CN102093727A - 一种自粘式压缝带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自粘式压缝带及其制备方法，其特征在于：它是由石油沥青、SBS、单体混合物、无机填料、软化剂、有机纤维、增粘树脂、抗氧化剂、氧化镁、引发剂等原料制成的，其中单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯四种原料配制而成。由于本发明是将SBS与有机活性单体反应生成SBS接枝共聚物，再将该共聚物和沥青反应，生成嵌段和接枝共聚物，再加入交联剂使聚合物与沥青交联产生复杂的化学反应，从而提高了生成物的耐冲击性能、柔韧性、粘结性和高温性能，所以本发明修复路面的性能良好，并且修复路面操作简单、快速方便、成本较低。

Description

一种自粘式压缝带及其制备方法

技术领域

本发明属路面裂缝修补领域，具体涉及一种自粘式压缝带及其制备方法。

背景技术

沥青路面在使用期开裂是世界各国普遍存在的问题，水从裂缝不断进入使路基软化，导致路面承载力下降，产生唧浆、台阶、网裂等病害，从而加速路面破坏。目前对裂缝的处理采用的方法有沥青灌缝封堵法、开槽灌缝法、抗裂贴处理及嵌缝条处理。沥青灌缝封堵法优点是工具简单，能够使路面裂缝在短时间内被封堵，缺点是粘结不牢固，在施工后的第二年几乎全部需重新灌缝，夏天气温高时，沥青软化体积膨胀多余沥青溢出路面被行车粘走，每年一次重复施工，累计费用增加。开槽灌缝法中一是灌缝材料较贵，二是裂缝处理时需要开槽设备及大量人工，而且此工艺不能解决裂缝区域所存在的病害问题，扩缝后，主裂缝两边容易产生崩裂缝，灌缝胶失去封水功能，反而会限制水从裂缝里挥发出来，水进入到裂缝里后，灌封胶把水存留在其底部，在长时间动水压力的作用下，使整个裂缝区域产生松散、脱粒、塌裂。抗裂贴是日本武相化学工业株式会社的专利生产技术, 是公路养护、桥梁养护的新型材料；在其使用过程中，根据路面裂缝的宽度选择所适用的抗裂贴的规格，通常有15cm和23cm两种。1cm以上宽度的裂缝选用至少23cm宽的抗裂贴；1cm以下宽度的裂缝选用至少15cm宽的抗裂贴，一定程度上影响路面美观，而且在其施工过程中，涂乳化沥青、按需要裁切、均匀撒布碎石及加热抗裂贴至溶熔状态等的烦琐工艺直接影响施工效率。嵌缝条是由直馏油、树脂、聚合物、可塑剂和稳定剂等组成的含橡胶的弹性体，该产品为27mm圆形绳索固体状，在施工过程中，需根据裂缝的宽度进行拉伸，然后对裂缝进行填充，后用加热枪在裂缝处来回均匀加热，使其熔化于裂缝中，达到防水目的；压缝条经加热熔化，其表面一般均低于裂缝表面，如遇雨雪天气，雨、雪水会停留在裂缝内，沿着未粘贴牢固的缝壁下渗到裂缝深处，在动水压力作用下裂缝再次开裂，并且其27mm的圆形结构具有较大的局限性，只能处理0.6～2.5cm的裂缝，0.5cm以下的裂缝无法处理。以上这些方法存在水可沿缝隙进入路基或者工艺繁杂、处理成本高的问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种能够快速修复路面裂缝并且修复工艺简单、成本低、粘结效果好的自粘式压缝带。

本发明的另一目的是提供一种自粘式压缝带的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下解决方案：一种自粘式压缝带，其特征在于：它是由下列重量配比（份）的原料制成的：石油沥青100—140份、SBS 15—20份、单体混合物46—66份、无机填料（600—800目）20—30份、软化剂10—16份、有机纤维2—4份、增粘树脂6—8份、抗氧化剂（酚类抗氧化剂264）0.02—0.04份、氧化镁0.5份、引发剂：单体混合物用量的2—2.5%。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯四种原料配制而成，其重量配比为甲基丙烯酸甲酯16—20份、丙烯酸丁酯20—30份、丙烯酸8—12份、苯乙烯2—4份。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二苯甲酰。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的增粘树脂为石油树脂、松香树脂或萜烯树脂。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的软化剂为松焦油、环烷油或重油。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的无机填料为碳酸钙或滑石粉。

上述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的有机纤维为聚酯纤维。

制备上述自粘式压缝带的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

（1）60℃以下将SBS溶于混合溶剂（甲苯：200#溶剂油=1：1重量比）中，配成15--20%的溶液，加入三分之二量的引发剂搅拌均匀，通氮气置换出反应容器中的空气；

