CN105062106A - 一种沥青基材料、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种沥青基材料、制备方法及其应用，由A组分和B组分混合构成，所述A组分和B组分按如下质量分数计，所述A组分包括：乳化沥青50～76份；橡胶胶乳22～46份；细料0～2份；阴离子分散剂1～2份；所述B组分包括：促凝剂100份。本发明提供了一种双组分的沥青路面修复材料，A、B两组分按质量比进行混合，打破体系电荷平衡、浓度平衡，可3s成膜，成膜后与混凝土、沥青混合料的粘结强度大。施工简便，成本低，可在潮湿基面施工，解决了以往道路修复需长时间封闭交通的问题。

Description

一种沥青基材料、制备方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种道路施工用材料，尤其涉及一种具有自修复功能、无毒的常温快速修复沥青路面裂缝的沥青基材料及其制备方法。

背景技术

随着交通量的不断增加，沥青路面早期破坏日益严重，尤其是路面裂缝问题。若不及时处治，裂缝会引发坑槽、道路内部溶胀、剥落等病害，严重影响行车安全和平稳性，大大降低了道路的使用寿命。因此，及时修复路面裂缝对道路的正常使用有重要意义。

目前国内生产的常温施工裂缝修补材料存在低温柔韧性差、与裂缝壁的粘结强度低等缺陷，极易产生修补材料外溢、裂缝渗水等现象，进一步加速裂缝扩展。现有的一些修补材料价格较高、配套施工设备复杂，导致养护费用较高，限制了其发展应用。氯丁橡胶类修补材料是以氯丁橡胶为主要成分的非定型密封材料，分子链上的氯原子使其具有优良的耐热、耐油污、耐老化性能。此外，氯丁橡胶保持长期弹性恢复率而被广泛用于水泥公路路面的路面修补材料，但其与原路面间的粘结性能较差，易再次开裂，增加养护工作量。聚硫橡胶类密封材料是高档常温施工式裂缝修补材料，由聚硫橡胶和金属氧化物等硫化剂反应凝固而成，价格昂贵，限制了其发展应用。聚氨酯填缝料其耐磨性、低温柔软性、粘接性、耐油性优良且价格低廉，但聚氨酯裂缝修补材料存在不能长期耐热，固化较慢的缺陷。有机硅裂缝修补材料具有良好的粘结性能及耐嵌入性能，但其机械性能和耐化学药品性较差，胶层内物质容易渗析迁移，污染周围环境，且价格昂贵，限制了其广泛应用。热沥青类灌缝材料具有温度敏感性大，使用过程中耗能大，粘结力不足，路面封闭时间长等缺点；乳化沥青类灌缝材料粘结性能较差，早期强度低，开放交通慢等缺点。

相关专利申请，公开号CN102516492A公开了一种用于道路维修养护的双组份聚氨酯灌浆材料及制备方法，1～10分钟固化，可通过催化剂用量和种类来调整固化时间，从而实现快速开放交通。但该专利是一种可发泡灌浆材料，灌缝后发泡量不可控，往往会高出路面，形成裂缝处突起，影响行车舒适性且发泡材料强度低。公开号CN102924931A公开了一种新型路面灌缝材料，综合利用粉煤灰，研究了粉煤灰对改性沥青密封胶性能的影响。具有变废为宝，经济实惠的特点，但粉煤灰和石油沥青混合后性能稳定和分层问题需深入研究。公开号CN103540122公开了一种碳纤维增强的聚氨酯道路缝补材料及其制备方法，提高了缝补胶的高低温性能和耐候性，但使用过程中需用丙酮做溶剂，对施工人员的身体健康有影响。公开号CN103361026A公开了一种路面用高分子聚合物灌缝胶的制备方法，主要采用直馏沥青，SBS，相容剂和稳定剂，制备稳定度强、低温延伸率大、粘结强度大的灌缝胶，对相容剂的种类要求高。公开号CN104403079A公开了一种快速修复沥青路面裂缝的聚合物材料及其制备方法，由A、B两组分经混合快速固化而成，20℃条件下，30min内可通车，但是A、B组分的制备工艺复杂，且需充氮气密封保存。

有鉴于上述现有的修补材料存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种沥青基材料、制备方法及其应用，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的修补材料存在的缺陷，而提供一种新型沥青基材料、制备方法及其应用，无毒且常温快速修复，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的沥青基材料，由A组分和B组分混合构成，所述A组分和B组分按如下质量分数计，

