CN109021577A - 一种树脂基道路修补材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域,公开了一种树脂基道路修补材料,按重量份计,原料包括:纳米硅改性环氧增强树脂80‑100份、抗裂砂浆30‑50份、改性橡胶粒20‑40份、粗骨料25‑35份、热稳定剂2‑5份、固化剂32‑48份、固化促进剂1‑3份、稀释剂50‑70份。本发明的树脂基道路修补材料,以纳米硅改性环氧增强树脂为主体,粘合改性橡胶粒、碎石及抗裂砂浆,固化后的道路修补材料具有较高的抗冲击强度及抗压强度,抗压裂性能与抗压强度保持性较好。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,尤其涉及一种树脂基道路修补材料。
背景技术
混凝土路面是高速公路、桥梁道路及城市道路的主要结构形式之一,在交通载荷及诸多复杂自然环境因素的影响下,路面经常会出现裂缝、坑洞、崩边、错台等破损性缺陷,为保证道路交通安全,需要及时对破损路面进行修补,道路修补材料应运而生。
目前,较常用的道路修补材料主要有混凝土、沥青材料和其他高分子复合材料,混凝土结构具有良好的力学性能及耐久性,但混凝土由于受到自身粒径与流动性的限制,一般只适用于较宽(大于3mm)裂缝的灌浆处理,并且混凝土在雨天的条件下不便施工或不能施工,施工后还需要一定时间的养护,才能达到良好的力学性能,需要封锁道路,无法及时通车;沥青材料以改性沥青为主体,虽然固化时间较短,但成型后材料的力学性能较差,抗压强度很低,另外由于改性沥青需现场熬制或拌合,工艺较为繁琐,不仅易污染环境而且施工时间较长,此外,还存在粘结性不强,高温条件下易流淌等的缺点。如中国专利CN2014101.6,一种用于多种道路类型的快速修补材料及其施工使用方法,以改性沥青为主体,与固化剂及功能填料配合制备,但没有解决沥青高温流动软化,致使材料力学性能下降的问题。因此,探索采用其他高性能复合材料制备新型道路修补材料,解决目前道路修补材料存在的缺陷,成为更优的选择。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种制备工艺简单,性能环保,同时力学性能优良,尤其具有出色抗压裂性能及抗压强度保持性的道路修补材料。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种树脂基道路修补材料,按重量份计,原料包括:纳米硅改性环氧增强树脂80-100份、抗裂砂浆30-50份、改性橡胶粒20-40份、粗骨料25-35份、热稳定剂2-5份、固化剂32-48份、固化促进剂1-3份、稀释剂50-70份。
进一步的,所述的纳米硅改性环氧增强树脂,由以下方法制备得到:按重量份计称量24-36份纳米二氧化硅颗粒和3-5份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在60-80℃水浴条件下,高速搅拌3-5h后,于18K-22KHz功率进行超声波处理30-60min,在140-160℃油浴条件下,缓慢加入50-70份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和12-18份丙烯酸酯,持续搅拌反应2-3h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度200±5℃,保持10-15min,去除溶剂,即得。
进一步的,所述的纳米二氧化硅颗粒的粒径为16-18nm,比表面积为200-280m2/g,完全干燥。
进一步的,所述的改性橡胶粒的制备方法为:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒55-75份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入1-3份增塑剂和4-7份碳纤维、3-5份硼纤维颗粒及3-5份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度180-200℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在1-3mm之间。
更进一步的,所述的粗骨料为细碎石、角砾和圆砾的混合物,其中,细碎石、角砾和圆砾的的质量比为3-5:1-2:2-3,细碎石粒径为15-20mm,角砾粒径为7-10mm,圆砾粒径为3-5mm,均完全干燥。
更进一步的,所述的稀释剂丙酮、正丁醇、乙二醇、二甘醇单丁醚、异丙醇和苯乙烯中的一种,均为工业级。
更进一步的,所述的固化剂为二亚乙基三胺、2-苯基咪唑、甲基环己烷四酸二酐、对羟基苯磺酸、二氨基二苯甲烷和间苯二甲胺中的一种,均为工业级。
更进一步的,所述的固化促进剂为乙酰丙酮锰和氨基苯酚或N,N-二甲基苯胺和BMI的混合物,其中,乙酰丙酮锰和氨基苯酚的质量比为1.6-2.4:2.0-3.6,N,N-二甲基苯胺和BMI的质量比为1.8-2.4:0.4-0.8,均为工业级。
