CN106810129A - 灌缝材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于路面灌缝材料技术领域，特别涉及一种灌缝材料及其制备方法。本发明的灌缝材料的原料包括第一材料和第二材料，其中，第一材料包括乳化沥青，消泡剂和固化剂；第二材料包括水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂。采用本发明的灌缝材料，在沥青路面灌缝中使用，能够更加有效的灌入缝隙深处，具有高粘结性，抗收缩，高温稳定性好，低温柔韧性好等特性。

Description

灌缝材料及其制备方法

技术领域

本发明属于路面灌缝材料技术领域，特别涉及一种灌缝材料及其制备方法。

背景技术

裂缝是沥青混凝土路面最常见的危害之一，在各种道路病害中较为严重地一种。裂缝的存在使得路表水、空气及其他有害物质可通过缝隙浸入路面结构内部，并沿着混合料的孔隙渗入路面基层和路基，使路面基层和路基发软，产生唧浆、唧泥、冲刷和冻胀，进而使路面形成局部凹陷，最终导致路面产生网裂与坑槽，严重地影响车辆的行驶质量与道路的通行能力，大大降低了路面的使用寿命。为了提高路况质量，加强路面的预防性养护，必须加强路面早期裂缝的防治，因此，灌缝胶在路面养护中就显得尤为重要。

灌缝材料性能的优劣，直接决定了灌缝的效果与耐久性。当前有关沥青路面裂缝处治措施主要包括热沥青技术、乳化沥青技术、环氧粘结剂等有机高分子材料技术等手段。热沥青技术是将沥青加热到软化点以上100℃形成流动态后将其灌入裂缝处，尽管有一定的粘性，但是它存在着灌入率低、低温性能差的缺陷。乳化沥青技术是将乳化沥青灌入裂缝进行处治，尽管其流动度较热沥青好、灌入率高，但是随着破乳反应的发生，它存在一定的收缩性，所以效果一般。环氧粘结剂技术充分发挥了环氧树脂的高强粘结特性，但是溶剂型环氧树脂存在施工时间短、施工条件苛刻、不环保、灌入率低等缺点。

发明内容

本发明旨在克服现有灌缝材料的灌缝效果及耐久性不佳的技术问题，提供一种新型的灌缝材料，能够有效的灌入缝隙深处，具有高粘结性，抗收缩，高温稳定性好，低温柔韧性好等特性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种灌缝材料，灌缝材料的原料包括第一材料和第二材料，所述第一材料包括乳化沥青，消泡剂和固化剂；所述第二材料包括水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂。

一些实施例中，所述第一材料中，所述乳化沥青，所述消泡剂与所述固化剂的质量比为100:(0.1～0.5):(5～40)。

一些实施例中，所述第二材料中，所述脆性调节剂包括第一脆性调节剂和第二脆性调节剂。

一些实施例中，所述第二材料中，所述水性环氧乳液，所述第一脆性调节剂，所述第二脆性调节剂与所述相容剂的质量比为100:(5～25):(5～25):(1～5)。

一些实施例中，所述第一脆性调节剂选自丁苯胶乳、氯丁胶乳、天然橡胶胶乳中的至少一种，所述丁苯胶乳为阴离子型；所述第二脆性调节剂选自水性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯乳液或水性氨基树脂乳液中的至少一种，所述水性丙烯酸树脂乳液为阴离子型；所述相容剂选自木质素磺酸盐中的至少一种。

一些实施例中，所述乳化沥青为阴离子乳化沥青；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；。所述固化剂选自水性环氧固化剂HTW208，水性环氧固化剂GCA01或水性环氧固化剂GCA02中至少一种。

一些实施例中，所述水性环氧乳液包括水分散型环氧树脂，所述水分散型环氧树脂的固含量为40-70％，所述水分散型环氧树脂环氧当量为200-500。

再另一方面，本发明提供一种灌缝材料的制备方法，其步骤包括：所述制备方法的步骤包括：S1、第一材料的制备，包括将乳化沥青，消泡剂和固化剂按比例混合；S2、第二材料的制备，包括将水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂按比例混合；S3、将所述第一材料、所述第二材料与膨胀石墨按比例混合均匀，得到灌缝材料。

