本發(fā)明屬于道路建筑材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種新型復(fù)合改性瀝青及其制備方法。
背景技術(shù)：
：隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，大量的輪胎被廢棄，將廢棄輪胎加工成廢橡膠粉應(yīng)用到瀝青改性中，不僅對瀝青的高、低溫性能有較大改善，而且還能降低鋪路成本，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。在廢橡膠粉對瀝青改性的工藝中，目前存在一些關(guān)鍵的技術(shù)問題，比如廢橡膠粉和瀝青之間主要以物理共混形式存在，由于橡膠高分子與基質(zhì)瀝青相容性不足，改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性不足，嚴(yán)重影響了改性瀝青性能。如果提供大量的熱量來滿足廢橡膠粉與瀝青之間的交聯(lián)反應(yīng)，則需要較高的反應(yīng)溫度，在這種情況下又會(huì)導(dǎo)致瀝青老化以及廢橡膠粉的過度降解，造成改性瀝青性能的嚴(yán)重衰變。為了充分發(fā)揮廢橡膠粉對瀝青的改性作用，目前一些技術(shù)措施用來提高廢橡膠粉在瀝青中的穩(wěn)定性。比如，在改性瀝青工藝流程中使用有機(jī)溶劑提高廢橡膠粉在瀝青中的相容性，或者利用偶聯(lián)劑改善廢橡膠粉與瀝青的界面作用。但是這些助劑的使用，同時(shí)往往容易帶來一些負(fù)面效果，有機(jī)溶劑或偶聯(lián)劑的引入很容易起到塑化作用，削弱了橡膠粉對瀝青的改性效果，并且這些加入的助劑，本身不具備改性功能，不能與廢橡膠粉發(fā)揮協(xié)同改性作用。石墨烯是新興的功能材料，在石墨烯結(jié)構(gòu)中每個(gè)碳原子通過很強(qiáng)的σ鍵與其它3個(gè)碳原子相連接，這些碳-碳σ鍵致使石墨烯片層具有極其優(yōu)異的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)剛性，為了提高石墨烯的電子性能和化學(xué)活性，一些對石墨烯進(jìn)行摻雜修飾的產(chǎn)物也逐漸得到研究應(yīng)用。硫摻雜石墨烯就是摻雜硫原子存在于石墨烯晶格結(jié)構(gòu)中的一種材料，摻雜硫原子具有一定的化學(xué)性質(zhì)，因此硫摻雜石墨烯既保留了石墨烯的力學(xué)性能，又具有一定的化學(xué)活性，有望在諸多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種具有理想路用性能且儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好的新型復(fù)合改性瀝青，并且本發(fā)明提供了一種新型復(fù)合改性瀝青的制備方法，本發(fā)明利用硫摻雜石墨烯作為交聯(lián)劑和改性劑，一方面通過硫摻雜石墨烯分子結(jié)構(gòu)中的硫原子發(fā)揮交聯(lián)作用提高了改性瀝青各組分材料之間的交聯(lián)度，另一方面通過硫摻雜石墨烯的良好物理性能對瀝青進(jìn)行改性將石墨烯的結(jié)構(gòu)性能賦予到改性瀝青中，最終制得性能優(yōu)良的復(fù)合改性瀝青。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種新型復(fù)合改性瀝青，其特征在于由以下重量百分含量的原料制備而成：硫摻雜石墨烯1%～10%，促進(jìn)劑1%～5%，廢橡膠粉15%～30%，余量為基質(zhì)瀝青，其中促進(jìn)劑為2-硫醇基苯并噻唑、2-硫醇基苯并噻唑鋅鹽、二硫化二苯并噻唑、4,4'-二硫化二嗎啉、二苯胍、二硫化四甲基秋蘭姆或二巰基苯并噻吩中的一種或多種。進(jìn)一步優(yōu)選，所述廢橡膠粉的目數(shù)為40目、60目或80目。本發(fā)明所述的新型復(fù)合改性瀝青的制備方法，其特征在于具體步驟為：按照上述重量百分配比分別稱取原料，首先加熱熔融基質(zhì)瀝青，保持溫度為130～150℃，加入硫摻雜石墨烯并進(jìn)行機(jī)械攪拌2～6h，再升溫至160～180℃，然后在攪拌狀態(tài)下加入廢橡膠粉，隨后降溫至120～150℃保持1～4h，待其充分溶脹，繼續(xù)在高速剪切機(jī)上進(jìn)行剪切0.5～1h，剪切溫度為120～150℃，然后升溫至160～180℃，待溫度穩(wěn)定后，邊攪拌邊加入促進(jìn)劑，促進(jìn)劑加入完畢后，繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5～1h，最終制得新型復(fù)合改性瀝青。