CN106634600A - 水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种价格低廉、使用方便、寿命长、水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法。本发明的水性彩色沥青涂料，包括水性改性沥青、颜料、填料和砂石，它们的重量比例为：45～55:5～10:15～25:20～25；还包括增强纤维，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的2～5‰。本发明的水性彩色沥青涂料为成品材料，使用时不需要再行掺配，施工采用胶接料掺配表面改性过的优质骨料现场按比例掺配方案，现场直接使用，避免复合材料现场掺配带来的繁锁因素。施工可以采用人工刮涂和机械喷涂，使用厚度为1～3mm即可，适用于各种路面。

Description

水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法

技术领域

本发明涉及一种沥青涂料、其制备方法及其用法，尤其是一种水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法。

背景技术

随着公路的发展和人们对出行环境的要求，景观艺术已经与现代人们生活方式密切相关，传统的城市道路设计与铺装技术已经不能满足现代城市多样化的要求。目前我国道路普遍是由黑色的沥青路面和灰色的水泥路面，表面无质感、单调乏味，不能给人们提供一个良好的美化环境。彩色沥青路面可以使路面颜色多样化，体现出一个城市一个地区的特色，因此被人们快速接受。彩色路面引入国内后，主要有彩色稀浆封层和热拌混合料作为主要铺装方式，施工成本和本身造价较高，维修也及其不便，时间长久表面的彩色颜料很容易磨掉，黑色石料裸露失去彩色效果。冷拌技术近年发展较快，但由于树脂胶合材料成本昂贵，不易大面积使用。

发明内容

本发明提供了一种使用方便、寿命长、水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法。

实现本发明目的之一的水性彩色沥青涂料，包括水性改性沥青、颜料、填料和砂石，它们的重量比例为：45～55:5～10:15～25:20～25；

还包括增强纤维，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的2～5‰。

所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的4‰。

所述增强纤维为短玻纤维，长度为3～4mm。

所述填料为改性填料；所述改性填料为用丙基三甲氧基硅烷与矿物粉和砂石交联后的骨料。

所述砂石为骨料，选用有级配的细砂，指标如下：

筛孔尺寸1.18mm时，通过率为100％；筛孔尺寸0.6mm时，通过率为90～100％；筛孔尺寸0.3mm时，通过率为50～70％；筛孔尺寸0.15mm时，通过率为45～55％；筛孔尺寸0.075mm时，通过率为35～45％；

所述砂石的表观密度≥2.55g/cm3；坚固性≤8％；含泥量＜2.0％。

水性改性沥青包括60～65重量份改性树脂、30～35重量份水、2～2.5重量份表面活性剂；

所述改性树脂包括如下成分(重量份)：改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份。

为多种树脂改性产品，材料的耐热性、耐候性、粘接强度、抗老化性、柔韧性都优于沥青性能。

实现本发明目的之二的水性彩色沥青涂料的制备方法，将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、增强纤维、填料和砂石混合均匀制得；所述水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按45～55:5～10:15～25:20～25重量比例混合；所述增强纤维的用量为占沥青涂料的干基料总重量的4‰。

所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，还包括水性改性沥青的制备，将60～65重量份的改性树脂、30～35重量份的水、2～2.5重量份的表面活性剂一起混合通过高速剪切胶体磨制成。

所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，还包括改性树脂的制备，将改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份一起加热140℃反应2小时后通过高速剪切磨混合均匀制得。

实现本发明目的之三的水性彩色沥青涂料的用法，采用人工刮涂或机械冷喷涂施工，喷涂基料干后控制1～3mm。

本发明的水性彩色沥青涂料、其制备方法及其用法的有益效果如下：

1、本发明的水性彩色沥青涂料为成品材料，使用时不需要再行掺配，施工采用胶接料掺配表面改性过的优质骨料现场按比例掺配方案，现场直接使用，避免复合材料现场掺配带来的繁锁因素。施工可以采用人工刮涂和机械喷涂，使用厚度为1～3mm即可，适用于各种路面。