一些实施例中，所述第一材料、所述第二材料与所述膨胀石墨的质量比为100:(10～40):(1～5)。

同时本发明还提供一种灌缝材料，该灌缝材料由上述制备方法制备得到。

本发明的有益效果在于：本发明的灌缝材料是一种水性环氧改性灌缝材料，为均相体系，其通过特定的第一材料与特定的第二材料之间的相互作用，能够大大提高灌缝材料与裂缝界面的粘结力，大大提高水性环氧和乳化沥青的相容性，保证了灌缝材料的低温柔韧性。具体的，第二材料中的第一脆性调节剂采用橡胶类水乳液，增加了水性环氧树脂的韧性，增加了体系的粘弹性，第二脆性调节剂与第一脆性调节剂配合使用，能够更好的解决灌缝材料体系固化后表面发粘的问题。第二材料采用水性环氧及其助剂体系，与第一材料的固化剂反应后形成稳定的固化物，穿插在破乳后的乳化沥青中，形成一个整体。

另外，通过加入膨胀石墨，与第一材料以及第二材料所形成的灌缝材料体系结合作用，既可有效补偿了阴离子乳化沥青、水性环氧树脂体系中水分挥发所带来的体积收缩，同时还具有阻燃的功效。采用本发明的灌缝材料，在沥青路面灌缝中，能够更加有效的灌入缝隙深处，具有高粘结性，抗收缩，高温稳定性好，低温柔韧性好等特性。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。

本发明提供了一种灌缝材料，该灌缝材料的原料包括第一材料和第二材料，其中，第一材料包括乳化沥青，消泡剂和固化剂；第二材料包括水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂。第一材料与第二材料之间能够发生固化反应，提高灌缝材料与裂缝界面的粘结力。

一些实施例中，灌缝材料的原料中，乳化沥青，消泡剂与固化剂的质量比为100:(0.1～0.5):(5～40)；脆性调节剂包括第一脆性调节剂和第二脆性调节剂；水性环氧乳液，第一脆性调节剂，第二脆性调节剂和相容剂的质量比为100:(5～25):(5～25):(1～5)。

一些实施例中，固化剂可为酰胺化多胺类，聚酰胺类，多胺-环氧加成物类。还可以有惠州腾威的EA-15，EA-31；常州好时节HSJ-1040；上海爱世博CU系列等等各种固化剂，优选的，选自水性环氧固化剂HTW208，水性环氧固化剂GCA01或水性环氧固化剂GCA02中至少一种；乳化沥青优选为阴离子乳化沥青，乳化沥青优选为阴离子乳化沥青，即为带负电荷的微粒，与胺类固化剂具有更好的相容性，避免原料间的副作用，体系更稳定。

一些实施例中，消泡剂优选为有机硅类消泡剂，具体可为DGT0115(东港田化工集团)、SR-KC(郑州海鹏化工产品有限公司)、BYK1770(德国)中的一种。相容剂优选为木质素磺酸盐中的至少一种，具体的木质素磺酸盐可为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙等等。

一些实施例中，水性环氧乳液包括水分散型环氧树脂，水分散型环氧树脂的固含量为40-70％，所述水分散型环氧树脂环氧当量为200-500，水分散型环氧树脂具体可选自HTW-608、HTW-609、GEM02、GEM03中的至少一种。水性环氧乳液与固化剂混合后，固化形成的环氧树脂固化物，可改性乳化沥青破乳后的沥青，形成热固性体系，性能稳定。

