[发明专利]一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用

说明书

本申请公开了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用，包括将二元伯胺、环氧化合物、ε‑己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯；将氧化石墨烯和所述星形聚氨酯进行反应，得到星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料。本申请通过星形聚氨酯对氧化石墨烯进行改性，使得星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料易于在沥青中分散均匀，减少分散时间，且星形聚氨酯分子不易缠结，应用于沥青体系时能够发生溶胀与沥青分子形成贯穿网络结构，星形聚氨酯的软段结构能够有效提升沥青体系的低温性能。

技术领域

本申请涉及改性沥青技术领域，尤其涉及一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用。

背景技术

在路用沥青领域，向沥青中添加石墨烯能够提升沥青的软化点、针入度、抗车辙能力以及抗老化等性能，也能够有效抑制沥青烟的释放，以利于环境保护；但石墨烯的高比表面积使得石墨烯在高粘的沥青体系中分散困难，且石墨烯的刚性结构引入会引起沥青的延度性能下降。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用，易于在沥青中分散均匀，应用于沥青体系时也能够有效提升沥青体系的低温性能。所述技术方案如下：

本申请提供了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括：

将二元伯胺、环氧化合物、ε-己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯；

将氧化石墨烯和所述星形聚氨酯进行反应，得到星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料。

进一步地，所述二元伯胺、所述环氧化合物、所述ε-己内酯和所述二异氰酸酯的质量比为(1～2)：(5～10)：(2～6)：(12～25)。

进一步地，所述将二元伯胺、环氧化合物、ε-己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯包括：

将所述二元伯胺、所述环氧化合物和所述ε-己内酯进行反应，得到星形羟基树脂；

将预设量的所述二异氰酸酯和所述星形羟基树脂进行催化反应，得到所述星形聚氨酯。

进一步地，所述将二元伯胺、环氧化合物和ε-己内酯进行反应，得到星形羟基树脂包括：

将所述二元伯胺和所述环氧化合物进行开环反应，得到开环中间体；

将所述ε-己内酯和所述开环中间体进行开环酯化反应，得到所述星形羟基树脂。

进一步地，所述环氧化合物包括叔碳酸缩水甘油酯、苄基缩水甘油醚与C12烷基缩水甘油醚中的任一种。

进一步地，所述二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯与异氟尔酮二异氰酸酯中的任一种。

进一步地，所述星形聚氨酯与所述氧化石墨烯的质量比为(5～40)：1。

进一步地，所述氧化石墨烯的中位粒径小于5μm。

本申请还提供一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料，所述星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料由以上任一项所述的制备方法得到。

本申请还提供一种如上所述的星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料在改性沥青中的应用，所述星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料和所述沥青的质量比为(0.01～0.6)：1。

实施本申请，具有如下有益效果：

1、本申请通过星形聚氨酯对氧化石墨烯进行改性，使得星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料易于在沥青中分散均匀，减少分散时间；并且，星形聚氨酯的星形聚合物结构使得聚氨酯分子不易缠结，应用于沥青体系时能够发生溶胀与沥青分子形成贯穿网络结构，聚氨酯分子的软段结构能够有效提升沥青体系的低温性能。