[發明專利]納米復合材料改性瀝青、其制備方法和瀝青混凝土

在審

• 申請號: 201910293559.0
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110105778A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 張德鵬;石鴻;付育文;楊靖;吳世曾;陳興波;龐彬彬
• 申請（專利權）人: 重慶市市政設計研究院
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L9/08;C08K3/04;C08K3/22;C08K5/09;C08K13/02;C04B26/26;C04B111/20
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 郭云

1.一種納米復合材料改性瀝青，其特征在于，包括如下質量份數的原料：100份基質瀝青和2～6份改性劑；所述改性劑為氧化石墨烯/丁苯橡膠復合材料，包括100份氧化石墨烯/丁苯橡膠復合物、15～30份炭黑、2～6份氧化鎂、3～6份硬脂酸、2～3份碳酸鎂、3～5份防老劑、3～7份促進劑和1～3份硫磺；所述氧化石墨烯/丁苯橡膠復合物包括0.1～1份氧化石墨烯和15～20份丁苯膠乳。

2.根據權利要求1所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，所述改性劑采用如下的方法制備：

(1)將上述促進劑分為a、b兩份，a：b的質量比為1:2；

(2)按照上述配比將氧化石墨烯/丁苯橡膠復合物、炭黑、氧化鎂、硬脂酸、碳酸鎂、防老劑和促進劑b份混合得到中間產物A；

(3)將上述中間產物A與促進劑a份、硫磺置于硫化機上按正硫化時間進行硫化，硫化溫度為140～150℃，硫化時間為16～20min，得到改性劑氧化石墨烯/丁苯橡膠復合材料。

3.根據權利要求2所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，所述防老劑為DNP或NPC，所述促進劑為TMTD或CZ。

4.根據權利要求2所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，所述氧化石墨烯/丁苯橡膠復合物采用如下的方法制備：

(a)將0.5～3份溴烷銨加入90～97份蒸餾水中，攪拌10-15min后得到懸浮液；

(b)向上述懸浮液中加入0.1～1份氧化石墨烯和15～20份丁苯膠乳，繼續攪拌30-45min后，加入6～8份絮凝劑，在冰浴及超聲下反應10-20min，再在6000-7000r/min轉速下反應5-10min，然后保持溫度為50～60℃，調節溶液pH值為7.5～8.5，保持1～2h；

(c)繼續升溫至80～85℃，反應4-5h，向溶液中加入氫氧化鈉溶液至溶液pH值為10，水洗、干燥，即得到氧化石墨烯/丁苯橡膠復合物。

5.根據權利要求4所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，步驟(b)中所述丁苯乳膠中全固體成分為64～69％，苯乙烯含量為83.5～87％，所述絮凝劑為聚合氧化鋁。

6.根據權利要求4所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，所述氧化石墨烯采用如下的制備方法：

1)將0.5～1份70#基質瀝青與1.5～2.5份碳酸鈣充分混合，將混合物在空氣氣氛下加熱，升溫速率為5～15℃/min，加熱溫度為300～500℃，加熱時間為4h，自然冷卻；

2)向上述混合物中加入100份鹽酸，待晶體析出后再加入100份鹽酸，然后用蒸餾水調節混合物的pH值為6.5-7.5，靜置過夜，最后蒸發干燥，即得到氧化石墨烯。

7.根據權利要求7所述的納米復合材料改性瀝青，其特征在于，步驟2)中鹽酸的質量濃度為37-38％。

8.一種如權利要求1-7任一所述的納米復合材料改性瀝青的制備方法，其特征在于，制備過程如下：

按照上述配比，將改性劑氧化石墨烯/丁苯橡膠復合材料加入到基質瀝青中，并置于可控溫電熱爐上，采用高速剪切儀進行攪拌，攪拌溫度為150～165℃，攪拌速率為2500r/min～3000r/min，攪拌時間為25～40min，即得到納米復合材料改性瀝青。

9.一種瀝青混凝土，其特征在于，包括如下質量份數的原料，權利要求1-7所述的納米復合材料改性瀝青4～5份、集料95～97份、礦粉3～5份和纖維0.3～0.5份。

10.根據權利要求9所述的瀝青混凝土，其特征在于，所述集料為石灰巖或玄武巖。