2、本涂料为小型机械喷涂作业，不受地域、气候条件限制，施工进度快，可实现快干，缩短交通管制时间。

3、应用于道路可提高初觉辨识度，提醒警示作用，美化城市环境，能减缓城市道路表面烘烤温度，降低沥青老化、提高路面防水抗渗并延长道路使用寿命。

4、可减少路面热射线吸收，从面降低沥青路面5～10度以上，有利于减缓城市热岛效应。

5、可减少沥青路面对热辐射的吸收造成的沥青老化，降低车辙对路面的破坏，从面延长路面使用寿命和养护周期。

6、具有良好的防水抗渗性和耐磨性，可延长路面使用寿命3～5年，本涂料抗水渗透性及佳，经测试5小时以上不渗水，可有效减少路表水渗入路基，保护路基安定性。

7、可用于交通管理，有利于引导交通，减少行车安全事故。红色可以有效提高人的注意力，有利保障安全行驶。

附图说明

图1为本发明的水性彩色沥青涂料中增强纤维的添加量与涂料抗冲击性的关系示意图。

图2为本发明的水性彩色沥青涂料中增强纤维的添加量与涂料抗拉强度的关系示意图。

具体实施方式

本发明的水性彩色沥青涂料，包括水性改性沥青、颜料、改性填料和砂石，它们的重量比例为：45～55:5～10:15～25:20～25；还包括增强纤维，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的4‰。所述增强纤维为短玻纤维，长度为3～4mm。

所述砂石为骨料，选用有级配的细砂，指标如下：

筛孔尺寸1.18mm时，通过率为100％；筛孔尺寸0.6mm时，通过率为90～100％；筛孔尺寸0.3mm时，通过率为50～70％；筛孔尺寸0.15mm时，通过率为45～55％；筛孔尺寸0.075mm时，通过率为35～45％。

所述砂石的表观密度≥2.55g/cm3；坚固性≤8％；含泥量＜2.0％。

水性改性沥青包括60～65重量份改性树脂、30～35重量份水、2～2.5重量份表面活性剂。

所述改性树脂包括如下成分(重量份)：改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份。

所述改性树脂为多种树脂改性产品，材料的耐热性、耐候性、粘接强度、抗老化性、柔韧性都优于沥青性能。

本发明的水性彩色沥青涂料的制备方法，将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、增强纤维、填料和砂石混合均匀制得；所述水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按45～55:5～10:15～25:20～25重量比例混合；所述增强纤维的用量为占沥青涂料的干基料总重量的4‰。

所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，还包括水性改性沥青的制备，将60～65重量份的改性树脂、30～35重量份的水、2～2.5重量份的表面活性剂一起混合通过高速剪切胶体磨制成。

所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，还包括改性树脂的制备，将改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份一起加热140℃反应2小时后通过高速剪切磨混合均匀制得。

本发明的水性彩色沥青涂料的用法，采用人工刮涂或机械冷喷涂施工，喷涂基料干后控制1～3mm。

本发明的水性彩色沥青涂料采用改性复合水性胶粘剂，掺入级配细集料和所需要颜料，配合专用喷涂设备可以实现机械冷喷涂施工，喷涂基料干后控制1～3mm，很少增加路面厚度，方便各种场所作业，材料无毒无污染，施工便捷。

本发明的水性彩色沥青涂料具有方便使用，粘接强度高、耐候性、无气味、强渗透性，可封闭水对路面的侵害，改善路面颜色，延长公路使用年限的优点。细集料采用级配为0～3mm，硬度大于6级的彩砂：细集料应采用石料轧制而成的机制砂、石屑，尽量减少含土量和筛选出超颗粒砂石，以增强色泽亮度和道路质感。本工艺采用有气喷涂施工方法，所有设备采用直流安全电压，完全实现无噪音，环境无污染施工，每台设备可实现1000m2/h作业面积，本技术是在常温下，将配制好的水性胶结料在施工现场直接采用冷喷涂的施工方法，施工简便、快捷无污染，喷涂厚度只有1-3mm，可实现快速通车，对城市交通不增加压力，更适合小面积窄道路施工养护，颜色多样化，可设计多种造形，路面各性能指标均高于公路路面技术指标，并且每平米综合成本是热摊铺的1/4。是可实现大面积施工的施工工艺。本技术可根据路面颜色要求设计成各种图案和颜色，现场冷喷涂施工，在不增加原路面高度基础上实现已有路面的颜色改装，适合各种公路及小区、公园、景观和各种特殊要求路段的摊铺。同时对原路面已出现较小损坏，表面沥青老化损失和较小裂纹路面的修补，增加原路面的抗滑性，增加道路使用的安全性。

