CN107056137A - 一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料。所述雾封层材料所含乳化沥青液、阳离子水性环氧树脂、固化剂、防水剂、耐磨抗滑砂。与现有技术相比，本发明所述阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料具有以下有益效果：具有粘结强度高、防水抗渗性能强、施工简单、成本低廉、开放交通时间短等特点；结合了水性环氧树脂和乳化沥青的特点，能有效的封闭路面，封闭路面微裂缝，减少甚至防止路面渗水，从而达到很好的防水抗渗的效果，有效地固结了路面松散的细集料，达到了防止路面水损害的目的；可以常温施工，减少了加热沥青对环境造成的污染，水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层更符合绿色节能减排的社会要求。

Description

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料

技术领域

本发明属于道路修复技术领域，具体来说，涉及到一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料。

背景技术

随着我国高速公路里程的快速增长，路面维修养护工作日益重要。而且我国的汽车总量不断增加，高速公路所要承受的压力越来越大，加上受到气候环境的影响，高速公路路面出现了集料松动、早期轻度裂纹和路面严重渗水等损坏情况。如果这些早期损坏情况不能及时处理，高速公路在使用过程中将会受更大程度的破坏，影响道路行车安全性，并且缩短使用寿命。如何采取有效的预养护措施来延长道路的使用年限、节约养护资金及提高行车安全性具有重要的现实意义。

沥青路面的很多病害都是由于水渗透的原因造成的，有效的预防性路面防水是非常必要的，而路面雾封层技术是一种直接、有效和经济的预防性养护和防水措施。它是直接在道路表面喷洒雾封层技术材料，迅速的为道路提供一个防水的表面，它可以封闭道路表面的空隙以及微裂缝，防止水分和空气进入路面结构而引起路面结构的破坏，对3mm以下的裂缝有自愈合的作用。可有效减缓和防止由于空气和水渗透引起的表层沥青老化问题，防止雨水下渗导致沥青路面的过早破坏。在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性的雾封层材料，以形成一层严密的防水层将路面封闭，起到隔水防渗、保护路面的功能，最大限度地减少路面的水破坏，增大路面集料间的粘结力，同时可以补充沥青粘结料，防止石料脱落，稳固集料，改善外观等作用，延长路面的使用寿命。

与常用的预防性养护措施微表处技术相比，雾封层技术具有如下优点：(1)成本低廉，雾封层技术的平均单位费用约为7-8元/m²，大约为微表处技术的25％-30％，而且雾封层等效年度费用也比微表处低大约20％。(2)施工工艺简单，路面清理后，用特定的胶带将道路标线封住，采用特制的洒布机直接喷洒施工，方便快捷，而且不影响标线的正常使用。(3)施工设备简单，雾封层可使用专门的喷洒设备，设备成本较微表处用设备价格低廉，施工方便，采用电脑控制流量，以保证喷洒的均匀性。

然而，雾封层应用于高等级公路的养护，还存在雾封层材料的防水性、粘结性和稳定性不足的问题，达不到预期的预养护效果。目前雾封层预养护的主要材料为普通乳化沥青和SBS橡胶改性乳化沥青，普通乳化沥青存在防水及粘结效果不理想的问题，而SBS橡胶改性乳化沥青存在稳定性差等问题。

发明内容

本发明提供了一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其能解决目前雾封层材料存在的粘附性差、防水抗渗能力差等缺点及技术难题。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述雾封层材料所含原料质量比依次为：乳化沥青液:阳离子水性环氧树脂:固化剂:防水剂:耐磨抗滑砂＝(65-95):(5-15):(5-15):(1-5):(300-500)。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述乳化沥青液所含原料质量比依次为：乳化沥青:水＝(60-65):(35-40)。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述固化剂为水性改性聚酰胺固化剂。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述阳离子水性环氧树脂的固含量为40％、50％、60％、70％中的一种。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述防水剂为水性有机硅防水剂。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述耐磨抗滑砂为石英砂、玄武砂、金刚砂和辉绿岩砂中的一种，耐磨抗滑砂的粒径范围为20-100目。

本发明所述的一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，所述阳离子水性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、E44中的一种；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝(0.8-1.2):(0.8-1.2):(0.8-1.2)；所述溶剂为乙醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮中的一种或者两种。

本发明所述阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，所述制备方法的步骤具体如下：

1)按沥青:水＝(60-65):(35-40)质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至135-150℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青；

2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂:固化剂:防水剂＝(65-95):(5-15):(5-15):(1-5)依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、防水剂搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料；

3)将耐磨抗滑砂400-500份质量份加入到100-120份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

