[發(fā)明專利]一種耐熱性石墨烯改性瀝青纖維及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810529399.0
• 申請日: 2018-05-29
• 公開（公告）號: CN108588899A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;昝航
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: D01F9/00
• 分類號: D01F9/00;D01F1/10
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了一種耐熱性石墨烯改性瀝青纖維及制備方法。將石墨烯與針狀微孔硅灰石、三氯三氟乙烷混合超聲分散后冷凍固化，使石墨烯、三氯三氟乙烷負載于針狀微孔硅灰石，接著與紡絲瀝青原料混合，在冷凍條件下分散、剝離，在紡絲釜中加熱攪拌，最后經(jīng)噴絲孔噴出，制得石墨烯改性瀝青纖維。該方法通過三氯三氟乙烷冷凍固化體積膨脹、螺桿的剝離分散，利用針狀微孔硅灰石的攜載，將石墨烯分散于瀝青，并沿針狀分布，不僅均勻分散改性瀝青纖維，明顯提升了瀝青纖維的耐熱性及抗變型能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及瀝青纖維領(lǐng)域，具體涉及高耐熱纖維的制備，特別是涉及一種耐熱性石墨烯改性瀝青纖維及制備方法。

背景技術(shù)

瀝青被普遍視為一種包裹著具有穩(wěn)定相膠質(zhì)的瀝青質(zhì)膠團溶解或分散在油脂樹脂媒介中形成的界面物質(zhì)，具有膠體特性。然而，由于提取瀝青的原油不同，煉油過程和瀝青的服役過程中會出現(xiàn)老化，非常復(fù)雜且可變，國產(chǎn)普通瀝青含蠟量高、粘結(jié)力差、延伸度低、溫度敏感性大等性能缺點。經(jīng)過改性的瀝青，溫度敏感性降低，軟化點增高，當量脆點降低，從而改善了瀝青和瀝青混合料的路用性能。瀝青纖維起到抗裂，吸附，分散和改善瀝青高低溫穩(wěn)定加強瀝青的作用，其應(yīng)用廣受關(guān)注。

在改性瀝青中，石墨烯的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。石墨烯由于其獨特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理化學性能使得其成為了材料研究領(lǐng)域的熱點，各種基于石墨烯的復(fù)合材料和功能材料也層出不窮。在以往的報道中，人們常將各種納米顆粒（如金屬氧化物、金屬硫化物、貴金屬、導電聚合物納米顆粒等）負載于尺寸較大的石墨烯片（徑向尺寸范圍約為500 nm～5μm)的表面來制備石墨烯/納米顆粒復(fù)合材料。因此，在用于瀝青改性時，需要進行專門的研究和應(yīng)用。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01610990334.7公開了一種石墨烯/中間相瀝青基復(fù)合碳纖維的制備方法。該發(fā)明所述的方法制備得到的石墨烯/中間相瀝青基復(fù)合碳纖維，其相較于純的中間相瀝青，起始熱失重溫度沒有變化，流變性能基本一致，其拉伸強度和屈服強度均有提高，其傳導性能和模量基本沒有改變。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01310212725.2公開了一種摻雜石墨烯的中間相瀝青基碳纖維，包含可溶性中間相瀝青和石墨烯，碳纖維由可溶性中間相瀝青與氧化石墨烯液相超聲混合制備，氧化石墨烯含量0.1~5wt%，所述碳纖維直徑10~50um。碳纖維的制備方法以低成本瀝青為出發(fā)點，摻雜石墨烯，對制備低成本、高強高模且導電性好的碳纖維具有較好的實用意義。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01410067428.8公開了一種氧化石墨烯改性瀝青，按質(zhì)量百分比其組成為：氧化石墨烯0.5%~15%和基質(zhì)瀝青85%~99.5%，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。其制備方法：將基質(zhì)瀝青加熱熔化，保持溫度為120~200℃，加入氧化石墨烯，人工攪拌20~40min，剪切機攪拌20~120min，降溫至100~150℃，放置20~50min，使其充分溶脹；將瀝青混合料在剪切機上再次進行剪切80～100min，直至氧化石墨烯均勻分散于瀝青中即得。

中國發(fā)明專利申請?zhí)?01510005123.9公開了一種基于氧化石墨烯的SBS改性瀝青及其制備方法。該發(fā)明所述的基于氧化石墨烯的SBS改性瀝青包括作為基質(zhì)的瀝青、作為添加劑的氧化石墨烯、作為改性劑的線性SBS和含硫促進劑；氧化石墨烯質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的0.5~3％；所述線性SBS質(zhì)量占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的3~5％；所述含硫促進劑占基質(zhì)瀝青質(zhì)量的0.2~0.6％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該發(fā)明所述的基于氧化石墨烯的SBS改性瀝青充分發(fā)揮氧化石墨烯的優(yōu)勢，具有良好的高溫穩(wěn)定性、高溫抗車轍性、低溫抗裂性、抗疲勞性和水穩(wěn)定性，制備方法簡單，工藝緩和，成本低。

根據(jù)上述，現(xiàn)有方案中利用石墨烯改性瀝青，其高比表面積往往使其團聚在一起，不僅降低了自身的吸附能力而且影響石墨烯自身優(yōu)異性能的發(fā)揮，從而影響了石墨烯增強復(fù)合材料性能的改進，并且團聚是不可逆的，除非施加外力，如超聲和強力攪拌，使其均勻分散，但會影響瀝青的使用性能。鑒于此，本發(fā)明提出了一種耐熱性石墨烯改性瀝青纖維及制備方法，可有效解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容