CN106947416B - 一种自愈高渗透性灌封胶 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自愈高渗透性灌封胶，包括以下主要成分：改性剂、芳烃油、氟碳表面活性剂、水滑石粉、混合抗氧化剂、增塑剂和芳纶纤维。本发明的自愈高渗透性灌封胶，在传统的配方的基础上加入了水滑石粉，不但提升了沥青的抗车辙能力，而且阻燃性能也有显著提升，在高温下，有效抑制了有害气体挥发进入大气，安全环保；2、加入氟碳表面活性剂，不但可以显著提升各原料之间的相互作用，而且耐高温性能好，与水滑石配合使用，性状稳定，不会导致卤素流入自然界，安全环保；3、本发明中加入了芳纶纤维，可以显著提升密封胶的自愈效果。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，特别地，涉及一种自愈高渗透性灌封胶。
背景技术
石油沥青是石油经常减压蒸馏后的残留物，石油沥青具有较高的温度敏感性，高温易变软、低温易变脆，因此，沥青路面在北方地区的冬季易发生开裂，出现永久性路面裂缝。在雨季来临或冰雪融化时，水等会通过裂缝渗透到路面的基层中去，导致路面基层的破坏，大幅度损害沥青路面的使用寿命。
采用普通沥青或改性沥青对沥青路面裂缝进行修补时，沥青软化点低，高温易出现泛油及被车辆带走的现象，低温时沥青又会变脆、易脱落，难以经受路面裂缝低温扩张的应力，易发生开裂，修补使用寿命短。灌缝胶是专用于沥青路面裂缝修补的沥青材料，具有优异的高、低温性能和弹性恢复性能，能够经受裂缝伸缩带来的应变，延长修补使用寿命。
中国发明专利CN200810055524.5是采用水、水性胶粘剂、沥青、分散剂共聚后，经高分子水溶性树脂和橡胶胶乳改性，掺加稳定剂、增稠剂等助剂形成的一种灌封、封缝材料。沥青路面的裂缝一般在冬季产生和修补，水性灌缝材料在冬季寒冷天气施工困难；水性灌缝材料一般粘度低，不易控制灌缝材料的渗透深度；水性灌缝材料中含有大量的水，这些水通常在施工后无法挥发，留存到路面下对基层会有破坏。
中国专利申请CN201010189080.1采用10%-15%芳烃、3%-10%改性剂、1%-3%有机硫系化合物增强剂、3%-10%无机氯系化合物助溶剂、30%-60%石油树脂混合物、重交沥青10%-20%的物料配比，制备方法是先将芳烃加热至60℃～70℃，然后加入改性剂搅拌约30分钟；再逐步缓慢加入增强剂和助熔剂；最后将树脂与沥青加入，保温120℃，在搅拌的情况下保持30分钟来制备树脂型的灌缝胶。树脂类灌缝材料低温性能较差，不适用于北方寒冷气候，此专利提供的树脂型灌缝胶的物理指标为：5℃延度>30cm，软化点>70℃，弹性恢复>75%。根据国内交通部JT/T740-2009产品标准，对灌缝胶的低温性能采用低温拉伸指标，而非5℃延度指标；软化点要求≥80℃；弹性恢复要求30%~70%。
但是以上灌封胶的自愈能力均有待进一步提高，故有必要研究一种沥青路面的自愈灌封胶。
发明内容
本发明目的在于提供一种自愈高渗透性灌封胶，以解决技术问题。
一种自愈高渗透性灌封胶，包括以下主要成分：改性剂、芳烃油、氟碳表面活性剂、水滑石粉、混合抗氧化剂、增塑剂和芳纶纤维。
优选的，所述的自愈高渗透性灌封胶，包括以下重量百分比的成分：改性剂 80-90%、芳烃油 3-6%、氟碳表面活性剂 0.01-0.03%、水滑石粉 0.2-0.5%、混合抗氧化剂 0.1-0.2%、增塑剂 1-3%和芳纶纤维 余量。
优选的，所述的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和丁苯橡胶中的一种或者两种的组合。
优选的，所述的水滑石粉为铝、镁水滑石粉。
优选的，所述的水滑石粉的粒径为10-100μm。
优选的，所述的混合抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂和受阻酚类抗氧化剂的混合物。
优选的，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
层状双金属氢氧化物（Layered Double Hydroxide,LDH）是水滑石（Hydrotalcite,HT）和类水滑石化合物（Hydrotalcite-Like Compounds,HTLCs）的统称，由这些化合物插层组装的一系列超分子材料称为水滑石类插层材料（LDHs）。1842年Hochstetter首先从瑞典的片岩矿层中发现了天然水滑石矿；二十世纪初人们由于发现了LDH对氢加成反应具有催化作用而开始对其结构进行研究；1969年Allmann等人通过测定LDH单晶结构，首次确认了LDH的层状结构；二十世纪九十年代以后，随着现代分析技术和测试手段的广泛应用，人们对LDHs结构和性能的研究不断深化。
铝镁水滑石加热到一定温度发生分解，热分解过程包括脱层间水，脱碳酸根离子，层板羟基脱水等步骤。在空气中低于200℃时，仅失去层间水分，对其结构无影响，当加热到250~450℃时，失去更多的水分，同时有CO2生成，加热到450~500℃时，CO3 2-消失，完全转变为CO2，生成双金属复合氧化物（LDO）。在加热过程中，LDHs的有序层状结构被破坏，表面积增加，孔容增加。当加热温度超过600℃时，则分解后形成的金属氧化物开始烧结，致使表面积降低，孔体积减小，通常形成尖晶石MgAl2O4和MgO。