本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)及技術(shù)優(yōu)勢在于：1、本發(fā)明采用硫摻雜石墨烯作為交聯(lián)劑，石墨烯結(jié)構(gòu)中的摻雜硫原子可以引發(fā)硫摻雜石墨烯、廢舊橡膠粉和基質(zhì)瀝青之間的交聯(lián)反應(yīng)，使得復(fù)合改性瀝青產(chǎn)物中的多元材料組分交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，大大提升了改性瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；2、本發(fā)明通過交聯(lián)反應(yīng)，石墨烯結(jié)構(gòu)接枝到瀝青分子鏈上，賦予了改性瀝青良好的力學(xué)性能，實(shí)現(xiàn)了對瀝青性能的根本性化學(xué)改性；3、石墨烯結(jié)構(gòu)具有良好的強(qiáng)度性能，廢橡膠粉具有良好的粘彈性，本發(fā)明利用硫摻雜石墨烯與廢橡膠粉對基質(zhì)瀝青進(jìn)行復(fù)合改性，能夠起到微觀層面上“剛?cè)嵯酀?jì)”的協(xié)同改性效果；4、本發(fā)明提供的復(fù)合改性瀝青工藝操作簡便，并且不需要過高溫度，既節(jié)約能源，又有效避免了改性瀝青的性能衰變。具體實(shí)施方式以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1首先加熱790g熔融基質(zhì)瀝青，保持溫度為130℃，加入10g硫摻雜石墨烯并進(jìn)行機(jī)械攪拌2h，再升溫至160℃，然后在攪拌狀態(tài)下加入150g80目的廢橡膠粉，隨后降溫至120℃保持1h，使其充分溶脹，繼續(xù)在高速剪切機(jī)上進(jìn)行剪切0.5h，剪切溫度為120℃，接下來升溫至160℃，待溫度穩(wěn)定后，邊攪拌邊加入50g2-硫醇基苯并噻唑，2-硫醇基苯并噻唑加入完畢后，繼續(xù)保溫?cái)嚢?.5h，最終制得新型復(fù)合改性瀝青。復(fù)合改性瀝青的路用性能檢測方法參照《公路工程瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》JTGE20-2011進(jìn)行，測試結(jié)果見表1。實(shí)施例2首先加熱700g熔融基質(zhì)瀝青，保持溫度為140℃，加入50g硫摻雜石墨烯并進(jìn)行機(jī)械攪拌4h，再升溫至170℃，然后在攪拌狀態(tài)下加入220g60目的廢橡膠粉，隨后降溫至145℃保持3h，使其充分溶脹，繼續(xù)在高速剪切機(jī)上進(jìn)行剪切0.8h，剪切溫度為145℃，接下來升溫至170℃，待溫度穩(wěn)定后，邊攪拌邊加入45g4,4'-二硫化二嗎啉，4,4'-二硫化二嗎啉加入完畢后，繼續(xù)保溫?cái)嚢?.6h，最終制得新型復(fù)合改性瀝青。復(fù)合改性瀝青的路用性能檢測方法參照《公路工程瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》JTGE20-2011進(jìn)行，測試結(jié)果見表1。實(shí)施例3首先加熱590g熔融基質(zhì)瀝青，保持溫度為150℃，加入100g硫摻雜石墨烯并進(jìn)行機(jī)械攪拌6h，再升溫至180℃，然后在攪拌狀態(tài)下加入300g40目的廢橡膠粉，隨后降溫至150℃保持4h，使其充分溶脹，繼續(xù)在高速剪切機(jī)上進(jìn)行剪切1h，剪切溫度為150℃，接下來升溫至180℃，待溫度穩(wěn)定后，邊攪拌邊加入60g二苯胍，二苯胍加入完畢后，繼續(xù)保溫?cái)嚢?h，最終制得新型復(fù)合改性瀝青。復(fù)合改性瀝青的路用性能檢測方法參照《公路工程瀝青及瀝青混合料實(shí)驗(yàn)規(guī)程》JTGE20-2011進(jìn)行，測試結(jié)果見表1。表1復(fù)合改性瀝青性能測試結(jié)果指標(biāo)軟化點(diǎn)（℃）5℃延度（cm）彈性恢復(fù)（%）實(shí)施例1623682實(shí)施例2754887實(shí)施例3815592以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3