[发明专利]一种用于道路沥青改性的石墨烯微片母料及制备方法

摘要

本发明涉及石墨烯材料领域，具体涉及一种用于道路改性沥青的石墨烯微片母料。该石墨烯微片母料是以膨胀石墨粉为主要原料，通过将膨胀石墨在沥青乳液中剥离、凝胶化形成石墨烯微片连接的网状结构，进一步与塑化剂造粒得到石墨烯微片母料；该石墨烯微片母料在路面沥青中具有良好的分散性以及与路面沥青缠绕连接性，赋予路面沥青高弹性、高强度、耐高温车辙、耐低温开裂；即使在路面沥青减薄30%时，仍然达到路面强度要求。本发明进一步提供采用双阶螺杆机连续制备石墨烯微片母料的制备方法。

主权项

1.一种用于道路改性沥青的石墨烯微片母料，其特征在于:以膨胀石墨粉为主要原料，通过将膨胀石墨在沥青乳液中剥离、凝胶化形成石墨烯微片连接的网状结构，进一步与塑化剂造粒得到的石墨烯微片母料，由如下原料按重量份制备而成：膨胀石墨粉50‑60份；沥青乳液40‑50份；塑化剂10‑25份；分散剂2‑4份；稳定剂0.3‑0.5份；所述的沥青乳液是由异丙醇、沥青、咪唑啉以质量比10:3‑5:0.5‑1研磨分散而得；其中所述沥青为煤沥青、石油沥青、天然沥青、渣油沥青、植物沥青、合成沥青、中间相沥青中的至少一种；所述的塑化剂选用古马隆‑茚树脂、氯化石蜡、松香、石蜡中的至少一种；所述的分散剂选用马来酸酐、甲基丙烯酸环氧丙酯、单硬脂酸甘油酯、马来酸二酯、马来酸二丁酯、衣康酸、十八烯酸中的至少一种；所述的稳定剂选用碳化二亚胺、二叔丁基苯酚、对苯二胺、二氢喹啉中的至少一种；所述石墨烯微片母料，由如下方法制备而得：（1）将50‑60重量份的膨胀石墨粉、40‑50重量份的沥青乳液混合均匀，送入双阶螺杆机的第一阶，设置螺杆温度60‑80℃，螺杆机第一阶由进料端向出料端依次设置剪切段、凝胶段、脱挥段；在剪切段沥青乳液在螺杆剪切作用下将膨胀石墨粉剥离成石墨烯微片；在凝胶段通过引入酸碱调节剂控制pH值在4‑5使沥青乳液凝胶化，形成由石墨烯微片连接的网状结构；在脱挥段通过设置的真空口将挥发份排出收集；（2）将步骤（1）得到的物料连续送入双阶螺杆机的第二阶，设置螺杆温度100‑120℃，螺杆机第二阶由进料端向出料端依次设置研磨段、塑化段段、挤压造粒段；通过研磨段加入2‑4重量份的分散剂研磨分散形成分散体，在塑化段加入10‑25重量份的塑化剂和0.3‑0.5重量份的稳定剂，通过塑化将塑化剂熔融包覆于分散体的表面，在挤压造粒段通过螺杆机输送压力挤压造粒、液氮急冷形成石墨烯微片母料。