一种自愈高渗透性灌封胶的制备方法，包括以下步骤：将改性沥青加热到130-150℃，加入芳烃油，搅拌均匀后，继续加入其余原料，搅拌过程中的温度控制在130-140℃，搅拌均匀即可。
本发明的自愈高渗透性灌封胶加热至60-80℃使用。
本发明具有以下有益效果：1、本发明的自愈高渗透性灌封胶，在传统的配方的基础上加入了水滑石粉，不但提升了沥青的抗车辙能力，而且阻燃性能也有显著提升，在高温下，有效抑制了有害气体挥发进入大气，安全环保；2、加入氟碳表面活性剂，不但可以显著提升各原料之间的相互作用，而且耐高温性能好，与水滑石配合使用，性状稳定，不会导致卤素流入自然界，安全环保；3、本发明中加入了芳纶纤维，可以显著提升密封胶的自愈效果。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
一种自愈高渗透性灌封胶的制备方法，包括以下步骤：将改性沥青加热到130-150℃，加入芳烃油，搅拌均匀后，继续加入其余原料，搅拌过程中的温度控制在130-140℃，搅拌均匀即可。
以下对本发明的自愈高渗透性灌封胶的原料配比进行具体分析：
实施例1
一种自愈高渗透性灌封胶，包括以下重量百分比的成分：改性剂 84%、芳烃油 5%、氟碳表面活性剂 0.02%、水滑石粉 0.35%、混合抗氧化剂 0.15、增塑剂 1.5%和芳纶纤维余量。
所述的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)。
所述的水滑石粉为铝、镁水滑石粉。
所述的水滑石粉的粒径为10-100μm。
所述的混合抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂和受阻酚类抗氧化剂的混合物。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
实施例2
一种自愈高渗透性灌封胶，包括以下重量百分比的成分：改性剂 90%、芳烃油 3%、氟碳表面活性剂 0.03%、水滑石粉 0.2%、混合抗氧化剂 0.2%、增塑剂 1%和芳纶纤维 余量。
所述的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)和丁苯橡胶两种的混合物。
所述的水滑石粉为铝、镁水滑石粉。
所述的水滑石粉的粒径为10-100μm。
所述的混合抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂和受阻酚类抗氧化剂的混合物。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
实施例3
一种自愈高渗透性灌封胶，包括以下主要成分：改性剂、芳烃油、氟碳表面活性剂、水滑石粉、混合抗氧化剂、增塑剂和芳纶纤维。
所述的自愈高渗透性灌封胶，包括以下重量百分比的成分：改性剂 80%、芳烃油6%、氟碳表面活性剂 0.01%、水滑石粉 0.5%、混合抗氧化剂 0.1%、增塑剂 3%和芳纶纤维余量。
所述的改性剂为丁苯橡胶。
所述的水滑石粉为铝、镁水滑石粉。
所述的水滑石粉的粒径为10-100μm。
所述的混合抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂和受阻酚类抗氧化剂的混合物。
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
对比例
将实施例1中的芳纶纤维去除，其余配比和制备条件不变。
对实施例1-3以及对比例的样品进行物性检测，得到如下数据，见表1：
表1：
| 软化点℃ | 延度（5℃）/cm | 锥入度（25℃）/0.1mm | 弹性回复率/% | |
| 实施例1 | 95.3 | 76 | 70.3 | 68 |
| 实施例2 | 94.8 | 72 | 70.8 | 67 |
| 实施例3 | 94.0 | 73 | 70.1 | 67 |
| 对比例 | 94.2 | 70 | 69.4 | 65 |
采用四点弯曲疲劳试验机对本发明的实施例1和对比例的自愈灌封胶的自愈能力进行对比测试，具体的测试方法可以参考 黄卫东；郑茂；黄明.溶解性胶粉改性沥青混合料疲劳性能.同济大学学报.2014年第10期。
经测试，在孔隙率4%，灌封胶含量 1.5%的条件下，实施例1的自愈合评价指标为68.2%，对比例的自愈合评价指标为52.7%，实施例1的自愈合能力显著高于对比例。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种自愈高渗透性灌封胶，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：改性剂 84%、芳烃油 5%、氟碳表面活性剂 0.02%、水滑石粉 0.35%、混合抗氧化剂 0.15% 、增塑剂 1.5%和芳纶纤维余量；
所述的改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)，
所述的水滑石粉为铝、镁水滑石粉，
所述的水滑石粉的粒径为10-100μm，
所述的混合抗氧化剂为亚磷酸酯类抗氧化剂和受阻酚类抗氧化剂的混合物，
所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
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