一些实施例中，优选同时采用两种脆性调节剂，第一脆性调节剂采用橡胶类水乳液，选自丁苯胶乳、氯丁胶乳、天然橡胶胶乳等物质中的至少一种，增加了水性环氧树脂的韧性，增加了体系的粘弹性。第二脆性调节剂选自水性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯乳液、水性氨基树脂乳液等物质中的至少一种，两者配合使用，使得整个灌缝材料体系固化后的膜表面光滑不黏手。丁苯胶乳即SBR胶乳及水性丙烯酸树脂本发明没有限制，例如，SBR胶乳具体可以选用深圳吉田化工有限公司F0602阴离子型SBR胶乳。丁苯胶乳及水性丙烯酸树脂乳液均优选为阴离子型。水性丙烯酸树脂一般包括丙烯酸树脂乳液、丙烯酸树脂水分散体(亦称水可稀释丙烯酸)及丙烯酸树脂水溶液等，本发明具体可以选用安徽传奇新材料有限公司CQ-3958，济宁铭达新材料有限公司YB-3，广东额图网络科技发展有限公司AU-1006等。SBR胶乳及水性丙烯酸树脂在本发明的原料组合能调节环氧树脂的脆性，使得到的灌缝材料具有一定的柔韧性。

同时，本发明提供一种灌缝材料的制备方法，其步骤包括：将上述灌缝材料的原料混合得到灌缝材料。

一些实施例中，制备方法的步骤包括：S1、第一材料的制备，包括将乳化沥青，消泡剂和固化剂按100:(0.1～0.5):(5～40)的质量比例混合；S2、第二材料的制备，包括将水性环氧乳液，SBR胶乳，水性丙烯酸树脂乳液和木质素磺酸盐按100:(5～25):(5～25):(1～5)的质量比例混合；S3、将所述第一材料、所述第二材料与膨胀石墨按100:(10～40):(1～5)的质量比例混合均匀，得到灌缝材料。

上述混合的方法本发明没有限制，混合的先后顺序也可根据需要进行调整。当然，本发明的原料中还可含有其他物质，本发明可以根据物质的性质，选择性在某步加入。第一材料的制备和第二材料的制备顺序也并无限定，只要分别制得第一材料和第二材料即可。

采用本发明的灌缝材料对路面缝隙进行灌溉时，按照质量比将第一材料，第二材料，膨胀石墨在容器中进行混合，持续人工搅拌10分钟后，倒入有喷射功能的容器中，然后由施工人员逐条缝隙灌入其中即可。

本发明同时还提供了一种灌缝材料，该灌缝材料由上述制备方法制备得到。本发明的灌缝材料为均相体系，在沥青路面灌缝中，能够有效的灌入缝隙深处，具有高粘结性，抗收缩，高温稳定性好，低温柔韧性好等特性。

下面结合具体实施例对本发明做进一步详述。

实施例1

第一材料的制备：

按质量比为阴离子乳化沥青：消泡剂：固化剂＝100:0.3:20，选取固含量为50％的阴离子乳化沥青，DGT0115消泡剂及HTW208固化剂，备用。

将固化剂加入到阴离子乳化沥青中，室温搅拌5分钟，然后加入消泡剂，搅拌2分钟，静置30分钟，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第一材料。

第二材料的制备：

按质量比水性环氧乳液：SBR胶乳：水性丙烯酸树脂乳液：木质素磺酸盐＝100:10:10:2，选取固含量为50％的水性环氧乳液HTW608，阴离子型SBR胶乳，CQ-3958(安徽传奇新材料)水性丙烯酸树脂乳液，为木质素磺酸钠，备用。

将水性环氧乳液HTW608加入容器中，按质量比加入SBR胶乳，水性丙烯酸树脂乳液，木质素磺酸钠，搅拌30分钟，混合物搅拌均匀，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第二材料。

水性环氧改性灌缝材料的施工：

用鼓风机之类的设备将裂缝处的灰尘及其他杂物吹扫干净，保证裂缝处干燥、洁净。

按照质量比为第一材料：第二材料：膨胀石墨＝100:20:2，选取第一材料，第二材料，膨胀石墨，备用。

按照质量比将第一材料，第二材料，膨胀石墨在容器中进行混合，持续人工搅拌10分钟后，倒入有喷射功能的容器中，然后由施工人员逐条缝隙灌入其中即可。

实施例2

第一材料的制备：

按质量比为阴离子乳化沥青：消泡剂：固化剂＝100:0.5:40，选取固含量为50％的阴离子乳化沥青，SR-KC消泡剂及GCA01固化剂，备用。

将固化剂加入到阴离子乳化沥青中，室温搅拌5分钟，然后加入消泡剂，搅拌2分钟，静置30分钟，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第一材料。

