CN104479552B - 一种高剪切性高粘结性涂层材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高剪切性高粘结性涂层材料及其制备方法，涂层材料按重量份比组成为：粉末丁腈胶为0.4～0.6份、阻燃剂为0.2～0.3份，稳定剂为0.2～0.3份，沥青改性剂为3～5份，沥青质粉为15～25份，基质沥青为25～35份，溶剂为35～55份。其配方合理，制备方法简单，涂层材料具有较高的层间剪切力和粘结力；低温柔性好，‑25oC下无断裂；防水性能强；施工温域区间大，延长施工季节，且在室温条件下可涂抹、喷涂或洒布使用，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种高剪切性高粘结性涂层材料及其制备方法。
背景技术
随着我国社会经济的快速发展，公路建设得到了蓬勃的发展。公众对于公路路面的使用性能有了更高的要求，除了要求路面结构满足车辆运行中基本的安全和快速外，更多的是要求感受到车辆在行驶过程中的舒适性，路面面层作为直接与轮胎接触的结构层，其实质性质直接影响路面的行驶质量。
目前，对于路面病害的处理，一般是加厚沥青面层或加铺新面层，或者在基层、面层材料及结构组合方面进行优化和改进，常常忽略了层间粘结问题。路面结构的层间接触处，由于每一个结构层在铺装时都需要进行碾压，结构层的表面都能达到一个相对密实平整的状态，此种状态下层间结合面上的摩擦阻力降幅大，其强度就转化为对粘结力的依赖，层间粘结不好，即使面层和基层的强度再高，路面的破坏问题也仍然得不到根本解决，如果不加强层间粘结力，层间结合面就成为了路面结构中的薄弱环节，不能承受强大的水平力作用，沥青面层易发生位移，严重时甚至发生滑移、推挤或拥包，影响路面结构的整体性，削弱路面结构的整体抗力，进而降低路面结构的使用寿命。同时，各地区的较大气候差异以及目前较为严重的超载现象，也对路面面层提出了更高的要求，特别是层间粘结问题面临巨大挑战。
综上，为使路面多层结构组合体系具有良好的结构承载力和耐久性，路面层间必须有较强的粘结力。因此，目前急需一种高剪切性、高粘结性且温度适应性强的路面涂层材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高剪切性高粘结性涂层材料及其之制备方法，解决现有路面面层的涂层材料粘结力较弱、导致路面涂层材料面层之间粘结力不够大、使路面多层结构组合体系具有良好的结构承载力和耐久性的技术难题；同时解决目前面层的涂层材料温度适应性差、涂抹施工时候需要进行专门的温度控制的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种高剪切性高粘结性涂层材料，按重量份比组成为：粉末丁腈胶为0.4～0.6份、阻燃剂为0.2～0.3份，稳定剂为0.2～0.3份，沥青改性剂为3～5份，沥青质粉为15～25份，基质沥青为25～35份，溶剂为35～55份。
基质沥青是用于生产改性沥青、掺加改性剂进行改性的基础沥青，一般分为地沥青和焦油沥青，地沥青又包括天然沥青如湖沥青、岩石沥青、海底沥青等，和用石油经开采、精炼加工而得到的石油沥青，焦油沥青包括煤沥青和木沥青，本发明涉及的基质沥青可以为任何种类的基质沥青；沥青质粉为深褐色或黑色固体粉末，其加热至300℃以上也不熔化，只分解为气体和焦炭，无任何馏分可得，其在沥青组分中总含量越高沥青脆性越大，本发明涉及的沥青质粉也可以为任何种类的沥青质粉。
优选的，所述稳定剂是反应型增粘性稳定剂，是普通热稳定剂Elx或改性的阻隔性乙烯醇透明树脂EVal中的一种或两种的混合物，改性的阻隔性乙烯醇透明树脂EVal是阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～50或EVal～60中。阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～50和阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～60均由加拿大学者首次研发，两者连同普通热稳定剂Elx均属于性能优异的稳定剂，能有效的稳定产品中各物质的化学性质，防止分解、老化，使得最终产品达到性能稳定的目的。
优选的，所述沥青改性剂是SBS橡胶、丁苯橡胶、轮胎胶粉中的一种、任意两种或三种的混合物，可以以任意比例进行混合。
优选的，所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲苯中的一种、任意两种或三种的混合物，可以以任意比例进行混合。
