[發明專利]一種基于碳纖維高導熱改性瀝青混合料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011443600.7
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112552699A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 何理
• 申請（專利權）人: 何理
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L83/06;C08L63/00;C08L25/06;C08L25/02;C08K13/06;C08K9/06;C08K9/10;C08K7/06;C08K5/544;C08K5/5435;C08K7/24;C09K5/14
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 袁瑞紅

本發明公開了一種基于碳纖維高導熱改性瀝青混合料及其制備方法。本發明包括三維導熱料、苯乙烯單體、二乙烯苯、引發劑、環氧樹脂、羧基硅油、環氧瀝青、礦物纖維、集料。本發明制得的瀝青混合料，避免了普通碳纖維只能在固定方向上導熱的缺點，進一步加強了瀝青混合料的導熱性能。本發明在高速電子輻照和引發劑過硫酸鉀的協同作用下快速發生聚合生成的聚苯乙烯分子鏈與環氧樹脂分子鏈之間發生纏繞，進而在瀝青混合料體系內形成穩定的分子網絡結構；本發明制得的瀝青混合料導熱絕緣性好、力學性能優異，不易發生漏電現象，安全性高，穩定性好，靜置不易出現分層、沉淀現象，非常具有實用性。

技術領域

本發明涉及瀝青技術領域，具體為一種基于碳纖維高導熱改性瀝青混合料及其制備方法。

背景技術

瀝青混合料主要是由礦料、瀝青結合料經過攪拌混合形成的混合物，被廣泛應用于我國的各類道路鋪設；使用瀝青混合料鋪設形成的路面光滑平整，減震降噪性能好，行車感舒適，安全性高，非常受到人們的歡迎。

瀝青路面雖然在常溫環境下具有較高的安全性，但在天氣寒冷的情況下，路面很容易出現積雪和結冰問題，路面上的積雪和結冰會嚴重降低瀝青路面的抗滑能力，如果不及時處理掉路面的積雪和結冰，極易導致交通安全問題，影響正常的交通秩序，對公民的人身安全和財產安全造成巨大威脅。

目前我國解決路面積雪和結冰問題的方式主要有撒融雪劑、機械鏟雪、熱力融冰、電力融冰等；其中，撒融雪劑方法容易產生腐蝕道路設施，加速路面老化，污染地下水源等問題；機械鏟雪方法中使用的破冰機容易對路面造成損傷，后期路面修復費用大，鏟雪效率低；路面熱力融冰、電力融冰技術是通過在路面內部安裝地熱管、電熱絲等發熱裝置將熱能傳遞到路面從而對路面冰雪進行融化；該方法融雪效率高，且不會對路面設施和路面結構造成損害，具有非常廣闊的應用前景。

然而普通的瀝青混合料導熱效果差，對熱量的利用率不高，很容易造成電力、熱力的資源浪費，加大政府和人民的經濟壓力；為了降低能源損耗率，提升瀝青路面的融雪效率，研究者們考慮在瀝青混合料中添加碳納米管、碳纖維等物質來增強瀝青混合料的導熱性能；然而碳納米管、碳纖維等物質屬于一維納米結構的物質，雖然具有一定的導熱性能，但是這類物質結構細長，導熱效率存在各向異性，即在指定方向上具有較高的導熱性，而在其他方向上導熱性能很差；直接將其引入到瀝青混合料中制成的瀝青路面能源損耗率依舊較高，并且碳纖維、碳納米管具有較優異的導電性能，一旦路面內部的發熱裝置出現漏電情況，極易對路面上的行人造成觸電的危險，降低路面安全性能。

因此，人們亟需一種導熱效率高，安全性高的瀝青混合料及其制備方法來解決上述背景中提出的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于碳纖維高導熱改性瀝青混合料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

一種基于碳纖維高導熱改性瀝青混合料，所述各原料組分如下：以重量份計，三維導熱料80-120份、苯乙烯單體50-60份、二乙烯苯50-60份、引發劑10-15份、環氧樹脂100-200份、羧基硅油70-80份、環氧瀝青200-300份、礦物纖維80-100份、集料60-90份。所述引發劑為過硫酸鉀。

進一步的，所述三維導熱料包括各原料組分如下：以重量份計，改性碳纖維80-90份、氨烴基硅烷偶聯劑20-30份、三維碳氮化硼納米粉20-30份、環氧烴基硅烷偶聯劑20-30份。

進一步的，所述巰基硅烷偶聯劑為γ-巰丙基三甲氧基硅烷、α-巰甲基三乙氧基硅烷中的一種或多種；所述環氧烴基硅烷偶聯劑為3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環氧己烷)乙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或多種；所述氨烴基硅烷偶聯劑為3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。