更再进一步的,所述的树脂基道路修补材料的制备方法包含以下步骤:
(1)改性橡胶粒、粗骨料与抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌30-50min,搅拌转速为250-350rpm;
(2)将纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中、加入固化剂,热稳定剂及固化促进剂,60-80℃条件下高速搅拌60-90min,搅拌转速350-550rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;
(3)将上述两步骤所得组份混合,放入搅拌机内,温度为50-70℃,搅拌10-15min,搅拌转速150-250rpm,升温至80-100℃,搅拌3-5min,搅拌转速300-500rpm。
由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
(1)本发明的树脂基道路修补材料以纳米硅改性环氧增强树脂为主体,其中,合成纳米硅改性环氧增强树脂原料多酚型缩水甘油醚环氧树脂是一种多官能团环氧树脂,具有两个以上的环氧基及其他强极性基团,易于产生较强的粘结力,固化后交联密度大,刚性有余而韧性不足;丙烯酸酯具有的碳碳双键、碳氧键等为柔性链段,与环氧树脂反应后键合到致密的交联网络中,并且在固化过程中产生微观相分离,形成了致密、疏松的两相结构,从而破坏固化网络的均匀性,有利于应力分散,可使得材料内部产生塑性变形,改善环氧树脂韧性,并能起到一定的稀释效果;而通过在环氧树脂体系中引入纳米二氧化硅颗粒,使其在环氧树脂中以颗粒及其他形状分散存在,由于纳米二氧化硅颗粒有和环氧树脂相当的弹性模量和远大于环氧树脂的断裂伸长率,当树脂受压产生的裂纹扩散遇到分散于环氧树脂中的纳米二氧化硅颗粒时,纳米颗粒在裂纹中起到桥梁或钉锚作用,使裂纹尖端在纳米颗粒间发生偏转而产生新的二级裂纹,对微观裂纹的进一步扩展延伸起到约束闭合作用,可进一步阻止宏观裂纹的形成;通过三者的协同作用,能够显著提高修补材料修补后修补区域的韧性及抗压裂能力。
(2)本发明的树脂基道路修补材料以抗裂砂浆作为粉砂填充剂,碎石和改性橡胶粒为固体填充剂,其中,碎石相对个体质量、粒径较大,与拌合物搅拌后的流动性较差,材料固化后存在较多的空隙,可由于其较大的硬度,能够较大提高材料的抗压强度;改性橡胶粒相对个体质量、粒径较小、与拌合物搅拌后的流动性较大,可填充入碎石与树脂结合留下的空隙中,且与树脂、固化剂等固化组份粘结紧密,牢固性好,可以减少材料的软化变形和开裂,并使材料具有一定的弹性,且经碳纤维改性后,强度也到增强;抗裂砂浆作为本发明中粒度最小的填充剂,经搅拌后能够在材料内均匀分布,牢固粘结各组分,对材料的抗压强度保持有,此外,基于其固有的特性,使该树脂基道路修补材料的抗软化变形及抗压裂能力有较大提高,通过三者的协同作用,能够显著提高修补材料的抗压强度以及抗软化变形能力。
(3)本发明的树脂基道路修补材料,制备工艺简单,所用原料均低毒或无毒,无污染,对环境破坏性小。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合实施例,进一步阐述本发明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
一种树脂基道路修补材料,原料为:
纳米硅改性环氧增强树脂:80份;
改性橡胶粒:30份;
抗裂砂浆:20份;
粗骨料:细碎石、角砾和圆砾的混合物25份,其中,细碎石、角砾和圆砾的质量比为3:1:2,细碎石粒径为15mm,角砾粒径为7mm,圆砾粒径为3mm,均完全干燥;
热稳定剂:二盐基邻苯二甲酸铅2份;
固化剂:二亚乙基三胺32份;
固化促进剂:乙酰丙酮锰和氨基苯酚的混合物1份,其中,乙酰丙酮锰和氨基苯酚的质量比为1.6:2.0;
稀释剂:丙酮50份。
依上述原料制备树脂基道路修补材料的步骤如下:
(1)纳米硅改性环氧增强树脂的制备:按重量份计称量24份粒径为,比表面积200m2/g的纳米二氧化硅颗粒和3份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在60℃水浴条件下,高速搅拌3h后,18KHz功率下进行超声波处理30min,在140℃油浴条件下,缓慢加入50份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和12份丙烯酸酯,持续搅拌反应2h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度195℃,保持10min,去除溶剂,即得;
