應用于路面的石墨烯復合粘合材料、石墨烯復合路面及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及新型建筑材料領(lǐng)域，尤其涉及一種石墨稀復合粘合材料、石墨稀復合路面及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]彩色路面防滑系統(tǒng)是將特殊的高分子粘合劑涂布于路面，并均勻拋撒彩色顆粒狀骨料，以精確的計量進行鋪設，固化后形成連續(xù)的彩色防滑路面結(jié)構(gòu)。彩色路面防滑系統(tǒng)是一種嶄新的路面美化技術(shù)，施工工藝先進，具有行車更安全、交通更容易管理以及路面更美觀等特點，對司機疲勞駕駛等危險駕車行為具有很好的警示作用，還對路面濺水，水、油污垢等情況也有改善作用，并且路面很容易維護。另外，在提高路面機動性能和特殊功能的同時使環(huán)境更加五彩斑斕，還可利用其鮮艷的顏色做出各種圖案來美化生活環(huán)境。
[0003]石墨烯是具有單原子厚度、蜂窩網(wǎng)狀特殊結(jié)構(gòu)的二維材料，它是世界上目前最薄和最堅硬的納米材料，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，柔韌性好，對石墨烯的應用開發(fā)已受到各工業(yè)領(lǐng)域的高度重視。通過石墨烯微片與其它無機和高分子材料復合，可以很大幅度的提高復合材料的機械力學性能，如抗壓強度、抗拉伸強度、耐沖擊性能以及柔韌性能等，耐磨損和耐化學品性能也能得到很大改善。
[0004]目前市政和公共場地上越來越多的路面采用路面防滑材料鋪設，所用高分子粘合劑主要有單(雙)組分丙烯酸體系、瀝青體系、聚氨酯體系和普通環(huán)氧體系等。但在這些高分子粘合劑整個施工過程以及防滑路面的使用壽命期中，也慢慢暴露出了一些缺陷，比如:有些粘合劑的制備工藝復雜，造價高，在施工過程溶劑揮發(fā)對施工人員健康有一定的傷害及污染環(huán)境；由于粘合劑本身材料性能的缺陷，其機械力學性能隨著時間的延長而不斷劣化，造成防滑路面系統(tǒng)失效；某些材料柔韌性較差，由于熱脹冷縮使得粘合劑與路基面脫開、斷裂，造成彩色路面系統(tǒng)破壞；由于某些材料耐候性不好，經(jīng)過車輛的碾壓和風吹日曬，粘合劑老化，固砂性能下降，骨料褪色、磨損，降低了防滑路面使用壽命；另外瀝青路面耐熱性差，高溫季節(jié)路面容易軟化，承載性能下降，造成路面形變，影響正常交通等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種石墨烯復合粘合材料、石墨烯復合路面及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明提供一種石墨烯復合路面，其包括粘合層和石墨烯復合陶瓷顆粒骨料，所述石墨烯復合陶瓷顆粒骨料分布于粘合層中以及表面，所述粘合層為由A組分和B組分均勻混合后鋪設于路面得到的層狀物，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1?2: 1，其中，所述A組分為由下述質(zhì)量百分比的原料制備而成:環(huán)氧樹脂30%?45%、石墨烯0.1 %?0.3%、環(huán)氧活性稀釋劑3 %?6 %、滑石粉15 %?20 %、石英粉32 %?40 %、以及顏料3 %?5 % ;所述B組分包括下述質(zhì)量百分比的原料:改性胺類固化劑50%?54%、滑石粉12%?18%、以及石英粉28%?35%。
[0007]優(yōu)選的，所述A組分中原料環(huán)氧樹脂為35%?40%、石墨烯為0.1%?0.2%、環(huán)氧活性稀釋劑為4%?6%。
[0008]優(yōu)選的，所述A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1。
[0009]優(yōu)選的，所述環(huán)氧活性稀釋劑為環(huán)狀縮水甘油酯或長碳鏈縮水甘油醚，所述改性胺類固化劑為聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂環(huán)胺。
[0010]優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為YD-128液體環(huán)氧樹脂、DER331液體環(huán)氧樹脂或EPON828液體環(huán)氧樹脂中的至少一種，所述顏料為氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵綠或氧化鐵藍中的一種。
[0011]優(yōu)選的，所述石墨烯復合陶瓷顆粒骨料為寧波墨西科技有限公司石墨烯原粉復合改性過的陶瓷顆粒材料。