（2）配制单体混合物并加入三分之一量的引发剂搅拌均匀；

（3）25℃—30℃开始滴加单体混合物，1—1.5小时加完；

（4）加完后升温至80℃—90℃，保温反应2—3小时；

（5）加入融化后的沥青升温至90℃--100℃，保温反应2-3小时；

（6）将增粘树脂、氧化镁及软化剂加入反应器，在90℃下搅拌30分钟以上，然后加入抗氧化剂；

（7）加入无机添料与有机纤维并用高速剪切分散机边剪切、升温，边蒸出溶剂，在温度200--210℃继续剪切混合30分钟—50分钟；

（8）将上述生成物从反应器中放出，冷却至60℃通过挤出机挤出或常温下用压延机压延成型，制成宽30—50mm、厚度3—5mm的压缝带产品。

与现有技术相比，本发明具有如下积极效果：

沥青是一个复杂的混合物，沥青中不仅含有烷烃、烯烃和芳香烃，还含有极性和非极性化合物，存在着羟基、羰基等有机官能团，可以和许多物质发生化学反应，产生化学交联和化学加成，在分子中引入新的链段，沥青质上的酸性和碱性集团能与低分子化合物或其他添加物的相应集团发生化学加成、交联或接枝等化学反应，形成嵌段或接枝共聚物，进而改变了沥青的化学结构和性能。

由于本发明是将SBS与有机活性单体（甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯等）反应生成SBS接枝共聚物，再将该共聚物和沥青反应，生成嵌段和接枝共聚物，再加入交联剂使聚合物与沥青交联产生复杂的化学反应。甲基丙烯酸甲酯引入提高了生成物的耐冲击性能，丙烯酸丁酯提高了生成物的柔韧性，丙烯酸的聚合提高了生成物的粘结性，SBS及苯乙烯的交联提高了生成物的高温性能。所以本发明具有以下优点：

1、本发明生成物具有了更大的极性，很大程度的提高了粘结性。

2、由于在沥青分子之间引入了柔性链段，生成物在很长的温度范围内保持了一定的微弹性、韧性和良好的延展性能。

3、由于聚合物与沥青的交联使得生成物稳定性提高，从而使得高温性能、机械性能得到相应的提高。

采用本发明自粘式压缝带进行修补路面裂缝时的方法是：

（1）清洁裂缝：清除修补裂缝的尘土杂物。

（2）粘贴自粘式压缝带:压缝带规格为3cm宽，其处理裂缝的宽度要求在0-2.0cm范围内，如超出范围的裂缝，将压缝带熔化拌合细级料对裂缝进行填充，较小的坑槽也可采用此方法处理。

（3）人工压实：将压缝带粘贴在裂缝表面，同时加力，使得压缝带更有效的粘贴，然后根据裂缝粘贴长度将压缝带剪断。

（4）开放交通：通过过往车辆自然碾压，增加压实效果，使压缝带与路面形成有效的整体。

本发明修复路面快速，修复工艺简单、成本低。

具体实施方式   

实施例一：本实施例用于修补沥青路面裂缝，其制备方法是：

1、将15gSBS、50g甲苯、50g200#溶剂油加入500ML装有回流冷凝器、温度计、搅拌器的四口瓶中，60℃以下将SBS溶于混合溶剂中，并加入过氧化苯甲酰800mg搅拌均匀，通氮气置换出反应容器中的空气；

2、将甲基丙烯酸甲酯20g、丙烯酸丁酯27g、丙烯酸10g、苯乙烯3g在烧杯中混合均匀后加入过氧化苯甲酰400mg用玻璃棒搅拌均匀；

3、25℃—30℃开始滴加单体混合物，1—⒈5小时加完；

4、加完后升温至80--90℃，保温反应2—3小时；

5、将融化后的沥青120g加入反应瓶中升温至90--100℃保温反应2-3小时；

6、将松香6g、氧化镁0.5g及软化剂10g加入反应器在90℃搅拌30分钟以上，加入抗氧化剂30mg。

7、将20g碳酸钙（800目）与2g有机纤维加入反应器中并用高速剪切分散机边剪切、升温，边蒸出溶剂，在温度200--210℃继续剪切混合30分钟；

8、将上述生成物从反应器中放出，冷却至60℃左右通过挤出机挤出成型，制成宽30—50mm、厚度3—5mm的压缝带产品。

产品性能：其脆化温度-10℃，高温流淌温度可达160℃以上，断裂拉伸率达到200—300%，剥离强度可达3.2Mpa,在路面温度达13℃以上便可自粘。粘贴裂缝后通过车轮碾压与路面形成一体，达到良好的封缝效果。

实施例二：本实施例二用于修补沥青及水泥路面的温缩裂缝，其制备方法是：

1、将18gSBS、50g甲苯、50g200#溶剂油加入500ML装有回流冷凝器、温度计、搅拌器的四口瓶中，60℃以下将SBS溶于混合溶剂中，并加入过氧化苯甲酰820mg搅拌均匀，通氮气置换出反应容器中的空气；

