[发明专利]一种沥青薄膜的制备方法

说明书

本发明提供一种沥青薄膜的制备方法，包括：A)将沥青加入至重水表面，加热，得到沥青薄膜。与现有技术相比，本发明将沥青放置在重水表面，并使其在加热条件下自然扩散，从而可得到均匀、没有基底的沥青薄膜。

技术领域

本发明属于材料检测技术领域，尤其涉及一种沥青薄膜的制备方法。

背景技术

沥青是一种广泛应用于各种工程应用中的材料，特别是在道路、机场跑道和屋顶的建造中。除了纯沥青外，不同的改性剂如SBS聚合物、纳米颗粒等经常被掺入沥青中，以改善其工程性质；有时为了提高质量与节省成本，可将不同来源的沥青混合在一起。纯沥青与改性沥青的工程性质引起了材料生产商、承包商以及项目业主的很大兴趣。

改性或未改性沥青的工程性质均受其微观层面的基本物理化学性质所控制。目前从微观层面上可采用以下几种方法研究沥青的理化性质：1)傅里叶转换红外线光谱分析(FTIR)；2)凝胶渗透色谱(GPC)；3)原子力显微法(AFM)；4)透射电子显微分析(TEM)。其中方法1)、3)与4)均涉及使用沥青薄膜来检测其微观性质。

第一种方法可用来揭示沥青中的化学键，其主要采用以下两种模式，在使用FTIR的衰减全反射(ATR)模式时，不要求使用薄膜；而在使用FTIR的透射(Transmission mode)模式时，需要使用沥青薄膜，使光穿过不透明的试样。其中，沥青薄膜是通过将沥青溶液沉积在特殊基底上加热蒸发溶剂而产生薄膜。但是，特殊基底和薄膜的制作耗时耗力。此外，红外光谱只能揭示沥青中的化学键，无法观察到其微观结构，而根据胶体理论，微观结构的形态和分散性是影响沥青性能的关键因素。

第二种方法可显示沥青溶液的分子量分布，但同样无法观察到其微观结构。

第三种方法可显示沥青的表面形貌与微力学性能。用于AFM检测的薄膜主要通过以下两种方法制备：溶剂浇铸法；在加热的盘子中铺展(涂抹)或滴落。但AFM拍摄的图像仅限于沥青试样的表面，且用于AFM的薄膜需由诸如载玻片的衬底支撑。

第四种方法可潜在地揭示整个沥青试样的微观结构，但其中一个非常重要的步骤是制备超薄沥青薄膜，使得电子可以穿过样品，且薄膜样品不应该被任何衬底支撑，此外，薄膜还必须是均匀的，以便能够定量地分析沥青薄膜不同区域的微观结构。目前还没有技术可以制备适合TEM检测的超薄沥青薄膜。用于FTIR与AFM分析的薄膜由于沉积在衬底上不能用于TEM检测，而溶剂浇铸法则可能影响原始沥青的微观结构。沥青样品原始状态的微观结构引起了人们极大的兴趣。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室研发了一种可用于制造大面积超薄无沉积基底的聚合物薄膜的方法(Stadermann,M.,Baxamusa,S.H.,Aracne-Ruddle,C.,Chea,M.,Li,S.,Youngblood,K.,Suratwala,T.Fabrication of Large-area Freestanding UltrathinPolymer Films.J.Vis.Exp.(100),e52832,doi:10.3791/52832(2015).)。该方法用聚电解质修饰表面，以改变聚合物与沉积基底之间的粘合程度，但目前还不清楚该方法是否同样适用于沥青薄膜，且工艺也很复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种超薄、均匀且无基底的沥青薄膜的制备方法。

本发明提供了一种沥青薄膜的制备方法，包括：

A)将沥青加入至重水表面，加热，得到沥青薄膜。

优选的，所述沥青的密度小于1.1g/cm³。

优选的，所述沥青的软化点小于等于80℃。

优选的，所述沥青的质量为0.0001～0.005g；所述重水置于容器中，所述容器的内径为10～100mm。

优选的，沥青薄膜的厚度小于等于1μm。