优选的，高剪切性高粘结性涂层材料涂层材料的总固体含量为45%～65%。
优选的，所述沥青质粉是粉末状的沥青质石灰岩或沥青质砂岩。
优选的，所述基质沥青是地沥青或焦油沥青。
本发明还提供上述高剪切性高粘结性涂层材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一、准备溶剂：在室温下准备溶剂，若为混合溶剂则取材配置并混匀；
步骤二、在室温下按既定照重量份依次将粉末丁腈胶、阻燃剂、沥青改性剂、沥青质粉加入到配好的溶剂中，搅拌均匀，密闭静放至完全溶解；
步骤三、将基质沥青加热到130oC～140oC，然后将稳定剂加入基质沥青中，搅拌均匀，待其融化；
步骤四、将步骤三中得到的混合料慢慢注入步骤二得到的混合料中，搅拌均匀，冷却至室温后密闭存放，至此，高剪切型高粘结性涂层材料制备完成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明涂层材料具有较高的剪切力；
2、有较强的温度适应能力，施工温域区间大，能有效延长施工季节；
3、涂层材料遇到温度高于120oC的沥青混合料时，其中的稳定剂会与沥青发生交联缔合，形成网状体系，增大层间粘结能力，能有效的使马路的各个面层紧紧的粘结在一起，使面层具有强大的水平力，不易发生位移、滑移、推挤或拥包，保证路面结构的整体性，加强路面结构的整体抗力，保证使用寿命；
4、室温下即可进行涂抹、喷涂或洒布施工，施工简便；
5、防水性能强；绿色环保，无污染。
具体实施方式
以下通过具体实例对本说明内容作出进一步的解释和说明，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。粉末丁腈胶为0.4～0.6份、阻燃剂为0.2～0.3份，反应型增粘剂为0.2～0.3份，沥青改性剂为3～5份，沥青质粉为15～25份，基质沥青为25～35份，溶剂为35～55份。
实施例1
一种高剪切性高粘结性涂层材料，按重量份比组成为：粉末丁腈胶0.4份，阻燃剂0.3份，反应型增粘剂0.2份，沥青改性剂5份，沥青质粉25份，基质沥青为35份，溶剂为35份。具体配置步骤如下：
步骤一、在室温下将乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯等按重量份比混合均匀形成溶剂；
步骤二、在室温下将0.4份粉末丁腈胶、0.3份阻燃剂、5份沥青改性剂、25份沥青质粉加入到配好的溶剂中，搅拌均匀，密闭静放至完全溶解；
步骤三、35份的A70基质沥青加热到135oC后，将0.2份稳定剂加入基质沥青中，搅拌待其融化；
步骤四、将步骤三中的混合沥青慢慢注入步骤二得到的混合物中搅拌均匀至室温，密闭存放即得实施例1的高剪切性高粘结性涂层材料。对涂料的性能进行监测，检测结果如表1。
表1 实施例1的高剪切性高粘结性涂层材料的性能检测结果
实施例2
一种高剪切性高粘结性涂层材料，按重量份比组成为：粉末丁腈胶0.5份，阻燃剂0.25份，反应型增粘剂0.25份，沥青改性剂4份，沥青质粉20份，基质沥青30份，溶剂45份。具体配置步骤如下：
步骤一、在室温下将乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯等按重量份比混合均匀形成溶剂；
步骤二、在室温下将0.5份粉末丁腈胶、0.25份阻燃剂、4份沥青改性剂、20份沥青质粉加入到配好的溶剂中，搅拌均匀，密闭静放至完全溶解；
步骤三、30份的A70基质沥青加热到135oC后，将0.25份稳定剂加入基质沥青中，搅拌待其融化；
步骤四、将步骤三中得到的混合沥青慢慢注入步骤二得到的混合物中搅拌均匀至室温，密闭存放即得即得实施例2的高剪切性高粘结性涂层材料。对涂料的性能进行监测，检测结果如表2。
表2 实施例2的高剪切性高粘结性涂层材料的性能检测结果
实施例3
一种高剪切性高粘结性涂层材料，按重量份比组成为：粉末丁腈胶0.6份，阻燃剂0.2份，反应型增粘剂0.3份，沥青改性剂3份，沥青质粉15份，基质沥青25份，溶剂55份。具体配置步骤如下：
步骤一、在室温下将乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甲苯等混合均匀形成溶剂；
步骤二、在室温下将0.5份粉末丁腈胶、0.25份阻燃剂、3份沥青改性剂、15份沥青质粉加入到配好的溶剂中，搅拌均匀，密闭静放至完全溶解；