与现有技术相比，本发明所述阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料具有以下有益效果：

1)具有粘结强度高、防水抗渗性能强、施工简单、成本低廉、开放交通时间短等特点；

2)结合了水性环氧树脂和乳化沥青的特点，能有效的封闭路面，封闭路面微裂缝，减少甚至防止路面渗水，从而达到很好的防水抗渗的效果，有效地固结了路面松散的细集料，达到了防止路面水损害的目的；

3)可以常温施工，减少了加热沥青对环境造成的污染，水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层更符合绿色节能减排的社会要求。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明所述阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料做进一步说明，但是本发明的保护范围并不限于此。

实施例1

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝60：40质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至135℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝0.8:0.8:1.2；所述溶剂为乙醇。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为60％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝90：10：10：5依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为60％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将40目耐磨抗滑砂500份质量份加入到115份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

实施例2

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝65：35质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至140℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸和5-羟基没药酮，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸:5-羟基没药＝0.8:0.8:1.2:0.02；所述溶剂为乙醇。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为70％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝90：5：5：3依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为65％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将40目耐磨抗滑砂400份质量份加入到105份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

实施例3

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝65：35质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至140℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E44；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝1.2:1.2:0.8；所述溶剂为乙酸乙酯。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为50％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝65：15：15:2依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为65％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将60目耐磨抗滑砂400份质量份加入到100份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

实施例4

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝65：35质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至140℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝0.8:0.8:1.2；所述溶剂为乙醇。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为70％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝90：5：5：3依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为65％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将40目耐磨抗滑砂400份质量份加入到105份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

实施例5

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝65：35质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至135℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝0.8:0.8:1.2；所述溶剂为乙醇。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为50％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝95：8：8：3依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为65％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将60目耐磨抗滑砂400份质量份加入到120份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

实施例6

一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，由以下步骤实现：

(1)按沥青：水＝65：35质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至135℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青。将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝0.8:0.8:1.2；所述溶剂为乙醇。

(2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，使其固含量为70％，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂：固化剂：防水剂＝95：15：15：5依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、有机硅搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得固含量为65％的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料。

(3)将60目耐磨抗滑砂500份质量份加入到120份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。

表1 实施例1-6的试验测试结果

将实施例1、实施例2和实施例3进行性能测试，具体的试验测试结果见表1，由测试结果可知，实施例1、实施例2和实施例3所制备的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料解决了目前雾封层材料存在粘附性、防水抗渗性能差等缺点及技术难题，施工后路面不渗水，路面的防水抗渗性能和粘结强度得到了极大的提高。

Claims (8)

1.一种阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述雾封层材料所含原料质量比依次为：乳化沥青液:阳离子水性环氧树脂:固化剂:防水剂:耐磨抗滑砂＝(65-95):(5-15):(5-15):(1-5):(300-500)。

2.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述乳化沥青液所含原料质量比为：乳化沥青:水＝(60-65):(35-40)。

3.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述固化剂为水性改性聚酰胺固化剂。

4.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述阳离子水性环氧树脂的固含量为40％、50％、60％、70％中的一种。

5.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述防水剂为水性有机硅防水剂。

6.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述耐磨抗滑砂为石英砂、玄武砂、金刚砂和辉绿岩砂中的一种，耐磨抗滑砂的粒径范围为20-100目。

7.根据权利要求1所述的阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料，其特征在于，所述阳离子水性环氧树脂的制备方法为：将环氧树脂和溶剂在70℃下机械搅拌预热，逐渐滴加二乙醇胺溶液反应2-3h后滴加一定量的冰乙酸，加入一定量的水调节固含量，得到阳离子水性环氧树脂乳液；所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51、E44中的一种；所述各组分的质量比例为环氧树脂:二乙醇胺:冰乙酸＝(0.8-1.2):(0.8-1.2):(0.8-1.2)；所述溶剂为乙醇、乙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮中的一种或者两种。

8.根据权利要求2所述阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青雾封层材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法的步骤具体如下：

1)按沥青:水＝(60-65):(35-40)质量称量好，将乳化剂加入50℃的水中搅拌使其充分溶解混合，向乳液中加入盐酸，搅拌充分调整pH为2，将沥青加热至135-150℃，完成后将沥青缓缓加入乳液中通过胶体磨进行乳化后倒出乳化沥青；

2)在固化剂中加入适量水稀释使其充分溶解，然后按质量配比为乳化沥青：阳离子水性环氧树脂:固化剂:防水剂＝(65-95):(5-15):(5-15):(1-5)依次加入水性环氧树脂乳液、乳化沥青、防水剂搅拌均匀，最后补加剩余水量充分搅拌均匀即得阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料；

3)将耐磨抗滑砂400-500份质量份加入到100-120份质量份阳离子水性环氧树脂改性乳化沥青材料中，搅拌混合均匀，即可得到雾封层材料。