一种抑菌型改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抑菌型改性沥青及其制备方法，涉及沥青加工技术领域。本发明专利技术先将沥青与顺丁烯二酸酐混合，制得预处理沥青，然后将经混酸处理的石墨烯与六水合硝酸锌混合后与2‑甲基咪唑混合于有机溶剂中，并加入六水合硝酸锌和改性二氧化钛，搅拌反应后，制得改性石墨烯坯料，将改性石墨烯坯料经还原剂溶液处理后，制得改性石墨烯，最后将环氧树脂与改性石墨烯混合，并加入预处理沥青，搅拌混合，制得抑菌型改性沥青。本发明专利技术制备的抑菌型改性沥青具有优异的抑菌性能，并且低温抗裂性能较好，耐高温性能佳。

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌型改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及沥青加工
，具体为一种抑菌型改性沥青及其制备方法。
技术介绍
沥青作为原油连续处理的产物，也是一种高分子量碳氢化合物及其衍生物的混合物。微生物以沥青中的轻质组分为食物，尤其是林间与景区道路、隧道、农村公路等长期处于阴暗、多湿、污染的工作环境条件，微生物的大量繁殖会吞噬沥青中的轻质组分，破坏沥青原来稳定的胶体结构，使沥青变硬、变脆，粘结力下降，使沥青路面出现松散、坑槽等破坏类型。为了抑制环境中微生物对沥青的降解，提高沥青路面的使用年限，制备具有抑菌效果的沥青是一个重要方法。与天然抗菌剂和有机抗菌剂相比，无机抗菌剂具有抗菌广谱、耐热性好、抗菌持久且安全性较高、毒性低等优点，适合用于沥青路面。金属氧化物纳米颗粒(如银、钛、镁、锌等)是目前无机抗菌剂的主要研究方向。纳米氧化锌更是具备成本低、性能稳定等优点。另外，纳米氧化锌作为添加剂，在沥青中对紫外线也具有一定的吸收能力，一定程度上延缓了沥青的紫外老化。纳米氧化锌的抗菌机理一般分为三类。第一类是纳米氧化锌在光照条件下表面会产生活性氧化物，这些活性氧化物对细菌的繁殖有抑制作用。第二类是纳米氧化锌在含水介质中能够释放出Zn2+，Zn2+进入细胞破坏细胞结构，使细菌丧失活性，达到抑菌效果。第三类是纳米氧化锌直接作用于细胞，纳米氧化锌与细胞壁或膜之间的静电作用导致细胞完整性遭到破坏。但是目前由于沥青的特性，使得纳米抗菌剂在沥青中的分散性不佳，从而影响沥青的抗菌性能，并且，由于纳米抗菌剂无法均匀分散，导致沥青的物理性能也大打折扣，严重影响沥青的使用性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种抑菌型改性沥青及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。一种抑菌型改性沥青，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：80～100份预处理沥青，10～20份环氧树脂和10～15份改性石墨烯。作为优化，所述预处理沥青由沥青与顺丁烯二酸酐反应后制得。作为优化，所述环氧树脂为环氧树脂E-44或环氧树脂E-51中任意一种。作为优化，所述改性石墨烯是由预处理石墨烯、六水合硝酸锌、改性二氧化硅和2-甲基咪唑制备而成；所述改性二氧化钛由介孔二氧化钛与纳米银制备而成；所述预处理石墨烯由石墨烯经浓硫酸与浓硝酸处理后制得。作为优化，所述抑菌型改性沥青主要包括以下质量分数的原料组分：80份预处理沥青，15份环氧树脂E-41和10份改性石墨烯。作为优化，一种抑菌型改性沥青的制备方法，主要包括以下制备步骤：(1)将沥青与顺丁烯二酸酐混合，搅拌反应后，得预处理沥青；(2)将预处理石墨烯与六水合硝酸锌混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与2-甲基咪唑混合于有机溶剂中，并加入六水合硝酸锌和改性二氧化钛，搅拌反应后，得改性石墨烯坯料，将改性石墨烯坯料与还原剂溶液混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性石墨烯；(3)将环氧树脂与步骤(2)所得改性石墨烯混合，并加入步骤(1)所得预处理沥青，搅拌反应后，得抑菌型改性沥青；(4)对步骤(3)所得抑菌型改性沥青进行指标分析。作为优化，所述抑菌型改性沥青的制备方法主要包括以下制备步骤：(1)将沥青加入反应器中，并向反应器中加入沥青质量0.01～0.10倍的顺丁烯二酸酐，于压力为0.1～0.5MPa的条件下，搅拌反应3～6h后，出料，得预处理沥青；(2)将预处理石墨烯与水按质量比1:100～1:200混合于烧杯中，超声分散40～60min后，向烧杯中加入预处理石墨烯质量0.1～0.3倍的六水合硝酸锌，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与2-甲基咪唑按质量比1:2～1:10混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入滤饼质量20～50倍的二甲基亚砜，于温度为20～35℃的条件下搅拌混合30～40min后，再向烧瓶中加入滤饼质量0.5～0.8倍的六水合硝酸锌和滤饼质量0.1～0.3倍的改性二氧化钛，搅拌反应后，于室温条件下静置5～10h后，过滤，得改性石墨烯坯坯料，将改性石墨烯坯坯料与还原剂溶液按质量比1:10～1:20混合，搅拌反应后，过滤，得滤渣，将滤渣用去离子水洗涤3～8次后，得改性石墨烯；(3)将环氧树脂E-41与步骤(2)所得改性石墨烯按质量比1:1～2:1混合于剪切搅拌机中，并向剪切搅拌机中加入环氧树脂质量6～10倍的步骤(1)所得预处理沥青，于温度为140～160℃的条件下搅拌反应后，得抑菌型改性沥青；(4)对步骤(3)所得抑菌型改性沥青进行指标分析。作为优化，步骤(2)所述预处理石墨烯的制备方法为将石墨烯与混合酸液按质量比1:5～1:10混合，于室温条件下处理30～50min后，过滤，洗涤，得预处理石墨烯；所述混合酸液为将质量分数为68％的硝酸与质量分数为75％的硫酸按体积比3：1混合，得混合酸液。作为优化，步骤(2)所述改性二氧化钛的制备方法为将十六烷基三甲基溴化铵与无水乙醇按质量被1:30～1:40混合，得混合液，将钛酸丁酯、无水乙醇和质量分数为2～8％的硝酸银溶液按体积比25:50:7.3混合，得A溶液，将浓硝酸与水混合，控制pH为3，得B溶液，将B溶液以1～3mL/min的速率滴入A溶液中，并同时以3s/滴的速度向A溶液中加入混合液，搅拌混合，得溶胶，将溶胶先于室温陈化10h后，再于温度为65℃的条件下陈化10h，得改性二氧化钛坯料，将改性二氧化钛坯料于温度为450～500℃的条件下煅烧2～3h后，得改性二氧化钛。作为优化，步骤(2)所述还原剂溶液为质量分数为3～6％的硼氢化钠溶液或质量分数为1～4％的四氢化铝锂溶液中任意一种。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术在制备抑菌型改性沥青时，在产品中加入改性石墨烯，并对沥青进行预处理。首先，石墨烯在经过改性后，石墨烯表面接枝有以锌为金属源的金属有机骨架材料，在加入产品中后，可提高改性石墨烯在沥青中的分散性，并且，在金属有机骨架材料的作用下，石墨烯剥离为片层结构，在加入产品中后，可有效提高产品的低温抗裂性何耐热性，其次，石墨烯表面金属有机骨架材料在制备过程中加入了含有银的介孔二氧化钛，因此，在改性石墨烯均匀分散于沥青中时，改性二氧化钛也可以均匀分布于产品中，进而提高产品的抑菌性能；再者，沥青在经过顺丁烯二酸酐改性后，可在预处理沥青与环氧树脂与改性石墨烯混合的过程中将改性石墨烯均匀固定于沥青表面的环氧树脂网络结构中，进而进一步提高产品的抑菌性能和使用性能。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了更清楚的说明本专利技术提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的抑菌型改性沥青的各指标测试方法如下：软化点：按标准T-0606用环球法测试各实施例所得抑菌型改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑菌型改性沥青，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：80～100份预处理沥青，10～20份环氧树脂和10～15份改性石墨烯。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑菌型改性沥青，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：80～100份预处理沥青，10～20份环氧树脂和10～15份改性石墨烯。