第二材料的制备：

按质量比水性环氧乳液：SBR胶乳：水性丙烯酸树脂乳液：木质素磺酸盐＝100:15:20:5，选取固含量为50％的水性环氧乳液GEM02，阴离子型SBR胶乳，AU-1006(广东额图网络科技发展有限公司)水性丙烯酸树脂乳液，为木质素磺酸钙，备用。

将水性环氧乳液GEM02加入容器中，按质量比加入SBR胶乳，水性丙烯酸树脂乳液，木质素磺酸钙，搅拌30分钟，混合物搅拌均匀，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第二材料。

水性环氧改性灌缝材料的施工：

用鼓风机之类的设备将裂缝处的灰尘及其他杂物吹扫干净，保证裂缝处干燥、洁净。

按照质量比为第一材料：第二材料：膨胀石墨＝100:15:3，选取第一材料，第二材料，膨胀石墨，备用。

按照质量比将第一材料，第二材料，膨胀石墨在容器中进行混合，持续人工搅拌10分钟后，倒入有喷射功能的容器中，然后由施工人员逐条缝隙灌入其中即可。

实施例3

第一材料的制备：

按质量比为阴离子乳化沥青：消泡剂：固化剂＝100:0.5:40，选取固含量为50％的阴离子乳化沥青，BYK1770消泡剂及HTW208固化剂，备用。

将固化剂加入到阴离子乳化沥青中，室温搅拌5分钟，然后加入消泡剂，搅拌2分钟，静置30分钟，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第一材料。

第二材料的制备：

按质量比水性环氧乳液：SBR胶乳：水性丙烯酸树脂乳液：木质素磺酸盐＝100:15:20:5，选取固含量为60％的水性环氧乳液HTW609，阴离子型SBR胶乳，CQ-3958(安徽传奇新材料)水性丙烯酸树脂乳液，为木质素磺酸钠，备用。

将水性环氧乳液HTW609加入容器中，按质量比加入SBR胶乳，水性丙烯酸树脂乳液，木质素磺酸钠，搅拌30分钟，混合物搅拌均匀，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第二材料。

水性环氧改性灌缝材料的施工：

用鼓风机之类的设备将裂缝处的灰尘及其他杂物吹扫干净，保证裂缝处干燥、洁净。

按照质量比为第一材料：第二材料：膨胀石墨＝100:40:5，选取第一材料，第二材料，膨胀石墨，备用。

按照质量比将第一材料，第二材料，膨胀石墨在容器中进行混合，持续人工搅拌10分钟后，倒入有喷射功能的容器中，然后由施工人员逐条缝隙灌入其中即可。

实施例4

第一材料的制备：

按质量比为阴离子乳化沥青：消泡剂：固化剂＝100:0.4:30，选取固含量为50％的阴离子乳化沥青，SR-KC消泡剂及GCA01固化剂，备用。

将固化剂加入到阴离子乳化沥青中，室温搅拌5分钟，然后加入消泡剂，搅拌2分钟，静置30分钟，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第一材料。

第二材料的制备：

按质量比水性环氧乳液：SBR胶乳：水性丙烯酸树脂乳液：木质素磺酸盐＝100:15:20:4，选取固含量为50％的水性环氧乳液GEM03，阴离子型SBR胶乳，YB-3(济宁铭达新材料有限公司)水性丙烯酸树脂乳液，为木质素磺酸钙，备用。

将水性环氧乳液GEM03加入容器中，按质量比加入SBR胶乳，水性丙烯酸树脂乳液，木质素磺酸钙，搅拌30分钟，混合物搅拌均匀，得到水性环氧改性灌缝材料原料中的第二材料。

