一种新型沥青抗老化材料

技术领域

本发明涉及沥青道路技术领域，尤其涉及一种新型沥青抗老化材料。

背景技术

随着我国经济的不断发展，公路建设事业也迅猛增长。但随之而来的也产生许多问题，其中沥青材料老化是影响沥青路面服务质量和使用年限的重要原因之一。沥青老化是由于沥青发生一系列物理和化学变化反应，其本身的性质发生了较大的改变。

老化后，沥青的指标出现劣化，其粘度增大、软化点升高、针入度、延度降低。老化后沥青的粘附性、柔性随之劣化，技术性能及服役水平下降，无法满足路面的正常的服务水平。因此关于沥青抗老化的研究越来越收到研究者的认识。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种新型沥青抗老化材料。

本发明提出的一种新型沥青抗老化材料，包括氟化石墨沥青改性剂，其特征在于，所述氟化石墨沥青改性剂主要由氟化石墨组成，具体工艺步骤如下：

S1、粉碎——首先将整块的氟化石墨放在固体样品粉碎机中，打开粉碎机，进行研磨；

S2、离心——将研磨好的氟化石墨粉末放进高速旋转的离心设备中，进行离心，并在离心过程中加入浓硫酸；

S3、静置——将其取出放在烧杯中静置；

S4、搅拌——将静置后的氟化石墨放入400℃的高压搅拌炉内，进行一次搅拌；

S5、冷却——将高温高压后的氟化石墨冷却到170℃左右，继而将之前预热好的沥青与氟化石墨进行二次搅拌。

优选地，所述粉碎机转速调到最大，研磨时间为0.5小时，直至将所有的氟化石墨都研磨到100目左右。

优选地，所述旋转离心时间为10分钟，离心结束后将温热的浓硫酸滴入10滴左右，再充分离心10分钟。

优选地，所述一次搅拌时间为1小时。

优选地，所述二次搅拌时间为30分钟。

本发明中，从针入度方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的针入度相比上升了1.2%、3.6%、3.6%，刚开始随着氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的针入度稍微有所升高，但到了4%以后，随着氟化石墨掺量的增多、沥青的针入度没有明显的变化，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青的短期老化的残留针入度比比基质沥青的短期老化的残留针入度比上升了5.5%、7.8%、12.8%，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青长期老化的残留针入度比比基质沥青的长期老化的残留针入度比上升了3.2%、5.2%、8.4%，从短期老化和长期老化的残留针入度比的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能增强；

从延度方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的延度相比上升了36%、66.5%、77.6%，得出氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的延度越高，但掺入到8%左右后延度增加不明显，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青短期老化的残留延度比基质沥青短期老化的残留延度多5.1、7.6、13，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青长期老化的残留延度比基质沥青长期老化的残留延度多1.6、2.1、2.3，短期老化和长期老化的残留延度的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能增强；

从软化点方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的软化点相比上升了3.2%、5.03%、7.4%，得出氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的软化点越高，掺入2%、4%、8%的氟化石墨改性沥青的短期老化的软化点升高率比基质沥青的短期老化的软化点升高率少了4.4%、5.7%、6.5%，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青的长期老化的软化点升高率比基质沥青的长期老化的软化点升高率少6.2%、8%、9.4%，短期老化和长期老化的软化点升高率的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能明显的增强。

附图说明

图1为本发明3种沥青不同老化阶段的针入度对比示意图；

图2为本发明3种沥青不同老化阶段的延度对比示意图；

图3为本发明3种沥青不同老化阶段的软化点对比示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图1-3，一种新型沥青抗老化材料，包括氟化石墨沥青改性剂，氟化石墨沥青改性剂主要由氟化石墨组成，具体工艺步骤如下：

S1、粉碎——首先将整块的氟化石墨放在固体样品粉碎机中，打开粉碎机，进行研磨，将转速调到最大，研磨0.5小时，将所有的氟化石墨都研磨到100目左右，研磨后的氟化石墨已经达到了物理最大细度，比表面积有所增大，但其分子活性并不高；

S2、离心——将研磨好的氟化石墨粉末放进高速旋转的离心设备中，在旋转10分钟充分离心后，将温热的浓硫酸滴落10滴左右再充分旋转10分钟；

S3、静置——将其取出放在烧杯中静置，在滴入浓硫酸后，从微观层面上看，氟化石墨的表面官能团会出现部分的断开，其表面会出现更多的空隙，有利于沥青中更多的饱和芬和芳香芬的进入，使得氟化石墨和沥青更加完美的结合，从而实现对沥青的力学改性；

S4、搅拌——将静置后的氟化石墨放入400℃的高压搅拌炉内，进行一次搅拌，进行搅拌1小时，将氟化石墨粉末完全活性化，完全活性化的氟化石墨具有良好的热稳定性和化学稳定性，几乎在所有的气氛中都能保持良好的润滑特性；