[0012]本發(fā)明還提供一種應用于路面的石墨烯復合粘合材料，其由A組分和B組分均勻混合而成，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1?2:1，其中，所述A組分為由下述質(zhì)量百分比的原料制備而成:環(huán)氧樹脂30%?45%、石墨烯0.1%?0.3%、環(huán)氧活性稀釋劑3%?6%、滑石粉15 %?20 %、石英粉32 %?40 %、以及顏料3 %?5 %;所述B組分包括下述質(zhì)量百分比的原料:改性胺類固化劑50%?54%、滑石粉12%?18%、以及石英粉28%?35%。
[0013]優(yōu)選的，所述環(huán)氧活性稀釋劑為環(huán)狀縮水甘油酯或長碳鏈縮水甘油醚，所述改性胺類固化劑為聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂環(huán)胺。
[0014]本發(fā)明還提供一種石墨烯復合路面的制備方法，其包括以下步驟:
[0015](I)制備A組分:將石墨烯加入環(huán)氧活性稀釋劑中并分散均勻得到石墨烯預分散液，然后向所述石墨烯預分散液中加入環(huán)氧樹脂并分散均勻得到石墨烯復合環(huán)氧混合物，再向所述石墨烯復合環(huán)氧混合物加入滑石粉、石英粉和顏料，分散均勻即可，其中，A組分中各原料的質(zhì)量百分比為:環(huán)氧樹脂30%?45%、石墨烯0.1%?0.3%、環(huán)氧活性稀釋劑3%?6%、滑石粉15%?20%、石英粉32%?40%、以及顏料3%?5% ；
[0016](2)制備B組分:將改性胺類固化劑加入到分散機容器中，啟動分散機，低速下，緩慢加入滑石粉、石英粉，高速分散均勻即可，其中，B組分中各原料的質(zhì)量百分比為:改性胺類固化劑50%?54%、滑石粉12%?18%、以及石英粉28%?35% ；
[0017](3)將A組分和B組分均勻混合后鋪設于路面得到粘合層，然后在粘合層的表面鋪撒石墨烯復合陶瓷顆粒骨料，固化后即可，其中，所述石墨烯復合陶瓷顆粒骨料分布于粘合層中以及表面，A組分與B組分的質(zhì)量比為1:1?2:1。
[0018]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述石墨烯復合路面以及應用于路面的石墨烯復合粘合材料具有以下優(yōu)點:第一，采用石墨烯復合改性環(huán)氧體系，由于石墨烯具有強度高、柔韌性好以及導熱性能優(yōu)異的特性，因而提高了復合路面的機械強度、柔韌性和耐溫性能，從而使路面的固砂性能和粘結(jié)強度得到提高，溫度穩(wěn)定性更好，耐久性更佳；第二，當環(huán)氧活性稀釋劑采用環(huán)狀縮水甘油酯時，環(huán)狀縮水甘油酯中的環(huán)狀基團可與胺類固化劑發(fā)生開環(huán)反應并融入到所述環(huán)氧樹脂的環(huán)氧網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，進而改善環(huán)氧體系的柔韌性能；第三，當所述改性胺類固化劑采用聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂環(huán)胺時，由于聚氨酯改性脂肪胺或聚氨酯改性脂環(huán)胺具有較好的柔性和耐候性，因而可使固化后的路面具有良好的耐候性、較強的柔韌性、優(yōu)異的抗開裂、耐光老化和良好的固砂性能，從而大大提高了路面的使用壽命；第四，采用石墨烯復合改性陶瓷顆粒作為防滑骨料，提高了防滑骨料的硬度和耐磨損性能，從而使路面長期保持高的抗滑值，有效增強了路面的防滑效果，并保證路面提供長期的交通行車安全、長時間不褪色、維持美觀狀態(tài)、以及使用壽命長的效果。
[0019]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述石墨烯復合路面的制備方法具有以下優(yōu)點:第一，不使用揮發(fā)性有機溶劑，對環(huán)境友好，符合環(huán)保理念，避免了在施工過程因溶劑揮發(fā)對施工人員造成健康傷害及污染環(huán)境；第二，本制備過程在常溫下進行和施工鋪設，操作簡單且方便，短時間養(yǎng)護即可投入使用，并且造價較低。該制備方法工藝簡單，具有較大的實用價值，易于推廣應用。
【具體實施方式】
[0020]下面將對本發(fā)明實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發(fā)明一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l(fā)明中的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]本發(fā)明提供了一種石墨烯復合路面，其包括粘合層和石墨烯復合陶瓷顆粒骨料。所述石墨烯復合陶瓷顆粒骨料分布于粘合層中以及表面。所述粘合層為由A組分和B組分均勻混合后鋪設于路面得到的層狀物。
[0022]所述A組分為由下述質(zhì)量百分比的原料制備而成:環(huán)氧樹脂30%?45%、石墨烯
0.1 %?0.3 %、環(huán)氧活性