2、将甲基丙烯酸甲酯16g、丙烯酸丁酯20g、丙烯酸10g、苯乙烯4g在烧杯中混合均匀后加入过氧化苯甲酰410mg用玻璃棒搅拌均匀；

3、25℃—30℃开始滴加单体混合物，1—1.5小时加完。

4、加完后升温至80--90℃，保温反应2—3小时；

5、将融化后的沥青140g加入反应瓶中升温至90--100℃保温反应2-3小时；

6．将石油树脂8g、氧化镁0.5g及软化剂15g加入反应器在90℃搅拌30分钟以上，加入抗氧化剂20mg；

7、将30g碳酸钙（800目）与4g有机纤维加入反应器中并用高速剪切分散机边剪切、升温，边蒸出溶剂，在温度200--210℃继续剪切混合45分钟；

8、将上述生成物从反应器中放出，冷却至常温通过压延机压延成型，制成宽30—50mm、厚度3—5mm的压缝带产品。

产品性能：其脆化温度-14℃以下，高温流淌温度可达155℃以上，断裂拉伸率达到300%，剥离强度可达4.3Mpa,在路面温度达10℃以上便可自粘。粘贴裂缝后通过车轮碾压与路面形成一体，达到良好的封缝效果。

实施例三：本实施例用于修补沥青及水泥路面的结构裂缝，其制备方法是：

1、将20gSBS、50g甲苯、50g200#溶剂油加入500ML装有回流冷凝器、温度计、搅拌器的四口瓶中，60℃以下将SBS溶于混合溶剂中，并加入过氧化二苯甲酰900mg搅拌均匀，通氮气置换出反应容器中的空气；

2、将甲基丙烯酸甲酯18g、丙烯酸丁酯30g、丙烯酸12g、苯乙烯2g在烧杯中混合均匀后加入过氧化二苯甲酰450mg用玻璃棒搅拌均匀。

3、25℃—30℃开始滴加单体混合物，1—⒈5小时加完；

4、加完后升温至80--90℃，保温反应2—3小时；

5、将融化后的沥青100g加入反应瓶中升温至90--100℃保温反应2-3小时；

6、将萜烯树脂7g、氧化镁0.5g及软化剂12g加入反应器在90℃搅拌30分钟以上，加入抗氧化剂40mg；

7、将25g碳酸钙（800目）与3g有机纤维加入反应器中并用高速剪切分散机边剪切、升温，边蒸出溶剂，在温度200--210℃继续剪切混合40分钟；

8、将上述生成物从反应器中放出，冷却至60℃通过挤出机挤出成型，制成宽30—50mm、厚度3—5mm的压缝带产品。

产品性能：其脆化温度-16℃，高温流淌温度可达180℃，断裂拉伸率达到400%，剥离强度可达3.6Mpa,在路面温度达15℃以上便可自粘。粘贴裂缝后通过车轮碾压与路面形成一体，达到良好的封缝效果。

Claims (8)

1.一种自粘式压缝带，其特征在于：它是由下列重量配比的原料制成的：石油沥青100—140份、SBS 15—20份、单体混合物46—66份、600—800目无机填料20—30份、软化剂10—16份、有机纤维2—4份、增粘树脂6—8份、抗氧化剂0.02—0.04份、氧化镁0.5份、引发剂：单体混合物用量的2—2.5%。

2.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的单体混合物是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯四种原料配制而成，其重量配比为甲基丙烯酸甲酯16—20份、丙烯酸丁酯20—30份、丙烯酸8—12份、苯乙烯2—4份。

3.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的引发剂为过氧化苯甲酰或过氧化二苯甲酰。

4.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的增粘树脂为石油树脂、松香树脂或萜烯树脂。

5.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的软化剂为松焦油、环烷油或重油。

6.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的无机填料为碳酸钙或滑石粉。

7.根据权利要求1所述的自粘式压缝带，其特征在于：所述的有机纤维为聚酯纤维。

8.制备如权利要求1所述自粘式压缝带的方法，其特征在于：它包括如下步骤：

（1）60℃以下将SBS溶于由甲苯与200#溶剂油按1：1重量比配制的混合溶剂中，配成15--20%的溶液，加入三分之二量的引发剂搅拌均匀，通氮气置换出反应容器中的空气；

（2）配制单体混合物并加入三分之一量的引发剂搅拌均匀；

（3）25℃—30℃开始滴加单体混合物，1—1.5小时加完；

（4）加完后升温至80℃—90℃，保温反应2—3小时；

（5）加入融化后的沥青升温至90℃--100℃，保温反应2-3小时；

（6）将增粘树脂、氧化镁及软化剂加入反应器，在90℃下搅拌30分钟以上，然后加入抗氧化剂；

（7）加入无机添料与有机纤维并用高速剪切分散机边剪切、升温，边蒸出溶剂，在温度200--210℃继续剪切混合30分钟—50分钟；

（8）将上述生成物从反应器中放出，冷却至60℃通过挤出机挤出或常温下用压延机压延成型，制成宽30—50mm、厚度3—5mm的压缝带产品。