CN108913093B - 一种复配式多功能沥青路面灌封胶及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复配式多功能沥青路面灌封胶及其制备工艺，该灌封胶主要成分包括复掺式改性剂改性沥青100份；功能组剂A15～30份、功能组剂B10～35份和功能组剂C5～25份。功能组剂A的主要成分为香豆酮‑茚树脂、三羟甲基丙烷、微细滑石粉、对氨基苯甲酸等。功能组剂B的主要成分为二苯甲烷二异氰酸酯、环氧硬脂酸丁酯、双酚A型环氧增容剂、三羟甲基乙烷等。功能组剂C主要成分为微胶囊、乙烯基玻璃鳞片胶泥、聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒等。本发明在配制功能组剂A、B、C后再对其进行配比设计，实现复配，复配完成的灌封胶不仅可以实现灌缝，还可实现封缝。本发明可以适用于不同类型的裂缝，根据裂缝的成因，功能组剂A、B、C有不同的掺入量。

Description

一种复配式多功能沥青路面灌封胶及其制备工艺
技术领域
本发明属于一种路面裂缝修补材料，属于公路养护领域，特别是涉及一种复配式多功能沥青路面灌封胶及其制备工艺。
背景技术
沥青路面由于其优良的路用性能，因而被广泛应用于国省干线、高速公路、市政道路等。但几乎所有的路面在各种因素作用下均会出现裂缝病害(这是普遍的路面病害现象)。裂缝病害的出现不仅会影响行车的安全性和舒适性，而且还会导致路面雨水流入基层，劣化基层、路基的强度和稳定性，导致路面出现更为严重的病害，影响车辆的出行，大幅度缩短路面的使用寿命。路面养护是整个公路养护工作的中心环节，裂缝作为路面主要的病害方式，其修补是路面养护的经常性工作。有研究表明，灌封是裂缝处置中效益费用比最优的处置方式。国内的灌封材料种类繁多，质量良莠不齐，使用效果满意度较差。工程时间表明，经灌封处理的路面裂缝，在使用2年左右，其封水性能大幅度降低，而且容易出现二次裂缝。因此，灌封材料的优化研究是有积极意义的。
目前，国内的灌缝材料大多采用改性沥青和乳化沥青作为基材，(就是用改性沥青做基材，添加其他组剂进行复改性，提升灌缝胶的综合性能)灌封材料与旧油面的粘结强度低，高温稳定性和低温柔韧性较低，耐久性差，二次开裂导致灌封完全失效，造成了养护费用的极大浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是高温稳定性和低温柔韧性较低的问题，具体提供一种复配式多功能沥青路面灌封胶及其制备工艺，本发明中的复配式多功能沥青路面灌封胶高温稳定性和低温柔韧性较好。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的之一在于提供一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，包括粉复掺式改性剂改性沥青90-110份、功能组剂A15-30份、功能组剂B10-35份和功能组剂C5-25份；
所述功能组剂A由下列重量份的原料组成的：
Figure GDA0002318985380000021
功能组剂B由下列重量份的原料组成的：
Figure GDA0002318985380000022
功能组剂C由下列重量份的原料组成的：
微胶囊 2～8份
乙烯基玻璃鳞片胶泥 4～12份
聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒 1～5份；
作为优选，所述双酚A型环氧增容剂的分子量在15000～27000之间。
作为优选，复掺式改性剂改性沥青原料由35-45目橡胶粉、55-65目橡胶粉、75-80目橡胶粉组成。
作为优选，所述微细滑石粉的粒径为30～60目。
作为优选，所述复掺式改性剂改性沥青原料由按照质量配比的35％的35-45目橡胶粉+45％的55-65目橡胶粉+20％的75-80目橡胶粉组成。
作为优选，所述复掺式改性剂改性沥青原料由按照质量配比的35％的40目橡胶粉+45％的50目橡胶粉+20％的80目橡胶粉组成。
作为优选，所述聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒由改性高钠基膨润土粒、聚乙烯醇、亲水性聚氨酯预聚体合成。
运用如上所述的组合物制备的复配式多功能沥青路面灌封胶。
复配式多功能沥青路面灌封胶作为灌缝剂和/或封缝剂在沥青路面修复中的应用。制备工艺包括以下步骤：
(1)功能组剂A的配置：称取相应分量的香豆酮-茚树脂、三羟甲基丙烷、微细滑石粉、对氨基苯甲酸，在温度为80～100℃的范围内搅拌45～60min，真空脱水1.5～2h，封装备用。