所述A组分包括：乳化沥青50～76份；

橡胶胶乳22～46份；

细料0～2份；

阴离子分散剂1～2份；

所述B组分包括：促凝剂100份。

更进一步的，前述的沥青基材料，所述橡胶胶乳为丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁吡橡胶、氯丁橡胶、氯丁二烯橡胶或丁二烯苯乙烯共聚物橡胶中1～2种合成的橡胶胶乳。

更进一步的，前述的沥青基材料，所述细料为炭黑和钙粉的混合物。

更进一步的，前述的沥青基材料，所述阴离子分散剂为cmc羧甲基纤维素醚。

更进一步的，前述的沥青基材料，所述促凝剂为为氯化钙与氯化钠的混合溶液，溶质以氯化钙为主。

沥青基材料的制备方法，包括如下步骤，

步骤一，制备A组分，将乳化沥青边搅拌边加热到25～45℃时，加入细料和阴离子分散剂，然后慢慢加入加热的橡胶胶乳，并搅拌均匀，制得A组分；

步骤二，制备B组分，按质量百分数计，将氯化钙98～99.5％，氯化钠0.5～2％溶于水中，搅拌均匀得到的混合溶液为B组分；

步骤三，将A组分和B组分按质量比5～15:1进行混合固化后，即得到目标产物。

更进一步的，前述的沥青基材料的制备方法，所述步骤一中橡胶胶乳的加热温度为30～50℃。

更进一步的，前述的沥青基材料的制备方法，所述步骤二中混合溶液的浓度为5～20％。

沥青基材料用于修复沥青路面的裂缝、处治桥面的防水问题。

借由上述技术方案，本发明的沥青基材料、制备方法及其应用至少具有下列优点：

(1)本发明提供了一种双组分的沥青路面修复材料，A、B两组分按质量比5～15:1进行混合，打破体系电荷平衡、浓度平衡，可3s成膜，成膜后与混凝土、沥青混合料的粘结强度大。A组分微观状态下是由带有相同电荷的小液滴悬浮在水中杂聚在一起的混合体。小液滴是大分子聚集体，不同的小液滴是不同的大分子聚集体，液滴之间靠电荷排斥达成平衡；体系的连续相为水，内相为大分子聚集体，由于布朗运动，小液滴存在碰撞并形成大液滴而沉淀的趋势。复合的乳化剂体系包围小液滴形成薄膜或双电层，阻止微液滴的相互聚集，从而保持体系的稳定性。电荷、黏度、密度是维持乳液平衡的基本条件，液珠外围相同的电荷、相近的黏度和密度确保了体系的平衡，但这种平衡是相对的，一旦平衡被打破，材料就会快速凝结而固化。利用上述特性，将催化、固化体系合二为一，A、B两组分混合时，瞬间打破体系的电荷平衡、浓度平衡(A为阴离子型，B为金属阳离子)，使催化、成膜同时进行，迅速成膜。施工简便，成本低，可在潮湿基面(无明水)施工。解决了以往道路修复需长时间封闭交通的问题。

(2)本发明的裂缝修复材料为水性环保材料，本身无毒、无味。避免了施工过程中有毒溶剂对施工人员的身体造成伤害，同时也不会对环境造成污染，是一种绿色环保型路面裂缝修复材料。

(3)传统的修复材料自愈性差，在寒冬季节裂缝受冷变宽，而修复材料发生收缩，导致裂缝重新开裂，冻雨入缝，冻融作用会严重破坏道路结构。本发明具有橡胶的弹性特性，具有优异的低温柔性，对小的针刺可自行修复，弹性恢复率达90％，断裂延伸率高达1000％，冬季裂缝变宽，修复材料也发生延伸，使路面裂缝处于封闭状态，降低雨水入侵，延长道路使用寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的沥青基材料、制备方法及其应用其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1

A组分的制备：

乳化沥青为商购的阴离子乳化沥青，平均体积粒径小于10μm，细料为炭黑和钙粉按质量比1:2配制而成。将固含量65％的乳化沥青60％边搅拌边加热到35℃时，搅拌加入2％细料和2％阴离子分散剂，然后慢慢加入温度为40℃的固含量42％的橡胶胶乳36％，并搅拌均匀，制得A组分。

