应用于路面的石墨烯复合粘合材料、石墨烯复合路面及其制备方法_2

文档序号:9212048阅读:来源:国知局
稀释剂3 %?6 %、滑石粉15 %?20 %、石英粉32 %?40 %、以及颜料3 %?5 %。优选的,环氧树脂为35 %?40 %、石墨烯为0.1 %?0.2 %、环氧活性稀释剂为4%?6%,在此优选条件下整个环氧体系固化后,综合性能更优,避免出现一些不必要的缺陷。
[0023]所述B组分包括下述质量百分比的原料:改性胺类固化剂50%?54%、滑石粉12%?18%、以及石英粉28%?35%。所述B组分可对所述A组分进行固化,经过一定固化时间,即可获得粘合层。
[0024]该A组分与B组分的质量比为1:1?2:1,优选为1: 1,此时B组分固化剂选聚氨酯改性脂肪胺EH P104,A组分活性稀释剂选环状缩水甘油醚H-10P,固化后的粘结层综合性能更佳,A组分和B组分体积接近更容易混合均匀,施工应用更方便。
[0025]所述环氧活性稀释剂为带有环状基团的环氧化合物。该环状基团可与所述改性胺类固化剂发生开环反应,并参与环氧树脂的固化反应,而融入并成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分。所述环氧活性稀释剂优选为环状缩水甘油酯。另外,所述环氧活性稀释剂也可为长碳链缩水甘油醚。所述改性胺类固化剂为聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂环胺。
[0026]所述石墨烯为宁波墨西科技有限公司石墨烯原粉。所述石墨烯的作用为复合改性环氧体系,从而改善环氧体系的性能。该环氧体系是指由所述环氧树脂、环氧活性稀释剂、改性胺类固化剂以及颜填料等共同形成的固化物。
[0027]所述环氧树脂为YD-128液体环氧树脂、DER331液体环氧树脂或EPON828液体环氧树脂中的至少一种。所述颜料为氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁绿或氧化铁蓝中的一种。所述石墨烯复合陶瓷颗粒骨料为宁波墨西科技有限公司石墨烯原粉复合改性过的陶瓷颗粒材料。所述滑石粉为400?800目粒径滑石粉,所述石英粉为400?800目粒径石英粉。
[0028]本发明还提供一种应用于路面的石墨烯复合粘合材料,其由A组分和B组分均匀混合而成。A组分与B组分的质量比为1:1?2:1。其中,所述A组分为由下述质量百分比的原料制备而成:环氧树脂30%?45%、石墨烯0.1%?0.3 %、环氧活性稀释剂3%?6 %、滑石粉15 %?20 %、石英粉32 %?40 %、以及颜料3 %?5 %。所述B组分包括下述质量百分比的原料:改性胺类固化剂50 %?54 %、滑石粉12 %?18 %、以及石英粉28 %?35%。
[0029]本发明所述石墨烯复合路面以及应用于路面的石墨烯复合粘合材料具有以下优占.V.
[0030]第一,采用石墨烯复合改性环氧体系,由于石墨烯具有强度高、柔韧性好以及导热性能优异的特性,因而提高了复合路面的机械强度、柔韧性和耐温性能,从而使路面的固砂性能和粘结强度得到提高,温度稳定性更好,耐久性更佳;
[0031]第二,当环氧活性稀释剂采用环状缩水甘油酯时,环状缩水甘油酯中的环状基团可与胺类固化剂发生开环反应并融入到所述环氧树脂的环氧网状结构中,进而改善环氧体系的柔韧性能;
[0032]第三,当所述改性胺类固化剂采用聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂环胺时,由于聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂环胺具有较好的柔性和耐候性,因而可使固化后的路面具有良好的耐候性、较强的柔韧性、优异的抗开裂、耐光老化和良好的固砂性能,从而大大提高了路面的使用寿命;
[0033]第四,采用石墨烯复合改性陶瓷颗粒作为防滑骨料,提高了防滑骨料的硬度和耐磨损性能,从而使路面长期保持高的抗滑值,有效增强了路面的防滑效果,并保证路面提供长期的交通行车安全、长时间不褪色、维持美观状态、以及使用寿命长的效果。
