[发明专利]用于沥青改性的石墨烯材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述石墨烯材料包括进行了部分氧化的石墨烯粉体和表面嫁接修饰剂，其中所述进行了部分氧化的石墨烯粉体通过其上的含氧官能团与表面嫁接修饰剂中的亲无机物基团进行连接；其中，所述石墨烯粉体为石墨烯粉体为比表面积≥300m²/g的立体构造石墨烯；所述进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为3％-10％；

其中，所述表面嫁接修饰剂选自钛酸酯基类修饰剂、硅烷基类修饰剂、铝酸酯基类修饰剂、以及锆酸酯基类修饰剂中的至少一种；

其中，石墨烯粉体进行部分氧化的方法为在300℃-500℃进行高温氧化。

2.权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石墨烯粉体在300℃-500℃高温条件下进行部分氧化，得到进行了部分氧化的石墨烯粉体，所述进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为3％-10％；

(2)分别称取分散介质、表面嫁接修饰剂以及上述进行了部分氧化的石墨烯粉体；所述分散介质选自乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、甲苯、丙酮、正丁烷、乙烷、以及石油醚中的至少一种；

(3)按步骤(2)所称取的各组分的量，将分散介质与表面嫁接修饰剂搅拌混合均匀后在其中加入进行了部分氧化的石墨烯粉体，进行均质分散，去除分散介质后，得到权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料。

3.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料或权利要求2所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，进行了部分氧化的石墨烯粉体中含氧量为4％-8％。

4.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述高温氧化是于320-400℃进行高温氧化。

5.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述高温氧化是于管式炉中氧化1-3小时或者微波炉中氧化5-15分钟。

6.如权利要求2所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，所述乙醇为无水乙醇。

7.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述钛酸酯基类修饰剂包括单烷氧基硬脂酰基钛酸酯、单烷氧基焦磷酸酯钛酸酯、单烷氧基磷酸酯钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、单烷氧基磺酸酯钛酸酯、单烷氧基烷醇胺钛酸酯、以及三异硬脂酰基钛酸异丙酯。

8.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述硅烷基类修饰剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三乙氧基硅烷、γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二乙氧基硅烷、双-(γ-三乙氧基硅丙基)–四硫化物、辛基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、以及3-氰硫基丙基三乙氧基硅烷。

9.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述铝酸酯基类修饰剂包括二硬脂酰氧异丙氧基铝酸酯。

10.如权利要求1所述的用于沥青改性的石墨烯材料，其特征在于，所述锆酸酯基类修饰剂包括四正丙基锆酸酯。

11.如权利要求2所述的用于沥青改性的石墨烯材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，称取进行了部分氧化的石墨烯粉体1-14重量份、表面嫁接修饰剂0.01-5重量份、以及分散介质85-99重量份。