步骤三、15份的A～70基质沥青加热到135oC后，将0.25份稳定剂加入基质沥青中，搅拌待其融化；
步骤四、将步骤三中的混合沥青慢慢注入步骤二得到的混合物中搅拌均匀至室温，密闭存放即得实施例3的高剪切性高粘结性涂层材料。对涂料的性能进行监测，检测结果如表3。
表3 实施例3的高剪切性高粘结性涂层材料的性能检测结果
综合三个实施例，所述涂层材料的固体含量为45%～65%，基质沥青是用于生产改性沥青,掺加改性剂进行改性的基础沥青，一般分为地沥青和焦油沥青，地沥青又包括天然沥青如湖沥青、岩石沥青、海底沥青等，和用石油经开采、精炼加工而得到的石油沥青，焦油沥青包括煤沥青和木沥青；沥青质粉为深褐色或黑色固体粉末，其加热至300℃以上，也不熔化，只分解为气体和焦炭，无任何馏分可得，其在沥青组分中总含量越高沥青脆性越大，本发明涉及的沥青质粉可以为任何种类的沥青质粉，优选粉末状的沥青质石灰岩或沥青质砂岩。所述稳定剂是反应型增粘性稳定剂，是普通热稳定剂Elx或改性的阻隔性乙烯醇透明树脂EVal中的一种或两种的混合物，可以以任意比例进行混合，改性的阻隔性乙烯醇透明树脂EVal是阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～50或EVal～60。阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～50和阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～60均由加拿大学者首次研发，两者连同普通热稳定剂Elx均属于性能优异的稳定剂，能有效的稳定产品中各物质的化学性质，防止分解、老化，使得最终产品达到性能稳定的目的。所述沥青改性剂是SBS橡胶、丁苯橡胶、轮胎胶粉中的一种、任意两种或三种的混合物，可以以任意比例进行混合。所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲苯中的一种、任意两种或三种的混合物，可以以任意比例进行混合。
分析三个表格检测结果，本发明材料具有较高的层间剪切力和粘结力；低温柔性好，-25oC下无断裂；防水性能强。此外，本发明材料室温下即可进行施工，施工温域区间大，延长施工季节，施工便利，易于操作。
上述实施例均能说明本发明的原理及其功效，但并非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应根据权利要求书的权利保护范围。
Claims (5)
1.一种高剪切性高粘结性涂层材料，其特征在于，按重量份组成为：粉末丁腈胶为0.4～0.6份，阻燃剂为0.2～0.3份，稳定剂为0.2～0.3份，沥青改性剂为3～5份，沥青质粉为15～25份，基质沥青为25～35份，溶剂35～55份；
所述稳定剂是反应型增粘性稳定剂，是阻隔性乙烯醇透明树脂EVal；
所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和二甲苯中的一种、任意两种或三种的混合物；
所述沥青改性剂是SBS橡胶、丁苯橡胶、轮胎胶粉中的一种、任意两种或三种的混合物；
所述沥青质粉是粉末状的沥青质石灰岩或沥青质砂岩。
2.根据权利要求1所述的一种高剪切性高粘结性涂层材料，其特征在于：所述阻隔性乙烯醇透明树脂EVal是改性阻隔性乙烯醇透明树脂EVal～50或EVal～60。
3.根据权利要求1所述的一种高剪切性高粘结性涂层材料，其特征在于：所述基质沥青是地沥青或焦油沥青。
4.根据权利要求1所述的一种高剪切性高粘结性涂层材料，其特征在于：所述涂层材料的固体含量为45%～65%。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种高剪切性高粘结性涂层材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤一、准备溶剂：在室温下准备溶剂，若为混合溶剂则取材配置并混匀；
步骤二、在室温下按照既定重量份依次将粉末丁腈胶、阻燃剂、沥青改性剂、沥青质粉加入到配好的溶剂中，搅拌均匀，密闭静放至完全溶解；
步骤三、将基质沥青加热到130℃～140℃，然后将稳定剂加入基质沥青中，搅拌均匀，待其融化；
步骤四、将步骤三中得到的混合料慢慢注入步骤二得到的混合料中，搅拌均匀，冷却至室温后密闭存放，至此，高剪切型高粘结性涂层材料制备完成。
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