一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用技术

本申请公开了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用，包括将二元伯胺、环氧化合物、ε

【技术实现步骤摘要】
一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用


[0001]本申请涉及改性沥青
，尤其涉及一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]在路用沥青领域，向沥青中添加石墨烯能够提升沥青的软化点、针入度、抗车辙能力以及抗老化等性能，也能够有效抑制沥青烟的释放，以利于环境保护；但石墨烯的高比表面积使得石墨烯在高粘的沥青体系中分散困难，且石墨烯的刚性结构引入会引起沥青的延度性能下降。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术中存在的问题，本申请提供了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料、制备方法及应用，易于在沥青中分散均匀，应用于沥青体系时也能够有效提升沥青体系的低温性能。所述技术方案如下：
[0004]本申请提供了一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料的制备方法，包括：
[0005]将二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯；
[0006]将氧化石墨烯和所述星形聚氨酯进行反应，得到星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料。
[0007]进一步地，所述二元伯胺、所述环氧化合物、所述ε
‑
己内酯和所述二异氰酸酯的质量比为(1～2)：(5～10)：(2～6)：(12～25)。
[0008]进一步地，所述将二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯包括：
[0009]将所述二元伯胺、所述环氧化合物和所述ε
‑
己内酯进行反应，得到星形羟基树脂；
[0010]将预设量的所述二异氰酸酯和所述星形羟基树脂进行催化反应，得到所述星形聚氨酯。
[0011]进一步地，所述将二元伯胺、环氧化合物和ε
‑
己内酯进行反应，得到星形羟基树脂包括：
[0012]将所述二元伯胺和所述环氧化合物进行开环反应，得到开环中间体；
[0013]将所述ε
‑
己内酯和所述开环中间体进行开环酯化反应，得到所述星形羟基树脂。
[0014]进一步地，所述环氧化合物包括叔碳酸缩水甘油酯、苄基缩水甘油醚与C12烷基缩水甘油醚中的任一种。
[0015]进一步地，所述二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯与异氟尔酮二异氰酸酯中的任一种。
[0016]进一步地，所述星形聚氨酯与所述氧化石墨烯的质量比为(5～40)：1。
[0017]进一步地，所述氧化石墨烯的中位粒径小于5μm。
[0018]本申请还提供一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料，所述星形聚氨酯与氧化石
墨烯复合材料由以上任一项所述的制备方法得到。
[0019]本申请还提供一种如上所述的星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料在改性沥青中的应用，所述星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料和所述沥青的质量比为(0.01～0.6)：1。
[0020]实施本申请，具有如下有益效果：
[0021]1、本申请通过星形聚氨酯对氧化石墨烯进行改性，使得星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料易于在沥青中分散均匀，减少分散时间；并且，星形聚氨酯的星形聚合物结构使得聚氨酯分子不易缠结，应用于沥青体系时能够发生溶胀与沥青分子形成贯穿网络结构，聚氨酯分子的软段结构能够有效提升沥青体系的低温性能。
[0022]2、本申请的星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料能够更加高效快速地均匀分散于沥青体系中，一方面，氧化石墨烯片层能够阻隔UV与氧分子进入沥青，以增强沥青的抗老化性能；另一方面，氧化石墨烯能够改善沥青的表面自由能和内部愈合性能，以提升沥青结合料的粘结力以及沥青
‑
骨料的附着力，减缓老化对沥青
‑
骨料界面粘结力降低的影响；此外，氧化石墨烯片层高温下使沥青分子链段活动性受阻，能够提升沥青的高温性能、流动性能与抗老化性能。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所使用的附图作简单的介绍，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
[0024]图1为本申请的一种可能的实施方式中星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料的制备方法的流程图；
[0025]图2为本申请提供的星形聚氨酯分子的单元结构示意图；
[0026]图3为本申请提供的星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料溶胀于沥青中形成的贯穿网格结构的局部示意图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了下述图示或下述描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0029]实施例1
[0030]本申请提供一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料的制备方法，如说明书附图1所示，该制备方法包括：
[0031]S1，将二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯；
[0032]S2，将氧化石墨烯和所述星形聚氨酯进行反应，得到星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料。
[0033]其中，可选地，二元伯胺包括4,4'
‑
二胺基环己基甲烷(PACM)和1,6
‑
己二胺(HDA)中的任一种。
[0034]可选地，环氧化合物包括叔碳酸缩水甘油酯(E10P)、苄基缩水甘油醚(BGE)、C12烷基缩水甘油醚(C12GE)中的任一种。
[0035]可选地，二异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)中的任一种。
[0036]具体地，在一个可选实施例中，二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯的质量比为(1～2)：(5～10)：(2～6)：(12～25)，在该质量比范围内，能够稳定地生成星形聚氨酯，有利于提升反应速率和产率，提升反应稳定性；进一步地，在另一个可选实施例中，二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯的质量比为(1～2)：(6～8)：(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括：将二元伯胺、环氧化合物、ε
‑
己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯；将氧化石墨烯和所述星形聚氨酯进行反应，得到星形聚氨酯与氧化石墨烯复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二元伯胺、所述环氧化合物、所述ε
‑
己内酯和所述二异氰酸酯的质量比为(1～2)：(5～10)：(2～6)：(12～25)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将二元伯胺、环氧化合物、ε
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己内酯和二异氰酸酯进行反应，得到星形聚氨酯包括：将所述二元伯胺、所述环氧化合物和所述ε
‑
己内酯进行反应，得到星形羟基树脂；将预设量的所述二异氰酸酯和所述星形羟基树脂进行催化反应，得到所述星形聚氨酯。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述将二元伯胺、环氧化合物和ε
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己内酯进行反应，得到星形羟基树脂包括：将所述二元伯胺和...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶俊楠，黄卫明，林建斌，刘明，洪江彬，
申请(专利权)人：厦门凯纳石墨烯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：