端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青及其制备方法，用线性末端羟基化SBS(SBS‑OH)作为改性剂改性沥青，SBS‑OH带有一定的极性，提高与基质沥青的相容性，充分体现SBS的性能，使改性沥青低温延度提高，抗疲劳性提高，同时石墨烯强度高，可提高改性沥青高温性能。

【技术实现步骤摘要】
端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青及其制备方法
本专利技术涉及沥青领域，具体涉及一种端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青及其制备方法。
技术介绍
现代公路交通轴载重，流量大，胎压高，也因此对路面质量提出了更高要求，普通沥青已经很难适应日益苛刻的环境和技术要求。这是由于普通沥青存在不可克服的特性，比如低温发脆，温度敏感性大，高温流淌，不能适应高等公路的要求。于是，人们希望通过加入一些其他的物质来改善或提高沥青的某些方面的性能。聚合物改性沥青应用最为广泛，其中，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)由于其独特的结构，兼有橡胶和塑料两种性能，常温下具有橡胶的弹性，高温下能成为可塑性材料，既能提高沥青的抗低温开裂性能，又能改善沥青的高温稳定性，在改性沥青中得到迅速的推广。聚合物改性沥青性能要达到最佳，必须使聚合物能均匀分散溶解到基质沥青中，形成均相体系。但是SBS是一种高聚物，且是非极性聚合物，与极性的基质沥青的相容性差，导致改性沥青在高温储存、运输等过程中会发生相分离，结果使沥青性能变差，低温延度降低，易开裂，温度敏感性高，进而影响到沥青的质量和正常使用。因此，SBS改性沥青仍存在一定的局限性，需要提高SBS与沥青的相容性，提高改性沥青低温，这样才能解决改性沥青在低温开裂，发脆的现象，使其抗疲劳性能提高。石墨烯是以sp2杂化连接的碳原子层构成的二维材料，其厚度仅为一个碳原子层的厚度。这种“只有一层碳原子厚的碳薄片”被公认为目前世界上已知的最薄、最坚硬、最有韧性的新型材料。石墨烯具有超高的强度，碳原子间的强大作用力使其成为目前已知力学强度最高的材料。其具有优良的导电性能,是能隙为零的半导体，而且还具有良好的导热性，以及室温量子霍尔效应和室温铁磁性等特殊性质。研究者普遍预测石墨烯在电子、信息、能源、材料和生物医药等领域具有重大的应用前景，可望在21世纪掀起一场新的技术革命。石墨烯/聚合物复合材料作为石墨烯实际应用的重要领域之一，也备受研究者的关注。石墨烯作为纳米增强组分，少量添加可以使聚合物的电学性能、导热性能、力学性能、热性能以及气体阻隔性能得到大幅提高。石墨烯/聚合物复合材料在航空、电子以及包装材料等领域展示出良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于提供一种端羟基/石墨烯复合改性沥青，用线性末端羟基化SBS(SBS-OH)作为改性剂改性沥青，SBS-OH带有一定的极性，提高与基质沥青的相容性，充分体现SBS的性能，使改性沥青低温延度提高，抗疲劳性提高，同时石墨烯强度高，可提高改性沥青高温性能。本专利技术的目的之二是提供上述端羟基/石墨烯复合改性沥青的制备方法。本专利技术的第一方面在于提供一种端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青，由包括端羟基化SBS和石墨烯的原料制成。根据本专利技术的一些实施方式，由以下原料制成：基质沥青、线性末端羟基化SBS、石墨烯、相容剂和稳定剂。根据本专利技术的一些实施方式，由以下原料制成：由包括以下重量份的原料制成：基质沥青92-96份；线性末端羟基化SBS2-6份；石墨烯0.0001-0.5份；相容剂0-3份；稳定剂0.1-0.4份。根据本专利技术的一些实施方式，由包括以下重量份的原料制成：基质沥青93.5-95份；线性末端羟基化SBS3.5-5.0份；石墨烯0.1-0.4份；相容剂0.5-2.0份；稳定剂0.1-0.4份。根据本专利技术的一些实施方式，由包括以下重量份的原料制成：基质沥青93.6-94.2份；线性末端羟基化SBS4.1-4.4份；石墨烯0.2-0.4份；相容剂1-1.5份；稳定剂0.1-0.3份。根据本专利技术的一些优选的实施方式，由包括以下重量份的原料制成：基质沥青94.1-94.3份，SBS-OH4.2-4.4份；石墨烯0.25-0.35份，糠醛抽出油0.5-2份，BHS-2A0.1-0.3份；其中基质沥青为70#基质沥青；线性SBS-OH的平均分子量为10万。根据本专利技术的一些实施方式，所述线性末端羟基化SBS的制备方法包括以苯乙烯，丁二烯为单体原料，环己烷为溶剂、有机锂为引发剂、四呋氢喃为活化剂，采用三段加料方式合成。根据本专利技术的一些实施方式，所述线性末端羟基化SBS的平均分子量为9-11万，未充油，嵌段比S/B＝3/(6-8)。根据本专利技术的一些实施方式，所述石墨烯为还原后的氧化石墨烯。根据本专利技术的一些实施方式，所述相容剂为糠醛抽出油。根据本专利技术的一些实施方式，所述稳定剂为硫化物，优选为北京石油化工研究院的BHS-2A。本专利技术的第二方面在于提供一种采用根据第一方面所述的改性沥青的制备方法，包括以下步骤：S21，将熔融的基质沥青和相容剂、线性末端羟基化SBS混合，得到混合物A；S22，将得到的混合物A进行第一次剪切，加入石墨烯，得到混合物B；S23，将得到的混合物B进行第二次剪切，得到混合物C；S24，将得到的混合物C加入稳定剂，进行第三次剪切，得到混合物D；S25，将得到的混合物D进行搅拌发育，得到所述端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青。根据本专利技术的一些实施方式，第一次剪切的时间为20-30min。根据本专利技术的一些实施方式，所述第二次剪切的时间为20-25min。根据本专利技术的一些实施方式，所述第三次剪切的时间为8-12min。根据本专利技术的一些实施方式，所述剪切的剪切速率为2500-3000r/min，剪切温度为170-180℃。根据本专利技术的一些实施方式，所述搅拌预混的搅拌速率为150-250r/min，预混时间为0.5-2h，预混温度为180-190℃。根据本专利技术的一些实施方式，所述搅拌发育的搅拌速率为90～120r/min，发育温度为170-180℃。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所用的端羟基化SBS(SBS-OH)的端基带有-OH基团，具有极性，可以与沥青中的极性基团或物理吸附或化学共价键形成网络结构，从而在沥青中形成均匀、稳定的空间三维网状结构体系，使SBS-OH与沥青的相容性提高，改善改性沥青的低温性能。(2)本专利技术所用的石墨烯，其具有Π-Π共轭双键，在稳定的作用下，可以与SBS-OH发生交联，提高SBS-OH改性沥青的稳定性。(3)本专利技术制备的SBS-OH/石墨烯复合改性沥青的延度(5℃)大于32cm，达到45cm，TFOT后延度大于20cm，具有良好的低温性能和柔韧性，能够显著提高路面的抗低温开裂性能。(4)本专利技术提供的SBS-OH/石墨烯复合改性沥青符合国家标准，延度大、抗裂性高、软化点高，还具有良好的储存稳定性，可以明显地提高路面的低温开裂和抗疲劳能力，扩大应用范围，利于改性沥青的工业化生产。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进行详细说明，但本专利技术并不受下述实施例限定。以下实施例和对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青，由包括线性末端羟基化SBS和石墨烯的原料制成。/n