对比例1：

将改性c9石油树脂40重量份，聚丙烯酸甲基树脂10重量份，改性松香树脂150重量份，芳烃油20重量份，丁苯橡胶4重量份，300型抗氧剂1重量份和531型抗紫外线剂2重量份加入一起加热140℃反应2小时后通过高速剪切磨混合均匀，取60份改性树脂、30份水、2份表面活性剂一起混合通过高速剪切胶体磨，制成水性改性沥青乳液。材料完成脱水后有耐热、耐候、耐疲劳、粘结强度高并能耐较大负荷的性能，将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按50:6:20:24比例混合均匀，复合后制成样品，待样品形成干基后测试性能指标如下：

经过测试说明材料粘接性能良好，铺设路面后指标存在较大缺陷。

实施例1

将改性c9石油树脂40重量份，聚丙烯酸甲基树脂10重量份，改性松香树脂150重量份，芳烃油20重量份，丁苯橡胶4重量份，300型抗氧剂1重量份和531型抗紫外线剂2重量份加入一起加热140℃反应2小时后通过高速剪切磨混合均匀，取60份改性树脂、30份水、2份表面活性剂一起混合通过高速剪切胶体磨，制成水性改性沥青乳液。材料完成脱水后有耐热、耐候、耐疲劳、粘结强度高并能耐较大负荷的性能，将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按50:6:20:24比例混合均匀，同时加入增强短玻纤维(长度为3～4mm)，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的4‰。复合后制成样品，待样品形成干基后测试性能指标如下：

以上表格测试指标说明复合特种树脂后粘强度、耐冲击性和浸水后磨耗性能都有所改善，但浸水后的磨耗损失不附合要求，通过实验证明增强树脂和砂石之间的裹附力可以改善。

经过加入增强短玻纤维(长度为3～4mm)后可以改变材料韧性、增强应变力，会随着模内物料流动方向产生纤维定向，物理性能好。选用的纤维长短对材料会产生较大的影响，通过试验证明选用较短纤维较为合适。

如图1、2所示，增强纤维加入密度会随之增加，物料成干基后硬度较高，拉伸强度会随之增加，不易产生裂缝，通过试验耐热性能也随之增加，表面在热变形温度上升，物料的成模后冲击强度、拉伸强度和耐温变性明显改善，但添加量不易过多，实验证明，加入纤维量在4‰(干基料质量计算)时达到最佳值。

实施例2

与实施例1基本相同，不同的是：将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按45:5:15:20比例混合均匀，同时加入增强短玻纤维(长度为3～4mm)，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的2‰。

实施例3

与实施例1基本相同，不同的是：将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按55:10:25:25比例混合均匀，同时加入增强短玻纤维(长度为3～4mm)，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的5‰。

实施例4

本实施例与实施例1不同的是所述砂石为骨料，选用有级配的细砂，指标如下：

筛孔尺寸1.18mm时，通过率为100％；筛孔尺寸0.6mm时，通过率为90～100％；筛孔尺寸0.3mm时，通过率为50～70％；筛孔尺寸0.15mm时，通过率为45～55％；筛孔尺寸0.075mm时，通过率为35～45％。