(2)改性橡胶粒的制备:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒55份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入1份增塑剂和4份碳纤维、3份硼纤维颗粒及3份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度180℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在1mm;
(3)将步骤(1)所制的纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中,加入固化剂、热稳定剂及固化促进剂,68℃条件下高速搅拌60min,搅拌转速400rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;将步骤(2)所制的改性橡胶粒与粗骨料、抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌30min,搅拌转速为250rpm;
(4)将步骤(3)所预处理的组份放入搅拌机内,温度为50℃,搅拌10min,搅拌转速150rpm,升温至80℃,搅拌3min,搅拌转速300rpm。
实施例2
一种树脂基道路修补材料,原料为:
纳米硅改性环氧增强树脂:85份;
改性橡胶粒:35份;
抗裂砂浆:25份;
粗骨料:细碎石、角砾和圆砾的混合物27份,其中,细碎石、角砾和圆砾的质量比为3.5:1.3:2.2,细碎石粒径为15mm,角砾粒径为7mm,圆砾粒径为3mm,均完全干燥;
热稳定剂:二盐基亚磷酸铅2份;
固化剂:2-苯基咪唑36份;
固化促进剂:乙酰丙酮锰和氨基苯酚的混合物1.5份,其中,乙酰丙酮锰和氨基苯酚的质量比为1.8:2.4;
稀释剂:正丁醇55份。
依上述原料制备树脂基道路修补材料的步骤如下:
(1)纳米硅改性环氧增强树脂的制备:按重量份计称量27份粒径为,比表面积220m2/g的纳米二氧化硅颗粒和3.5份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在65℃水浴条件下,高速搅拌3.5h后,19KHz功率下进行超声波处理37min,在160℃油浴条件下,缓慢加入55份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和13.5份丙烯酸酯,持续搅拌反应2.2h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度197℃,保持10min,去除溶剂,即得;
(2)改性橡胶粒的制备:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒60份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入1份增塑剂和4份碳纤维、3份硼纤维颗粒及3份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度185℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在1.5mm;
(3)将步骤(1)所制的纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中,加入固化剂、热稳定剂及固化促进剂,65℃条件下高速搅拌67min,搅拌转速375rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;将步骤(2)所制的改性橡胶粒与粗骨料、抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌35min,搅拌转速为275rpm;
(4)将步骤(3)所预处理的组份放入搅拌机内,温度为55℃,搅拌11.3min,搅拌转速175rpm,升温至85℃,搅拌3.5min,搅拌转速350rpm。
实施例3
一种树脂基道路修补材料,原料为:
纳米硅改性环氧增强树脂:90份;
改性橡胶粒:30份;
抗裂砂浆:40份;
粗骨料:细碎石、角砾和圆砾的混合物30份,其中,细碎石、角砾和圆砾的质量比为4:1.5:2.5,细碎石粒径为18mm,角砾粒径为8.5mm,圆砾粒径为4mm,均完全干燥;
热稳定剂:二盐基硬脂酸铅3.5份;
固化剂:甲基环己烷四酸二酐40份;
固化促进剂:N,N-二甲基苯胺和BMI的混合物2份,其中,N,N-二甲基苯胺和BMI的质量比为2.1:0.6;
稀释剂:二甘醇单丁醚60份。
依上述原料制备树脂基道路修补材料的步骤如下:
(1)纳米硅改性环氧增强树脂的制备:按重量份计称量30份粒径为,比表面积240m2/g的纳米二氧化硅颗粒和4份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在70℃水浴条件下,高速搅拌4h后,20KHz功率下进行超声波处理45min,在150℃油浴条件下,缓慢加入60份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和15份丙烯酸酯,持续搅拌反应2.5h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度200℃,保持10min,去除溶剂,即得;