【技术特征摘要】
1.端羟基化SBS/石墨烯复合改性沥青，由包括线性末端羟基化SBS和石墨烯的原料制成。


2.根据权利要求1所述的改性沥青，其特征在于，由以下原料制成：基质沥青、线性末端羟基化SBS、石墨烯、相容剂和稳定剂。


3.根据权利要求1或2所述的改性沥青，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
基质沥青92-96份；
线性末端羟基化SBS2-6份；
石墨烯0.0001-0.5份；
相容剂0-3份；
稳定剂0.1-0.4份。


4.根据权利要求1-3任一所述的改性沥青，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
基质沥青93.5-95份；
线性末端羟基化SBS3.5-5.0份；
石墨烯0.1-0.4份；
相容剂0.5-2.0份；
稳定剂0.1-0.4份。


5.根据权利要求1-4任一所述的改性沥青，其特征在于，所述线性末端羟基化SBS的制备方法包括以苯乙烯，丁二烯为单体原料，环己烷为溶剂、有机锂为引发剂、四呋氢喃为活化剂，采用三段加料方式合成。


6.根据权利要求1-5任一所述的改性沥青，其特征在于，所述线性末端羟基化SBS的平均分子量为9-11万，未充油，嵌段比S/B＝3/(6-8)。


7.根据权利要求1-6任一所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静静，邵磊山，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11