所述砂石的表观密度≥2.55g/cm3；坚固性≤8％；含泥量＜2.0％。

由于石料表面和胶结料的表面张力不同，所以混合后在微观上不能很完好裹附，通过实验将所用的填料及砂石骨料表面通过改性引入表面活性基团，在干燥的过程中形成化学键，牢固结合，砂石与表面活性剂比例为95:5，改性时首先将改性剂与醇类溶剂相溶后掺入砂石料，拌合均匀后用烘干机在60度以上烘干，以充分让表面活性剂砂石反应结合。

利用助剂分子上的环氧活性基团掺于砂石表面含硅分子活性基团反应，将助剂与砂石牢牢结合在一起，助剂另一端的R集团和胶结料相似，在干燥过程中能更好的与胶结料交联在一起，因此性能得以改进。

实施例5

与实施例1不同的是填料采用改性填料。

与未处理改性的填料相比，改性过后填料的相容性得到明现改善，并使填料在物料中能充分润湿，改善混合料流动性从而提高增强效果，改性填料前后对比实验分析如表：

性能	经过表面处理	无表面处理
			拉伸强度/MPa	平行1.3	平行0.9
抗水煮剥离质量损失率％	2	10
			浸水后耐磨耗损失	35g/m2	103g/m2

通过试验指标可以看出改性过填料其耐水浸泡及耐磨耗性显著增强。

上述三个实施例的涂料经过试验喷料后的各项性能指标检测如下：

经测试各项指标均附合技术要求，本技术材料和工艺技术以优良的性能和高性价比将会有良好的应用前景。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种水性彩色沥青涂料，包括水性改性沥青、颜料、填料和砂石，它们的重量比例为：45～55:5～10:15～25:20～25；

还包括增强纤维，所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的2～5‰。

2.根据权利要求1所述的水性彩色沥青涂料，其特征在于：所述增强纤维占沥青涂料的干基料总重量的4‰。

3.根据权利要求1所述的水性彩色沥青涂料，其特征在于：所述增强纤维为短玻纤维，长度为3～4mm。

4.根据权利要求1～3任一所述的水性彩色沥青涂料，其特征在于：所述填料为改性填料；所述改性填料为用丙基三甲氧基硅烷与矿物粉和砂石交联后的骨料。

5.根据权利要求1～3任一所述的水性彩色沥青涂料，其特征在于：所述砂石为骨料，选用有级配的细砂，指标如下：

筛孔尺寸1.18mm时，通过率为100％；筛孔尺寸0.6mm时，通过率为90～100％；筛孔尺寸0.3mm时，通过率为50～70％；筛孔尺寸0.15mm时，通过率为45～55％；筛孔尺寸0.075mm时，通过率为35～45％；

所述砂石的表观密度≥2.55g/cm3；坚固性≤8％；含泥量＜2.0％。

6.根据权利要求1～3任一所述的水性彩色沥青涂料，其特征在于：水性改性沥青包括60～65重量份改性树脂、30～35重量份水、2～2.5重量份表面活性剂；

所述改性树脂包括如下成分(重量份)：改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份。

7.一种水性彩色沥青涂料的制备方法，将水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、增强纤维、填料和砂石混合均匀制得；所述水性改性沥青与颜料(氧化铁类)、填料和砂石按45～55:5～10:15～25:20～25重量比例混合；所述增强纤维的用量为占沥青涂料的干基料总重量的4‰。

8.根据权利要求7所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，其特征在于：还包括水性改性沥青的制备，将60～65重量份的改性树脂、30～35重量份的水、2～2.5重量份的表面活性剂一起混合通过高速剪切胶体磨制成。

9.根据权利要求7所述的水性彩色沥青涂料的制备方法，其特征在于：还包括改性树脂的制备，将改性c9石油树脂40～50重量份，聚丙烯酸甲基树脂10～15重量份，改性松香树脂15～20重量份，芳烃油20～25重量份，丁苯橡胶4～5重量份，300型抗氧剂1～3重量份和531型抗紫外线剂2～5重量份一起加热140℃反应2小时后通过高速剪切磨混合均匀制得。

10.一种权利要求1～6所述的水性彩色沥青涂料的用法，采用人工刮涂或机械冷喷涂施工，喷涂基料干后控制1～3mm。