(2)改性橡胶粒的制备:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒65份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入2份增塑剂和5.5份碳纤维、4份硼纤维颗粒及4份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度190℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在2mm;
(3)将步骤(1)所制的纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中,加入固化剂、热稳定剂及固化促进剂,70℃条件下高速搅拌75min,搅拌转速450rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;将步骤(2)所制的改性橡胶粒与粗骨料、抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌40min,搅拌转速为300rpm;
(4)将步骤(3)所预处理的组份放入搅拌机内,温度为60℃,搅拌13min,搅拌转速200rpm,升温至90℃,搅拌4min,搅拌转速400rpm。
实施例4
一种树脂基道路修补材料,原料为:
纳米硅改性环氧增强树脂:95份;
改性橡胶粒:35份;
抗裂砂浆:45份;
粗骨料:细碎石、角砾和圆砾的混合物32份,其中,细碎石、角砾和圆砾的质量比为4.5:1.8:2.7,细碎石粒径为16.5mm,角砾粒径为7.8mm,圆砾粒径为4.5mm,均完全干燥;
热稳定剂:二盐基亚磷酸铅4份;
固化剂:对羟基苯磺酸44份;
固化促进剂:N,N-二甲基苯胺和BMI的混合物2.5份,其中,N,N-二甲基苯胺和BMI的质量比为2.25:0.7;
稀释剂:苯乙烯65份。
依上述原料制备树脂基道路修补材料的步骤如下:
(1)纳米硅改性环氧增强树脂的制备:按重量份计称量33份粒径为,比表面积260m2/g的纳米二氧化硅颗粒和4.5份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在75℃水浴条件下,高速搅拌4.5h后,21KHz功率下进行超声波处理52min,在155℃油浴条件下,缓慢加入65份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和17份丙烯酸酯,持续搅拌反应2.8h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度203℃,保持10min,去除溶剂,即得;
(2)改性橡胶粒的制备:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒70份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入2.5份增塑剂和6.2份碳纤维、4.5份硼纤维颗粒及4.5份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度195℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在2.5mm;
(3)将步骤(1)所制的纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中,加入固化剂、热稳定剂及固化促进剂,75℃条件下高速搅拌83in,搅拌转速500rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;将步骤(2)所制的改性橡胶粒与粗骨料、抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌45min,搅拌转速为325rpm;
(4)将步骤(3)所预处理的组份放入搅拌机内,温度为65℃,搅拌14min,搅拌转速225rpm,升温至95℃,搅拌4.5min,搅拌转速450rpm。
实施例5
一种树脂基道路修补材料,原料为:
纳米硅改性环氧增强树脂:100份;
改性橡胶粒:35份;
抗裂砂浆:50份;
粗骨料:细碎石、角砾和圆砾的混合物35份,其中,细碎石、角砾和圆砾的质量比为5:2:3,细碎石粒径为20mm,角砾粒径为10mm,圆砾粒径为5mm,均完全干燥;
热稳定剂:水合三盐基硫酸铅5份;
固化剂:间苯二甲胺48份;
固化促进剂:N,N-二甲基苯胺和BMI的混合物3份,其中,N,N-二甲基苯胺和BMI的质量比为2.4:0.8;
稀释剂:乙二醇70份。