S5、冷却——将高温高压后的氟化石墨冷却到170℃左右，继而将之前预热好的沥青与氟化石墨进行二次搅拌，将之前预热好的沥青与之搅拌，本身氟化石墨具有亲油性，加上经过物理，化学的处理其活性已到达最大，这时氟化石墨会大大吸附沥青，而170℃也降低了活性状态下的氟化石墨的润滑性，有利于沥青与氟化石墨形成整体，将沥青与氟化石墨搅拌30分钟左右，形成氟化石墨抗老化沥青，改良的氟化石墨能够吸收更多的沥青的轻组分防止其挥发，并与沥青之间能够完美的结合到一起，形成稳定的结构，能够显著提高沥青路面的抗老化能力，与稳定性，延长其使用寿命。

进一步的，粉碎机转速调到最大，研磨时间为0.5小时，直至将所有的氟化石墨都研磨到100目左右。

进一步的，旋转离心时间为10分钟，离心结束后将温热的浓硫酸滴入10滴左右，再充分离心10分钟。

进一步的，一次搅拌时间为1小时。

进一步的，二次搅拌时间为30分钟。

工作原理：首先将整块的氟化石墨放在固体样品粉碎机中，打开粉碎机，将转速调到最大，研磨0.5小时，将所有的氟化石墨都研磨到100目左右，研磨后的氟化石墨已经达到了物理最大细度，比表面积有所增大，但其分子活性并不高，下面将研磨好的氟化石墨粉末放进高速旋转的离心设备中，在旋转10分钟充分离心后，将温热的浓硫酸滴落10滴左右再充分旋转10分钟后，将其取出放在烧杯静置，在滴入浓硫酸后，从微观层面上看，氟化石墨的表面官能团会出现部分的断开，其表面会出现更多的空隙，有利于沥青中更多的饱和芬和芳香芬的进入，使得氟化石墨和沥青更加完美的结合，从而实现对沥青的力学改性，之后将静置后的氟化石墨放入400℃，高压的搅拌炉，进行搅拌1小时，将氟化石墨粉末完全活性化，完全活性化的氟化石墨具有良好的热稳定性和化学稳定性，几乎在所有的气氛中都能保持良好的润滑特性，之后将高温高压后的氟化石墨冷却到170℃左右，将之前预热好的沥青与之搅拌，本身氟化石墨具有亲油性，加上经过物理，化学的处理其活性已到达最大，这时氟化石墨会大大吸附沥青，而170℃也降低了活性状态下的氟化石墨的润滑性，有利于沥青与氟化石墨形成整体，将沥青与氟化石墨搅拌30分钟左右，形成氟化石墨抗老化沥青，改良的氟化石墨能够吸收更多的沥青的轻组分防止其挥发，并与沥青之间能够完美的结合到一起，形成稳定的结构，能够显著提高沥青路面的抗老化能力，与稳定性，延长其使用寿命。

实施例2

参照图1-3，一种新型沥青抗老化材料，在沥青中分别掺入2%、4%、8%的氟化石墨，从针入度方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的针入度相比上升了1.2%、3.6%、3.6%，刚开始随着氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的针入度稍微有所升高，但到了4%以后，随着氟化石墨掺量的增多、沥青的针入度没有明显的变化，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青的短期老化的残留针入度比比基质沥青的短期老化的残留针入度比上升了5.5%、7.8%、12.8%，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青长期老化的残留针入度比比基质沥青的长期老化的残留针入度比上升了3.2%、5.2%、8.4%，从短期老化和长期老化的残留针入度比的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能增强。

从延度方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的延度相比上升了36%、66.5%、77.6%，得出氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的延度越高，但掺入到8%左右后延度增加不明显，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青短期老化的残留延度比基质沥青短期老化的残留延度多5.1、7.6、13，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青长期老化的残留延度比基质沥青长期老化的残留延度多1.6、2.1、2.3，短期老化和长期老化的残留延度的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能增强。

从软化点方面，从不同掺量的氟化石墨来看，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青与基质沥青的软化点相比上升了3.2%、5.03%、7.4%，得出氟化石墨的掺量越多，其抗老化沥青的软化点越高，掺入2%、4%、8%的氟化石墨改性沥青的短期老化的软化点升高率比基质沥青的短期老化的软化点升高率少了4.4%、5.7%、6.5%，掺入2%、4%、8%的氟化石墨抗老化沥青的长期老化的软化点升高率比基质沥青的长期老化的软化点升高率少6.2%、8%、9.4%，短期老化和长期老化的软化点升高率的数值来看，在掺入氟化石墨后沥青的抗老化性能明显的增强。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。