(2)功能组剂B的配置：称取相应分量的二苯甲烷二异氰酸酯、环氧硬脂酸丁酯、三羟甲基乙烷，在温度为100～120℃的范围内搅拌30～60min，真空脱水2～3h，加入双酚A型环氧增容剂在相同温度下搅拌45min，真空脱水0.5～1h，封装备用。
(3)功能组剂C的配置：称取相应分量的微胶囊、乙烯基玻璃鳞片胶泥、聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒，在常温下搅拌35～60min，真空脱水0.5～1h，封装备用。
(4)灌封胶的配置：称取相应分量的配合比为35％30目橡胶粉+45％40目橡胶粉+20％60目橡胶粉复掺式改性剂改性沥青，功能组剂A、B、C，在150～200℃范围内搅拌1～2h，并按照原有路面进行调色，即可用于路面裂缝的封灌。
有益效果在于：
1、本发明具有较好的粘弹性以及粘结强度，而且本发明灌封材料的界面粘结性和耐久性比常规灌缝胶更加优良。
2、功能组剂A采用PEO衍生物作为活性剂，甲基三甲氧基硅烷为交联剂，可以促进功能组剂的反应，使得灌封材料具有更优良的性能。
3、本发明提供的灌封胶可适用于不同类型的裂缝，功能组剂A、B、C的功能各有侧重，根据裂缝的成因，功能组剂A、B、C有不同的的掺入量。
4、在配制功能组剂A、B、C后再对其进行配比设计，实现复配，复配完成的灌封胶不仅可以实现灌缝，还可实现封缝。
5、本发明采用具有微溶胀性能的乙烯基玻璃鳞片胶泥、聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒，在雨水进入时可发生微膨胀，使灌封胶具有良好的封水性。
6、本发明采用微胶囊技术，微胶囊内封有再生剂，可以避免灌封材料的二次开裂问题。
具体实施方式
实施例1：
功能组剂A的配置：按照以下成分配比配置称取相应的组分，
Figure GDA0002318985380000041
在温度为80～100℃的范围内搅拌52min，真空脱水1.8h，封装备用；
功能组剂B的配置：称取18份二苯甲烷二异氰酸酯、8份环氧硬脂酸丁酯、5份三羟甲基乙烷，在温度为110℃的范围内搅拌45min，真空脱水2.5h，加入4份双酚A型环氧增容剂在相同温度下搅拌45min，真空脱水0.75h，封装备用；
功能组剂C的配置：称取10份微胶囊、8份乙烯基玻璃鳞片胶泥、3份聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒，在常温下搅拌35～60min，真空脱水0.5～1h，封装备用；
灌封胶的配置：称取相应分量的配合比为35％30目橡胶粉+45％40目橡胶粉+20％60目橡胶粉复掺式改性剂改性沥青，功能组剂A、B、C，在150～200℃范围内搅拌1～2h，并按照原有路面进行调色，即可用于路面裂缝的封灌。
测量本实施例制备出的灌封胶基本物理性能指标，具体指标参数参见表1，
Figure GDA0002318985380000051
表1本发明灌封胶基本物理性能指标
由表1可以看出本发明灌封胶在满足标准各项指标的同时，具有较好的粘弹性以及粘结强度。
对比例1：
功能组剂A的配置：按照以下成分配比配置称取相应的组分，
Figure GDA0002318985380000052
在温度为80～100℃的范围内搅拌52min，真空脱水1.8h，封装备用；
功能组剂B的配置：称取18份二苯甲烷二异氰酸酯、8份环氧硬脂酸丁酯、5份三羟甲基乙烷，在温度为110℃的范围内搅拌45min，真空脱水2.5h，加入4份双酚A型环氧增容剂在相同温度下搅拌45min，真空脱水0.75h，封装备用；
功能组剂C的配置：称取10份微胶囊、8份乙烯基玻璃鳞片胶泥、3份聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒，在常温下搅拌35～60min，真空脱水0.5～1h，封装备用；
灌封胶的配置：称取相应分量的配合比为35％30目橡胶粉+45％40目橡胶粉+20％60目橡胶粉复掺式改性剂改性沥青，功能组剂A、B、C，在150～200℃范围内搅拌1～2h，并按照原有路面进行调色，即可用于路面裂缝的封灌。
测量本对比例制备出的灌封胶基本物理性能指标如表2所示。
对比项目 单位 本发明活性剂、交联剂 其他交活性剂、交联剂
针入度 0.1mm 37 56
软化点 ℃ 86 78
低温延度(5℃) cm 75 76
弹性恢复率 ％ 42 34
流动值 Mm 1.6 2.8
有效期 年 3 1.5
表2本发明采用活性剂、交联剂与其他交活性剂、交联剂试验结果对比
由表2可以看出，本发明采用PEO衍生物作为活性剂，甲基三甲氧基硅烷为交联剂，可以促进功能组剂的反应，使得灌封材料具有更优良的性能。
