[发明专利]一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法，由下列步骤制备而成：1)采用浓硝酸酸对石油沥青进行化学氧化得到沥青基石墨烯量子点；2)将沥青基石墨烯量子点、长链脂肪胺加入到反应器中，加入一定量的携水剂，搅拌升温回流，在回流温度下发生酰胺化反应，得到中间体；3)将步骤2)所得反应物中携水剂蒸出，在真空条件下升温进行咪唑啉环化反应，制得咪唑啉中间体；4)将一定量的季胺化试剂配制一定质量分数的乙醇溶液，缓慢滴加入咪唑啉中间体中，搅拌条件下一定温度反应，反应结束后，减压蒸出乙醇和未反应的季胺化试剂，得到沥青基石墨烯类沥青温拌剂。本发明具有良好的相容性和储存稳定性，高温抗车辙性能明显提高。

技术领域

本发明涉及纳米表面活性剂领域，特别涉及一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法。

背景技术

公路行业是我国大运输体系中重要的组成部分，是国家经济发展的基础，是每年国家基础设施建设项目里最为关注的一部分，关乎国民经济与社会发展。近年来，我国公路行业以高速公路建设为重点迅速发展。与此同时，我国的公路网基本建成，公路行业的重点也由建设转为养护，未来我国公路行业将长期处于“建养并重”阶段。而在公路建设与养护中，由于沥青路面具有表面平整、行车舒适、噪音低及施工期短等优点，因此被广泛应用。

传统沥青混合料热拌技术会消耗大量化石能源，释放大量有害气体。为了解决这一问题，道路工作者经过不懈努力，在1995年由欧洲学者Shell和Kolo-veidekke研发出温拌沥青混合料技术，并在世界范围内得到推广与应用。温拌技术可在降低沥青混合料施工温度和有害气体排放的同时，保证沥青混合料具有与热拌沥青混合料基本相同的路用性能和施工和易性，在道路新建与养护过程中均可使用。温拌技术关键在于温拌剂，按作用机理可将温拌剂大致分为三类：表面活性剂型、有机降黏剂型和发泡技术型。其中，表面活性剂型温拌剂因其性能优良、施工便捷，并具有显著改善沥青老化、加速施工进程等优势，因此应用最为广泛。但该类温拌剂价格昂贵，种类相对较少，目前主要依赖进口，普适性也较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法，通过化学接枝方法，提供一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法，该温拌剂在不损害沥青混合料性能的前提下，降低施工温度达30-60℃，节省能源消耗量30-35％，减少有害气体的排放量50％以上，具有低成本、可低温施工等突出优势。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种沥青基石墨烯类沥青温拌剂及其制备方法，由下列步骤制备而成：

1)采用浓硝酸酸对石油沥青进行化学氧化得到沥青基石墨烯量子点；

2)将沥青基石墨烯量子点、长链脂肪胺加入到反应器中，加入一定量的携水剂，搅拌升温回流，在回流温度下发生酰胺化反应，得到中间体；

3)将步骤2)所得反应物中携水剂蒸出，在真空条件下升温进行咪唑啉环化反应，制得咪唑啉中间体；

4)将一定量的季胺化试剂配制一定质量分数的乙醇溶液，缓慢滴加入咪唑啉中间体中，搅拌条件下一定温度反应，反应结束后，减压蒸出乙醇和未反应的季胺化试剂，得到沥青基石墨烯类沥青温拌剂。

对本发明进一步的描述，所述步骤1)中石油沥青为重交道路沥青、普通石油沥青、硬质石油沥青、生产石油沥青的原料或以石油沥青为原料生产的材料。

对本发明进一步的描述，所述步骤2)中长链脂肪胺选自六胺、八胺、十胺、十二胺、十八胺等链长为6-20长度的长链脂肪胺，且至少采用其中的一种，所述携水剂为二甲苯，所述步骤4)中的季胺化试剂为丙烯酸甲酯。