依上述原料制备树脂基道路修补材料的步骤如下:
(1)纳米硅改性环氧增强树脂的制备:按重量份计称量36份粒径为,比表面积280m2/g的纳米二氧化硅颗粒和5份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在80℃水浴条件下,高速搅拌5h后,22KHz功率下进行超声波处理60min,在160℃油浴条件下,缓慢加入70份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和18份丙烯酸酯,持续搅拌反应3h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度205℃,保持10min,去除溶剂,即得;
(2)改性橡胶粒的制备:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒75份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入3份增塑剂和7份碳纤维、5份硼纤维颗粒及5份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度200℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在3mm;
(3)将步骤(1)所制的纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中,加入固化剂、热稳定剂及固化促进剂,80℃条件下高速搅拌90min,搅拌转速550rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;将步骤(2)所制的改性橡胶粒与粗骨料、抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌50min,搅拌转速为350rpm;
(4)将步骤(3)所预处理的组份放入搅拌机内,温度为70℃,搅拌15min,搅拌转速250rpm,升温至100℃,搅拌5min,搅拌转速500rpm。
按上述道路修补材料制备步骤,制备实施例1-5,
并设置如下对比例:
对比例1:与实施例1的技术方案基本相同,不同点是:不采用纳米硅改性环氧增强树脂;
对比例2:与实施例1的技术方案基本相同,不同点是:不添加改性橡胶颗粒;
对比例3:与实施例1的技术方案基本相同,不同点是:不添加粗骨料;
对比例4:与实施例1的技术方案基本相同,不同点是:改性橡胶粒替换使用普通的橡胶颗粒;
对比例5:与实施例1的技术方案基本相同,不同点是:抗裂砂浆替换为常见原料滑石粉。同样以本发明所述的道路修补材料制备方法,制备对比例1-5,依照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002及高分子材料力学性能测试对实施例1-5及对比例1-5进行力学性能测试,测试结果记录于下表:
表一
由上表可知,实施例3的各项力学性能在实施例1-5中均为最佳,故可认为实施例3为最佳实施方案;对比例1中,当该材料所用环氧树脂没有采用纳米二氧化硅进行改性时,力学性能全面降低,尤其抗冲击强度与实施例3相比降低19.8MPa,抗硬物嵌入性即固化后硬度也大幅降低0.28cm,说明使用纳米二氧化硅改性环氧树脂能全面显著提高材料的力学性能;对比例2中没有添加改性橡胶作为固体填充剂,材料的弹性模量与抗弯强度降低最大,分别达到达11GPa和2.66MPa,说明改性橡胶粒能充分提高材料的弹性模量与抗弯强度;对比例3中没有添加粗骨料作为固体填充剂,材料的弹性模量与抗弯强度降低,分别达到8.4GPa和1.98MPa,下降幅度较对比例2与实施例3的幅度小,说明改性橡胶粒对于材料力学性能的影响较粗骨料大;对比例4中添加了未经碳纤维改性的橡胶颗粒,相比与对比例2的不添加,其弹性模量与抗弯强度均较高,但各强度测试数值均低于实施例3,说明橡胶颗粒经改性后能提高材料各力学强度,由于橡胶颗粒未经碳纤维改性,强度;对比例5中采用滑石粉作为粉体填充剂,与实施例3相比,7天抗压强度与15天抗压强度增长至仅为0.4MPa,与实施例3的2.0MPa相比差距明显,故本发明采用抗裂砂浆作为粉体填充剂,对于材料的抗压强度保持有明显提高,本发明采用的纳米二氧化硅、改性橡胶颗粒及抗裂砂浆,均能对材料的力学性能有所加强。
粗骨料影响评价
本发明采用混合型粗骨料,为测试成分对材料性能影响,设置:
对比例6:与实施例:3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为细碎石;
对比例7:与实施例3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为角砾;
对比例8:与实施例3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为圆砾;
