專利名稱：碳納米管增強(qiáng)瀝青基復(fù)合防水材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)非金屬纖維增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料的制備方法。
背景技術(shù)：
碳納米管由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使其具有優(yōu)良的力學(xué)、光學(xué)、電學(xué)和熱學(xué)等性能，在 21世紀(jì)受到了科學(xué)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。碳納米管已被用來增強(qiáng)各種基體材料，也取得了大量性能優(yōu)異的產(chǎn)品。碳納米管作為力學(xué)強(qiáng)度最高的纖維材料，其與浙青的良好復(fù)合可以實(shí)現(xiàn)多組分的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，不僅能大幅提高浙青基的抗沖擊、拉伸強(qiáng)度、彈性以及低溫柔性等力學(xué)性能，而且兩種材料性能之間的交叉融合使得復(fù)合防水材料具有了一些新型功能，如抗靜電、微波吸收、電磁屏障等。然而，由于碳納米管表面能高、長徑比大以及小尺寸使得其在分散相中極易纏繞和團(tuán)聚，自然在浙青基材料中也難以得到均勻的分散，限制了碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料的實(shí)際應(yīng)用和推廣。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決碳納米管在浙青基體內(nèi)難以均勻分散的問題，而提供了一種碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料的制備方法。
具體步驟為(I)原料由分散劑、碳納米管、浙青、改性膠粉和填料組成，其中各組分的質(zhì)量百分比為分散劑O. 2-5%、碳納米管1-5%、浙青35-60%、改性膠粉9_15%、填料20_40%。
(2)將分散劑溶于浙青配制質(zhì)量濃度為O. 1-10%的混合液，將碳納米管加入 混合液中，高速乳液剪切機(jī)攪拌至均勻，形成碳納米管分散相混合液。
(3)將浙青注入反應(yīng)釜，加熱至170_190°C，投入改性膠粉維持反應(yīng)液溫度為 170-190°C，恒溫改性1-4小時(shí)，加入填料維持150-170°C混合溫度持續(xù)20-80分鐘，注入步驟(2)所得的碳納米管分散相混合液，恒溫140-170°C，攪拌1-5小時(shí)，形成碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料。
所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉或聚丙烯酸、聚乙二醇辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚乳化劑中的一種。
所述改性膠粉為60目或80目廢舊斜膠胎。所述的碳納米管為外徑20-200nm、長度為1-100 μ m經(jīng)過酸氧化改性處理的碳納米管。
所述填料為微米級(jí)粒徑滑石粉、粉煤灰、硅酸鈣和碳酸鈣中的兩種或兩種以上任意比例的組合。
所述十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉或聚丙烯酸、聚乙二醇辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚乳化劑均為分析純。
本發(fā)明通過使用物理剪切攪拌、化學(xué)表面活性劑分散手段，保證了碳納米管在基質(zhì)油(基質(zhì)浙青油)中的均勻分散，借助表面活性劑和浙青基體的良好相容性，解決了碳納米管在浙青基體中的纏繞和團(tuán)聚問題，實(shí)現(xiàn)了碳納米管和浙青基體的微觀和宏觀復(fù)合化，形成微納米復(fù)合防水材料，所制備的產(chǎn)品的力學(xué)性能被明顯提高，并且增加了抗靜電、微波吸收、電磁屏障等新功能。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:(1)原料由分散劑、碳納米管、浙青、改性膠粉和填料組成，其中各組分的質(zhì)量百分比為分散劑O. 2%、碳納米管4. 8%、浙青50%、改性膠粉15%、填料30% ；(2)將分散劑分析純烷基苯酚聚氧乙烯醚溶于浙青配制質(zhì)量濃度為1.5%的混合液，將碳納米管加入混合液中，高速乳液剪切機(jī)攪拌至均勻，形成碳納米管分散相混合液；(3)將浙青注入反應(yīng)釜，加熱至170-190°C，投入改性膠粉維持反應(yīng)液溫度為175°C，恒溫改性3小時(shí)，加入填料維持160°C混合溫度持續(xù)40分鐘，注入步驟(2)所得的碳納米管分散相混合液，恒溫150°C，攪拌2小時(shí)，形成碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料。
所述的碳納米管為外徑20-200nm、長度為1-100 μ m經(jīng)過酸氧化改性處理的碳納米管。
所述填料為微米級(jí)粒徑滑石粉和粉煤灰的組合，滑石粉粉煤灰的質(zhì)量比為3:1。
所述改性膠粉為60目廢舊斜膠胎。
結(jié)果顯示相對(duì)于未添加碳納米管的浙青基防水材料，碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料的抗沖擊強(qiáng)度提高了 80%，拉伸強(qiáng)度提高了 139%，彈性提高了 60%，低溫柔性提高了 8 。
權(quán)利要求
1.一種碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料的制備方法，其特征在于具體步驟為 (1)原料由分散劑、碳納米管、浙青、改性膠粉和填料組成，其中各組分的質(zhì)量百分比為分散劑0. 2-5%、碳納米管1-5%、浙青35-60%、改性膠粉9_15%、填料20-40% ； (2)將分散劑溶于浙青配制質(zhì)量濃度為0.1-10%的混合液，將碳納米管加入混合液中，高速乳液剪切機(jī)攪拌至均勻，形成碳納米管分散相混合液； (3)將浙青注入反應(yīng)釜，加熱至170-190°C，投入改性膠粉維持反應(yīng)液溫度為170-190°C，恒溫改性1-4小時(shí)，加入填料維持150-170°C混合溫度持續(xù)20-80分鐘，注入步驟(2)所得的碳納米管分散相混合液，恒溫140-170°C，攪拌1-5小時(shí)，形成碳納米管增強(qiáng)浙青基復(fù)合防水材料； 所述分散劑為十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉或聚丙烯酸、聚乙二醇辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚乳化劑中的一種； 所述改性膠粉為60目或80目廢舊斜膠胎； 所述的碳納米管為外徑20-200nm、長度為1_100 y m經(jīng)過酸氧化改性處理的碳納米管； 所述填料為微米級(jí)粒徑滑石粉、粉煤灰、硅酸鈣和碳酸鈣中的兩種或兩種以上任意比例的組合； 所述十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉或聚丙烯酸、聚乙二醇辛基苯基醚和壬基酚聚氧乙烯醚乳化劑均為分析純。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳納米管增強(qiáng)瀝青基復(fù)合防水材料的制備方法。(1)原料各組分的質(zhì)量百分比為分散劑0.2-5%、碳納米管1-5%、瀝青35-60%、改性膠粉9-15%、填料20-40%；(2)將分散劑溶于瀝青配制質(zhì)量濃度為0.1-10%的混合液，將碳納米管加入混合液中，高速乳液剪切機(jī)攪拌至均勻，形成碳納米管分散相混合液；(3)將瀝青注入反應(yīng)釜，加熱至170-190℃，投入改性膠粉維持反應(yīng)液溫度為170-190℃，恒溫改性1-4小時(shí)，加入填料維持150-170℃混合溫度持續(xù)20-80分鐘，注入步驟(2)所得的碳納米管分散相混合液，恒溫140-170℃，攪拌1-5小時(shí)。本發(fā)明制備的產(chǎn)品的力學(xué)性能被明顯提高，并且增加了抗靜電、微波吸收、電磁屏障等新功能。
文檔編號(hào)C08K3/36GK102993758SQ201310000010
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2013年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月3日
發(fā)明者歐俊, 王芳, 江玉民 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)