2.根据权利要求1所述的一种抑菌型改性沥青，其特征在于，所述预处理沥青由沥青与顺丁烯二酸酐反应后制得。


3.根据权利要求2所述的一种抑菌型改性沥青，其特征在于，所述环氧树脂为环氧树脂E-44或环氧树脂E-51中任意一种。


4.根据权利要求3所述的一种抑菌型改性沥青，其特征在于，所述改性石墨烯是由预处理石墨烯、六水合硝酸锌、改性二氧化硅和2-甲基咪唑制备而成；所述改性二氧化钛由介孔二氧化钛与纳米银制备而成；所述预处理石墨烯由石墨烯经浓硫酸与浓硝酸处理后制得。


5.根据权利要求4所述的一种抑菌型改性沥青，其特征在于，所述抑菌型改性沥青主要包括以下质量分数的原料组分：80份预处理沥青，15份环氧树脂E-41和10份改性石墨烯。


6.一种抑菌型改性沥青的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)将沥青与顺丁烯二酸酐混合，搅拌反应后，得预处理沥青；
(2)将预处理石墨烯与六水合硝酸锌混合，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼与2-甲基咪唑混合于有机溶剂中，并加入六水合硝酸锌和改性二氧化钛，搅拌反应后，得改性石墨烯坯料，将改性石墨烯坯料与还原剂溶液混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得改性石墨烯；
(3)将环氧树脂与步骤(2)所得改性石墨烯混合，并加入步骤(1)所得预处理沥青，搅拌反应后，得抑菌型改性沥青；
(4)对步骤(3)所得抑菌型改性沥青进行指标分析。


7.根据权利要求6所述的一种抑菌型改性沥青的制备方法，其特征在于，所述抑菌型改性沥青的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将沥青加入反应器中，并向反应器中加入沥青质量0.01～0.10倍的顺丁烯二酸酐，于压力为0.1～0.5MPa的条件下，搅拌反应3～6h后，出料，得预处理沥青；
(2)将预处理石墨烯与水按质量比1:100～1:200混合于烧杯中，超声分散40～60min后，向烧杯中加入预处理石墨烯质量0.1～0.3倍的...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晋，
申请(专利权)人：施晋，
类型：发明
国别省市：江苏;32