水性环氧改性灌缝材料的施工：

用鼓风机之类的设备将裂缝处的灰尘及其他杂物吹扫干净，保证裂缝处干燥、洁净。

按照质量比为第一材料：第二材料：膨胀石墨＝100:30:4，选取第一材料，第二材料，膨胀石墨，备用。

按照质量比将第一材料，第二材料，膨胀石墨在容器中进行混合，持续人工搅拌10分钟后，倒入有喷射功能的容器中，然后由施工人员逐条缝隙灌入其中即可。

由于水性环氧改性灌缝材料的相关性能目前并没有明确的规范测试方法，本发明借鉴防水涂料试验方法《道桥用防水涂料》(JCT 975-2005)主要测试灌缝材料的延弹性、25℃/50℃粘结强度、25℃/50℃剪切强度，实施例1至实施例4具体性能参数测试值见表1。

表1

性能参数	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
					延弹性(mm)	9.2	9.8	8.3	8.5
25℃粘结强度(MPa)	1.52	1.48	1.72	1.68
					50℃粘结强度(MPa)	0.97	0.93	1.12	1.08
25℃剪切强度(MPa)	1.41	1.38	1.53	1.48
					50℃剪切强度(MPa)	0.89	0.87	0.95	0.92

从上表可以看出，实施例1-4中制得的灌缝材料延弹性好，粘结强度和剪切强度远大于《道桥用防水涂料》(JCT 975-2005)的要求(50℃粘结强度≥0.5MPa，剪切强度≥0.2MPa)。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种灌缝材料，其特征在于，所述灌缝材料的原料包括第一材料和第二材料；所述第一材料包括乳化沥青，消泡剂和固化剂；所述第二材料包括水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂。

2.如权利要求1所述的灌缝材料，其特征在于，所述第一材料中，所述乳化沥青，所述消泡剂与所述固化剂的质量比为100:(0.1～0.5):(5～40)。

3.如权利要求1所述的灌缝材料，其特征在于，所述第二材料中，所述脆性调节剂包括第一脆性调节剂和第二脆性调节剂。

4.如权利要求3所述的灌缝材料，其特征在于，所述第二材料中，所述水性环氧乳液，所述第一脆性调节剂，所述第二脆性调节剂与所述相容剂的质量比为100:(5～25):(5～25):(1～5)。

5.如权利要求3所述的灌缝材料，其特征在于，所述第一脆性调节剂选自丁苯胶乳、氯丁胶乳或天然橡胶胶乳中的至少一种，所述丁苯胶乳为阴离子型；所述第二脆性调节剂选自水性丙烯酸树脂乳液、水性聚氨酯乳液或水性氨基树脂乳液中的至少一种，所述水性丙烯酸树脂乳液为阴离子型；所述相容剂选自木质素磺酸盐中的至少一种。

6.如权利要求1所述的灌缝材料，其特征在于，所述乳化沥青为阴离子乳化沥青；所述消泡剂为有机硅类消泡剂；所述固化剂选自水性环氧固化剂HTW208，水性环氧固化剂GCA01或水性环氧固化剂GCA02中至少一种。

7.如权利要求1所述的灌缝材料，其特征在于，所述水性环氧乳液包括水分散型环氧树脂，所述水分散型环氧树脂的固含量为40％-70％，所述水分散型环氧树脂的环氧当量为200-500。

8.一种如权利要求1所述的灌缝材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤包括：

S1、第一材料的制备，包括将乳化沥青，消泡剂和固化剂按比例混合；S2、第二材料的制备，包括将水性环氧乳液，脆性调节剂和相容剂按比例混合；S3、将所述第一材料、所述第二材料与膨胀石墨按比例混合均匀，得到灌缝材料。

9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一材料、所述第二材料与所述膨胀石墨的质量比为100:(10～40):(1～5)。

10.一种灌缝材料，其特征在于，所述灌缝材料通过权利要求8或9的制备方法制得。