CN101723619A - 一种路面修补材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种路面修补材料。本发明修补材料的组成为：沥青70份～90份；抽出油10份～30份；废胶粉15份～30份；高聚物2份～8份；交联助剂0.05份～4份。制备方法为：将沥青加热至100～180℃，加入高聚物搅拌均匀；将抽出油加热至100～160℃，加入废胶粉开始搅拌，搅拌均匀；将搅拌好的两种混合物混兑后搅拌均匀，加入交联助剂，搅拌均匀即可。本发明修补材料的特点是：工艺简单，具有较好的耐高、低温性能，可用于路面或桥面裂缝的修补。

Description

一种路面修补材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种路面修补材料及其制备方法，该路面修补材料可用于路面或桥面裂缝的修补。
背景技术
随着我国交通运输业的迅速发展，对路用沥青材料的技术性能提出了越来越高的要求。沥青路面因施工不当或使用的沥青自身的原因，投入使用一定的时间后会发生反射裂缝、应力裂缝或温度收缩裂缝，尤其在气候变化较大的地区，因冬季气温较低，路面发生低温收缩裂缝的几率较大。由于路面裂缝的发生，雨水容易通过裂缝渗透到中面层或下面层，严重者还会渗透到底层甚至路基层，引起公路的水损坏。为了避免或减轻路面的水损坏，减少沥青公路大面积维修次数，提高沥青路面服务功能，延长路面的使用寿命，在发生裂缝之初就要对裂缝进行修补处理，避免雨水的侵入。一般方法是在发生裂缝处灌入嵌缝材料，将裂缝封闭，对路面裂缝进行局部修补，可避免因大规模维修引起的交通拥堵。
CN02109424.1公开了一种道路裂缝密封胶，包括石油沥青60％～85％，SBS5％～20％，增粘树脂5％～20％，沥青抗剥离剂0.4％～4％，橡胶防老剂0.2％～1.4％，甲苯10％～30％。该技术在原料中使用了沥青抗剥离剂和甲苯这两种毒性和气味较大的物质，在产品的生产和应用过程中均有一定的环境问题。
CN03128303.9公开了一种路面裂缝填注材料及制备方法，主要由沥青与溶剂或乳化剂、改性剂、溶剂或有机稳定剂组合而成，其中溶剂为汽油，乳化剂为离子型表面活性剂，改性剂包括SBS(热塑性橡胶)、GS(SBR粉末)、废旧EPS或EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)、SBR(丁苯橡胶)、CR(氯丁橡胶)、PVAc(聚醋酸乙烯)高分子聚合物乳液，有机稳定剂为聚乙烯醇。该组合物组分较为复杂，同时需要根据施工时的环境温度调整改性剂用量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种组成简单、使用性能优良的路面修补材料。同时，本发明提供一种路面修补材料的制备方法。
本发明路面修补材料以重量计含有：沥青70份～90份，抽出油10份～30份，废胶粉15份～30份，高聚物2份～8份，交联助剂0.05份～4份。
本发明路面修补材料优选的组成含有：直馏沥青为75份～85份，抽出油为15份～25份，废胶粉20份～30份，高聚物3份～7份；交联助剂0.08份～2份。
本发明路面修补材料中，沥青的针入度(20℃)一般大于90l/10mm。
本发明路面修补材料中，抽出油、废胶粉和高聚物可以为本领域常规产品。抽出油是减四线馏分油溶剂精制生产润滑油基础油过程的抽出油，抽出油的烷烃含量一般是40％～45％(wt)，芳烃含量最好是35％～40％(wt)。废胶粉的颗粒直径最好小于0.85mm，一般不使用冷冻法生产的废胶粉，而使用常温法生产的废胶粉或溶剂法生产的废胶粉。高聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，分子量最好为10万～30万，苯乙烯含量最好为20％～35％(wt)。