实施例2：温度裂缝的修复
采用实施例1所制备的灌封胶、基质沥青、常规等价橡胶改性灌缝胶分别对温度裂缝进行封灌，封灌后的封灌处路面性能指标测试如表3所示，
Figure GDA0002318985380000061
表3本发明与基质沥青以及常规灌缝胶的性能对比
实施例3：路面荷载裂缝的修复
采用实施例1所制备的灌封胶、基质沥青、常规等价橡胶改性沥青灌缝胶分别对路面荷载裂缝进行封灌，封灌后的封灌处路面性能指标测试如表4所示，
Figure GDA0002318985380000071
表4本发明与基质沥青以及常规灌缝胶的性能对比
实施例4：反射裂缝
采用实施例1所制备的灌封胶、基质沥青、常规等价橡胶改性沥青灌缝胶分别对反射裂缝进行封灌，封灌后的封灌处路面性能指标测试如表5所示，
表5本发明与基质沥青以及常规灌缝胶的性能对比
Figure GDA0002318985380000072
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，
包括复掺式改性剂改性沥青90-110份、功能组剂A15-30份、功能组剂B10-35份和功能组剂C5-25份；
所述功能组剂A由下列重量份的原料组成的：
Figure FDA0002318985370000011
功能组剂B由下列重量份的原料组成的：
Figure FDA0002318985370000012
功能组剂C由下列重量份的原料组成的：
微胶囊 2～8份
乙烯基玻璃鳞片胶泥 4～12份
聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒 1～5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，所述双酚A型环氧增容剂的分子量在15000～27000之间。
3.根据权利要求1所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，复掺式改性剂改性沥青原料由35-45目橡胶粉、55-65目橡胶粉、75-80目橡胶粉组成。
4.根据权利要求1所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，所述微细滑石粉的粒径为30～60目。
5.根据权利要求3所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，所述复掺式改性剂改性沥青原料由按照质量配比的35％的35-45目橡胶粉+45％的55-65目橡胶粉+20％的75-80目橡胶粉组成。
6.根据权利要求1所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，所述复掺式改性剂改性沥青原料由按照质量配比的35％的40目橡胶粉+45％的50目橡胶粉+20％的80目橡胶粉组成。
7.根据权利要求1所述的一种用于制备复配式多功能沥青路面灌封胶的组合物，其特征在于，所述聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒由改性高钠基膨润土粒、聚乙烯醇、亲水性聚氨酯预聚体合成。
8.运用如权利要求1～7任一项所述的组合物制备的复配式多功能沥青路面灌封胶。
9.如权利要求8所述的复配式多功能沥青路面灌封胶作为灌缝剂和/或封缝剂在沥青路面修复中的应用。
10.一种制备如权利要求1或2或4或7所述的组合物的制备方法，其特征在于，制备工艺包括以下步骤：
(1)功能组剂A的配置：称取相应分量的香豆酮-茚树脂、三羟甲基丙烷、微细滑石粉、对氨基苯甲酸、界面处理剂、PEO衍生物、甲基三甲氧基硅烷，在温度为80～100℃的范围内搅拌45～60min，真空脱水1.5～2h，封装备用；
(2)功能组剂B的配置：称取相应分量的二苯甲烷二异氰酸酯、环氧硬脂酸丁酯、三羟甲基乙烷，在温度为100～120℃的范围内搅拌30～60min，真空脱水2～3h，加入双酚A型环氧增容剂在相同温度下搅拌45min，真空脱水0.5～1h，封装备用；
(3)功能组剂C的配置：称取相应分量的微胶囊、乙烯基玻璃鳞片胶泥、聚乙烯醇改性高钠基膨润土粒，在常温下搅拌35～60min，真空脱水0.5～1h，封装备用；
(4)灌封胶的配置：称取相应分量的配合比为35％30目橡胶粉+45％40目橡胶粉+20％60目橡胶粉复掺式改性剂改性沥青，功能组剂A、B、C，在150～200℃范围内搅拌1～2h，并按照原有路面进行调色，即可用于路面裂缝的封灌。
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