B组分的制备：

按质量计，将氯化钙98％，氯化钠2％溶于水中，搅拌均匀，配制成浓度5％的混合溶液。

将A组分和B组分按质量比5:1进行混合固化后，即得到可以快速修复沥青路面裂缝的沥青基材料。

实施例2：

A组分的制备：

乳化沥青为商购的阴离子乳化沥青，平均体积粒径小于10μm，细料为炭黑和钙粉按质量比1:2配制而成。将固含量68％的乳化沥青65％边搅拌边加热到40℃时，搅拌加入2％细料和2％阴离子分散剂，然后慢慢加入温度为45℃的固含量46％的橡胶胶乳31％，并搅拌均匀，制得A组分。

B组分的制备：

按质量计，将氯化钙99.5％，氯化钠0.5％溶于水中，搅拌均匀，配制成浓度20％的混合溶液。

将A组分和B组分按质量比8:1进行混合固化后，即得到可以快速修复沥青路面裂缝的沥青基材料。

实施例3：

A组分的制备：

乳化沥青为商购的阴离子乳化沥青，平均体积粒径小于10μm，细料为炭黑和钙粉按质量比1:2配制而成。将固含量62％的乳化沥青60％边搅拌边加热到30℃时，搅拌加入2.5％细料和1.5％阴离子分散剂，然后慢慢加入温度为35℃的固含量50％的橡胶胶乳36％，并搅拌均匀，制得A组分。

B组分的制备：

按质量计，将氯化钙98.5％，氯化钠1.5％溶于水中，搅拌均匀，配制成浓度15％的混合溶液。

将A组分和B组分按质量比12:1进行混合固化后，即得到可以快速修复沥青路面裂缝的沥青基材料。

实施例4：

A组分的制备

乳化沥青为商购的阴离子乳化沥青，平均体积粒径小于10μm，细料为炭黑和钙粉按质量比1:2配制而成。将固含量60％的乳化沥青61％边搅拌边加热到40℃时，搅拌加入2％细料和2％阴离子分散剂，然后慢慢加入温度为40℃的固含量55％的橡胶胶乳35％，并搅拌均匀，制得A组分。

B组分的制备

按质量计，将氯化钙99％，氯化钠1％溶于水中，搅拌均匀，配制成浓度10％的混合溶液。

将A组分和B组分按质量比15:1进行混合固化后，即得到可以快速修复沥青路面裂缝的沥青基材料。

本发明的修复材料在常温下3s成膜，弹性恢复率达90％，断裂延伸率达1000％，具有自修复特性，避免寒冬季节路面裂缝的二次开裂；修复过程操作简便，修复速度快，无污染，绿色环保。

对实施例中各材料的性能进行测试，结果如下表所示：

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种沥青基材料，其特征在于：由A组分和B组分混合构成，所述A组分和B组分按如下质量分数计，

所述A组分包括：乳化沥青50～76份；

橡胶胶乳22～46份；

细料0～2份；

阴离子分散剂1～2份；

所述B组分包括：促凝剂100份。

2.根据权利要求1所述的沥青基材料，其特征在于：所述橡胶胶乳为丁苯橡胶、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶、丁吡橡胶、氯丁橡胶、氯丁二烯橡胶或丁二烯苯乙烯共聚物橡胶中1～2种合成的橡胶胶乳。

3.根据权利要求1所述的沥青基材料，其特征在于：所述细料为炭黑和钙粉的混合物。

4.根据权利要求1所述的沥青基材料，其特征在于：所述阴离子分散剂为cmc羧甲基纤维素醚。

5.根据权利要求1所述的沥青基材料，其特征在于：所述促凝剂为氯化钙与氯化钠的混合溶液。

6.沥青基材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一，制备A组分，将乳化沥青边搅拌边加热到25～45℃时，加入细料和阴离子分散剂，然后慢慢加入加热的橡胶胶乳，并搅拌均匀，制得A组分；

步骤二，制备B组分，按质量百分数计，将氯化钙98～99.5％，氯化钠0.5～2％溶于水中，搅拌均匀得到的混合溶液为B组分；

步骤三，将A组分和B组分按质量比5～15:1进行混合固化后，即得到目标产物。

7.根据权利要求6所述的沥青基材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中橡胶胶乳的加热温度为30～50℃。

8.根据权利要求6所述的沥青基材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中混合溶液的浓度为5～20％。

9.沥青基材料用于修复沥青路面的裂缝、处治桥面的防水问题。