交联助剂可以是氧化锌、硫黄、硬脂酸盐、多烷基苯酚二硫化物、过氧化二异丙苯(DCP)、聚烯烃热塑性弹性体(POE)等。交联助剂可以是上述一种或几种的混合物。针对修补材料中含有较多的废胶粉和抽出油的特殊情况，本发明使用的交联助剂优选包括两类：其中第一类为氧化锌、硫黄粉、胶体硫、硬脂酸盐和多烷基苯酚二硫化物中的一种或几种，第二类为含有两个或两个以上双键化合物，如包括DCP或POE等。第一类与第二类的重量比为4∶1～1∶4，使用时用第一类交联剂对第二类交联剂进行预处理，即在160～180℃之间将两类交联剂混合搅拌5～15分钟。
本发明路面修补材料中还可以加入其它一种或几种适宜组分，提高所需的产品性质，如入无机填料提高产品强度，加入塑性材料提高产品的硬度等。
本发明路面修补材料制备方法包括：将沥青加热至100～180℃，加入高聚物搅拌均匀；将抽出油加热至100～160℃，加入废胶粉开始搅拌，搅拌均匀；将搅拌好的两种混合物混兑后搅拌均匀，加入交联助剂，搅拌均匀即可。
本发明路面修补材料一种具体制备过程如下：将沥青加热至100～180℃，最好为110～170℃，加入高聚物搅拌时间为10～30分钟；将抽出油加热至100～160℃，最好为110～150℃，加入废胶粉开始搅拌，搅拌时间为10～30分钟。将搅拌好的两种混合物混兑后，保持制备温度为180～190℃，继续搅拌10～20分钟后，加入交联助剂，在搅拌速度4000～4500r/min下混合30～80min，最好为40～60min。
本发明的路面修补材料具有良好抗流动性、可变形性和低温抗裂性。既能防止雨水渗入，又能有效控制裂缝进一步扩散；既能与路面裂缝壁牢固粘结，具有良好的粘附性，又耐砂石杂物嵌入和具有一定的耐久性；既在高温时不流淌，有一定的抗流动性，又在低温时不脆裂，有一定的低温变形能力。
本发明路面修补材料以沥青、抽出油、废胶粉和高聚物为基本原料，原料种类少，易于生产和调配。其中沥青原料优选使用直馏沥青，配合抽出油、废胶粉、少量SBS和适宜的交联助剂，可以获得使用性能优良的修补材料。该修补材料具有弹性好，高低温性能优良，使用寿命长等优点。
使用两种类型的交联助剂并进行适当的预处理，配合适宜的制备方法，可以有效解决不易与沥青胶连的废胶粉与沥青形成稳定的组合物，特别是在流动性较好的抽出油存在下实现较好的使用性能。
本发明制备方法针对组合物组成的特点采用适宜的操作流程，获得性能优良的产品。
具体实施方式
以下通过实施例来进一步说明本发明，这些实施例对本发明不起限制作用。其中所述的份数为重量份。
实施例1
将85份针入度为120的沥青加热至140℃，加入5份分子量为21万的高聚物SBS，搅拌20分钟；将15份抽出油加热至120℃，加入25份粒度小于0.85mm的常温法制备的废胶粉，搅拌20分钟。将上述混合物混兑后搅拌10分钟，再加入0.8份交联助剂(将硫黄粉和DCP按2∶1比例在165℃条件下，搅拌10分钟得到)，搅拌速度4300r/min，搅拌时间60min，制备温度190～200℃，混合物分散均匀，性能见表1。
实施例2
将85份针入度为120的沥青加热至140℃，加入5份分子量为21万的高聚物SBS，搅拌20分钟；将20份抽出油加热至120℃，加入20份粒度小于0.45mm溶剂法制备的废胶粉，搅拌20分钟。将上述混合物混兑后搅拌10分钟，再加入1.2份交联助剂(将硫黄粉、氧化锌和POE按0.5∶0.5∶1比例在170℃条件下，搅拌10分钟得到)，搅拌速度4300r/min，搅拌时间60min，制备温度190～200℃，混合物分散均匀，性能见表1。
比较例1
按实施例1，其中胶联助剂种类仅为硫黄粉，产品性能见表1。
比较例2