[0034]本发明还提供一种石墨烯复合路面的制备方法,其包括以下步骤:
[0035](I)制备A组分:将石墨烯加入环氧活性稀释剂中并分散均匀得到石墨烯预分散液,然后向所述石墨烯预分散液中加入环氧树脂并分散均匀得到石墨烯复合环氧混合物,再向所述石墨烯复合环氧混合物加入滑石粉、石英粉和颜料,分散均匀即可,其中,A组分中各原料的质量百分比为:环氧树脂30%?45%、石墨烯0.1%?0.3%、环氧活性稀释剂3%?6%、滑石粉15%?20%、石英粉32%?40%、以及颜料3%?5% ;
[0036](2)制备B组分:将改性胺类固化剂加入到分散机容器中,启动分散机,低速下,缓慢加入滑石粉、石英粉,高速分散均匀即可,其中,B组分中各原料的质量百分比为:改性胺类固化剂50%?54%、滑石粉12%?18%、以及石英粉28%?35% ;以及
[0037](3)将A组分和B组分均匀混合后铺设于路面得到粘合层,然后在粘合层的表面铺撒石墨烯复合陶瓷颗粒骨料,固化后即可,其中,所述石墨烯复合陶瓷颗粒骨料分布于粘合层中以及表面,A组分与B组分的质量比为1:1?2:1。
[0038]步骤(I)具体为:将定量的石墨烯原粉加入到少量的环氧活性稀释剂中,在胶体磨中高速分散均匀,并用余下环氧活性稀释剂清洗胶体磨,合并石墨烯预分散溶液和清洗溶液转移到分散机容器中,然后加入液体环氧树脂,启动分散机,分散均匀后,低速搅拌下,再缓慢加入滑石粉、石英粉和颜料,高速分散30mim以上,分散均匀后即可得到A组分。
[0039]步骤⑵具体为:将改性胺类固化剂加入到分散机容器中,启动分散机,低速下,再缓慢加入滑石粉以及石英粉,并高速分散均匀,即可得到B组分。
[0040]步骤(3)具体为:将A组分与B组分按照一定比例混合搅拌均匀后涂布在清洁的路基面上形成粘合层,然后将粒径为Imm?3_的石墨烯复合陶瓷颗粒均匀抛撒满铺设在粘合层上,固化后形成永久、有弹性和美观的彩色石墨烯复合路面。
[0041 ] 当A组分与B组分混和在一起时,所述环氧活性稀释剂中的环状基团可与所述改性胺类固化剂发生开环反应,并参与环氧树脂的固化反应,而融入并成为环氧树脂固化物的交联网络结构的一部分。在这一过程中,所述石墨烯先与所述环氧活性稀释剂复合,之后再均匀分散于所述环氧树脂中而实现与所述环氧树脂体系复合。步骤(3)在常温下进行,无需额外的温度条件。
[0042]相较于现有技术,本发明所述石墨烯复合路面的制备方法具有以下优点:第一,不使用挥发性有机溶剂,对环境友好,符合环保理念,避免了在施工过程因溶剂挥发对施工人员造成健康伤害及污染环境;第二,本制备过程在常温下进行和施工铺设,操作简单且方便,短时间养护即可投入使用,并且造价较低。该制备方法工艺简单,具有较大的实用价值,易于推广应用。
[0043]下面结合具体实施例对本发明的石墨烯复合路面的制备方法进行说明:
[0044]实施例1:
[0045]A组分的制备方法如下:在胶体磨的物料罐中加入0.1kg的石墨烯原粉和1.0kg环氧活性稀释剂H-10P,启动胶体磨,高速分散均匀。用余下4.2kg环氧活性稀释剂H-10P清洗胶体磨设备,合并石墨烯预分散溶液和清洗溶液并转移到分散机容器中。加入37.5kg液体环氧树脂YD-128,启动分散机,分散均匀后,低速搅拌下,再缓慢加入18kg滑石粉、35.5kg石英粉和3.5kg无机氧化铁红颜料,高速分散30min以上,分散均勾后即可。
[0046]B组分的制备方法如下:将17.1kg胺类固化剂聚氨酯改性脂肪胺EH P104加入到分散机容器中,启动分散机,低速搅拌下,再缓慢加入5kg滑石粉、1kg石英粉,高速分散均匀即可。
[0047]将A组分与B组分按照质量比为1:1混合搅拌均匀后涂布在清洁的路基面上,然后将粒径为1_?3_的石墨烯复合陶瓷颗粒均匀满抛撒铺设在粘合剂上,固化后形成石墨稀复合路面。
[0048]对本实施例1制备的石墨稀复合粘合材料(以下称为基料),所制备的涂层和路面按JT/T 712-2008《路面防滑涂料》交通行业标准进行测试。结果
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