨来推测石墨烯的性质。例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上，每个碳原子多加上一个氢原子，从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3 杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。

乳化沥青是随着沥青用表面活性剂的开发应用而发展的。除了加工工艺外，对于确定的基质沥青，乳化剂的种类、结构和组成决定了乳化沥青的基本性质及使用范围。

从结构来看，乳化剂是由非极性的疏水基和极性的亲水基组成的两亲性分子，这种结构使乳化剂在溶液表(界)面形成定向紧密排列，改变了体系的表(界)面化学性质。当乳化剂的浓度超过其临界胶束浓度CMC(critical micelle concentration)，表(界)面张力降至最低，从而具有乳化、消泡、分散等功能，在建材化工、石油开采、日用品、纺织印染等领域有广泛的用途。

根据乳化剂亲水亲油平衡值(HLB)的大小可初步确定其应用的范围，沥青用乳化剂一般在10～18之间。由于沥青乳液中沥青的比表面积很大，所以乳化剂的浓度要远大于CMC，才能达到充分乳化的目的，乳化剂用量一般控制在乳液的0.13％～3％(质量分数)。

采用优质乳化剂生产出的乳化沥青铺路，现场施工简化，不需将沥青加热到170～180℃高温后再去使用，砂石等矿料也不需烘干加热，可以节省大量的燃料与热能。由于沥青乳液具有良好的工作度，可以均匀地分布在骨料表面上，并与其产生较好的粘附性，因而可节省沥青用量，简化施工程序，改善施工条件，也减少对周围环境的污染。由于这些优点，乳化沥青不仅适用于铺筑路面，而且在填方路堤的边坡保护，建筑屋面及洞库防水，金属材料表面防腐，农业土壤改良及植物养生，铁路的整体道床，沙漠固沙等许多工程中得到广泛的应用。由于乳化沥青既能改善热沥青的施工技术，又使沥青的应用范围得到不断扩大，因此乳化沥青得到迅速的发展。