对比例9:与实施例3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为细碎石和角砾;
对比例10:与实施例:3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为细碎石和圆砾;
对比例11:与实施例:3的技术方案基本相同,不同点是:粗骨料成分为角砾和圆砾。
依照《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002及高分子材料力学性能测试对实施例3及对比例6-11进行力学性能测试,测试结果记录于下表:
表二
由上表可知,对比例6-8为单组分粗骨料,对比例9-11为双组份粗骨料,单、双组份粗骨料的测试数据均比实施例3的低,说明采用本发明的混合型粗骨料能使材料的力学性能最优。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合,以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (9)
1.一种树脂基道路修补材料,其特征在于按重量份计,原料包括:纳米硅改性环氧增强树脂80-100份、抗裂砂浆30-50份、改性橡胶粒20-40份、粗骨料25-35份、热稳定剂2-5份、固化剂32-48份、固化促进剂1-3份、稀释剂50-70份。
2.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的纳米硅改性环氧增强树脂,由以下方法制备得到:按重量份计称量24-36份纳米二氧化硅颗粒和3-5份硅烷偶联剂Sj-42溶于正丁醇,在60-80℃水浴条件下,高速搅拌3-5h后,于18K-22KHz功率进行超声波处理30-60min,在140-160℃油浴条件下,缓慢加入50-70份多酚型缩水甘油醚环氧树脂和12-18份丙烯酸酯,持续搅拌反应2-3h后,于真空干燥箱内,设置真空压力0.2MPa,温度200±5℃,保持10-15min,去除溶剂,即得。
3.根据权利要求2所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的纳米二氧化硅颗粒的粒径为16-18nm,比表面积为200-280m2/g,完全干燥。
4.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的改性橡胶粒的制备方法为:将收集到的橡胶废弃物清洗,去除表面污垢,破碎成胶块,再由粗碎机粉碎成胶粒,将胶粒送入金属分离机和风选机中,去除金属及其它杂质,按重量份计称量除杂质后的胶粒55-75份,在氮气保护下,升温至300℃呈熔融态,向熔融料中加入1-3份增塑剂和4-7份碳纤维、3-5份硼纤维颗粒及3-5份氧化锌粉,混合均匀,混合料输送入双螺杆挤出机,通过红外加热管套,控制混合料温度180-200℃,经挤出、风干、切粒制得,粒径控制在1-3mm之间。
5.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的粗骨料为细碎石、角砾和圆砾的混合物,其中,细碎石、角砾和圆砾的的质量比为3-5:1-2:2-3,细碎石粒径为15-20mm,角砾粒径为7-10mm,圆砾粒径为3-5mm,均完全干燥。
6.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的稀释剂为丙酮、正丁醇、乙二醇、二甘醇单丁醚、异丙醇和苯乙烯中的一种,均为工业级。
7.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的固化剂为二亚乙基三胺、2-苯基咪唑、甲基环己烷四酸二酐、对羟基苯磺酸、二氨基二苯甲烷和间苯二甲胺中的一种,均为工业级。
8.根据权利要求1所述的一种树脂基道路修补材料,其特征在于,所述的固化促进剂为乙酰丙酮锰和氨基苯酚或N,N-二甲基苯胺和BMI的混合物,其中,乙酰丙酮锰和氨基苯酚的质量比为1.6-2.4:2.0-3.6,N,N-二甲基苯胺和BMI的质量比为1.8-2.4:0.4-0.8,均为工业级。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种树脂基道路修补材料的制备方法,其特征在于,包含以下步骤:
(1)改性橡胶粒、粗骨料与抗裂砂浆混合,放入搅拌机内搅拌30-50min,搅拌转速为250-350rpm;
(2)将纳米硅改性环氧增强树脂溶于稀释剂中、加入固化剂,热稳定剂,60-80℃条件下高速搅拌60-90min,搅拌转速350-550rpm,短暂升温至100℃下搅拌5min,转速不变;
(3)将上述两步骤所得组份混合,放入搅拌机内,温度为50-70℃,搅拌10-15min,搅拌转速150-250rpm,升温至80-100℃,搅拌3-5min,搅拌转速300-500rpm。
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