按实施例1，其中胶联助剂种类仅为硫黄粉，制备方法为所有物料同时混合加热至190℃搅拌90分钟，产品性能见表1。
表1实施例和比实例路面修补材料的性能
  项目   实施例1   实施例2  比较例1  比较例2
  25℃针入度/0.1mm   65   104  66  70
  软化点/℃   95   90  83  92
  5℃延度/cm   45   88  15  28
  25℃弹性恢复，％   99.9   99.9  97  99
  闪点/℃   ＞230   ＞230  ＞230  ＞230
  脆点/℃   ＜-20   ＜-20  ＜-20  ＜-20
  下垂度/mm   1   1   3  4
从表1中数据可以看出，实施例产品的延度、弹性恢复和下垂度等指标均优于比实例产品，特别是下垂度。下垂度反映了路面修补材料在实际使用过程中的流动性能。由于路面修补材料的特殊用途，使其在施工方法上不同于普通道路沥青。用本发明的路面修补材料修补路面裂缝时，可以不添加基料或只添加适量粉料，采用专用设备以高压灌注的方式将其注入裂缝中。在夏季，我国公路路面的温度可以达到50℃～70℃，在没有基料支撑的情况下，沥青很容易流淌，下垂度越小，表明材料的抗流动性能越好。

Claims (10)

1.一种路面修补材料，其特征在于以重量份计含有：沥青70份～90份，抽出油10份～30份，废胶粉15份～30份，高聚物2份～8份，交联助剂0.05份～4份。
2.按照权利要求1所述的路面修补材料，其特征在于以重量份计含有：直馏沥青75份～85份，抽出油15份～25份，废胶粉20份～30份，高聚物3份～7份，交联助剂0.08份～2份。
3.按照权利要求1或2所述的路面修补材料，其特征在于所述沥青的针入度大于90 1/10mm；所述的抽出油是减四线馏分油溶剂精制生产润滑油基础油过程的抽出油。
4.按照权利要求1或2所述的路面修补材料，其特征在于所述废胶粉的颗粒直径小于0.85mm，使用常温法生产的废胶粉或溶剂法生产的废胶粉。
5.按照权利要求1或2所述的路面修补材料，其特征在于所述高聚物为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。
6.按照权利要求1或2所述的路面修补材料，其特征在于所述的交联助剂为氧化锌、硫黄、硬脂酸盐、多烷基苯酚二硫化物、过氧化二异丙苯和聚烯烃热塑性弹性体中的一种或几种。
7.按照权利要求1或2所述的路面修补材料，其特征在于所述交联助剂包括两类：其中第一类为氧化锌、硫黄粉、胶体硫、硬脂酸盐和多烷基苯酚二硫化物中的一种或几种，第二类包括过氧化二异丙苯或聚烯烃热塑性弹性体，第一类与第二类的重量比为4∶1～1∶4。
8.按照权利要求7所述的路面修补材料，其特征在于第一类交联剂对第二类交联剂进行预处理，即在160～180℃之间将两类交联剂混合搅拌5～15分钟。
9.一种权利要求1至8任一权利要求所述路面修补材料的制备方法，其特征在于包括如下过程：将沥青加热至100～180℃，加入高聚物搅拌均匀；将抽出油加热至100～160℃，加入废胶粉开始搅拌，搅拌均匀；将搅拌好的两种混合物混兑后搅拌均匀，加入交联助剂，搅拌均匀即可。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于所述路面修补材料的制备方法为：将沥青加热至100～180℃，加入高聚物搅拌时间为10～30分钟；将抽出油加热至100～160℃，加入废胶粉开始搅拌，搅拌时间为10～30分钟；将搅拌好的两种混合物混兑后，保持制备温度为180～190℃，继续搅拌10～20分钟后，加入交联助剂，搅拌混合30～80min。
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