CN110387132A - 一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及沥青混合料生产领域，尤其涉及一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法，冷补料的配方包括：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物、纳米改性剂、增强剂、表面活性剂和纳米改性树脂；所述纳米改性剂为氧化硅、纳米碳酸钙中的一种或两种混合物，所述增强剂为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈中的一种、两种或者三种的混合物，所述表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，所述纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂，本发明提供的一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法具有制备方法简单，冷补料性能优越、粘结性好和强度高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及沥青混合料生产领域，尤其涉及一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法。
背景技术
纳米改性沥青冷补料是以从废旧塑料、橡胶等提炼出的纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物为主要原料，掺加一定种类和数量的纳米改性剂，表面活性剂，树脂等，混溶制成的有机物溶液，即为冷补沥青改性剂。可当做冷补料生产时的沥青改性剂使用，适用于各等级公路沥青路面的坑槽修补。纳米改性沥青冷补料的路用性能与传统热补料相当，可广泛用于高速公路、一般公路、市政道路、机场、桥梁与隧道等各种路面的修补与养护，实际使用寿命耐久，可以弥补以往冷拌材料路用性能不良的技术缺陷。
纳米改性沥青混合料生产时的混合料温度比热拌沥青混合料要低约100℃左右，不但生产费用低，重要的是减少了沥青的老化，可延长冷补料的使用寿命。从施工过程讲，热沥青混合料施工受温度限制，要求温度不低于5℃，否则沥青混合料成型质量就会降低，而冷补料的施工则不受气温影响在零下15℃的气温下施工，质量依然可以保证，冷补料同时具备良好的防水性能，在雨雪天气和处治过的积水坑穴条件下均可施工，在底层条件良好时甚至无需洒布粘层沥青，这样就给路面的维修养护带来很大的方便，另外，冷补剂是一种成品，可以存放，随用随取。满足优质原材料要求的冷补材料具有良好的粘附性能，材料的配制可以根据各地不同环境条件及用途进行调整，对于所修补对象为沥青混凝土、水泥混凝土、桥面材料、各类基层材料时均无明显的选择性。
采用冷补材料修补沥青路面坑洞时，无须大型混合料摊铺与压实设备，仅依靠小型简易施工机具，无条件时甚至可用人工法摊铺成型.借助施工车辆和道路上通过车辆也可完成压实环节，备料随取随用，对作业空间和人员要求不高，施工过程具有极大的灵活性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法，以克服现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案是：
一种纳米改性沥青冷补料，包括以下重量份数的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物60-70份、纳米改性剂10-20份、增强剂2-3份、表面活性剂1-2份和纳米改性树脂15-20份。
进一步地，包括以下重量份数的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物65份、纳米改性剂15份、增强剂3份、表面活性剂2份和纳米改性树脂15份。
所述纳米改性剂为纳米氧化硅、纳米碳酸钙中的一种或两种的混合物。
所述增强剂为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈中的一种或多种的混合物。
所述表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂。
所述纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
一种纳米改性沥青冷补料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1）、按重量称取各原料，分别放入单独的反应釜中；
步骤2）、按照顺序依次从反应釜中取出纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物、纳米改性剂、表面活性剂、纳米改性树脂和增强剂并加入到搅拌机中，在常温下同向搅拌5-10分钟，得到纳米改性沥青冷补料。
步骤2）中，纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物在取出前，需先将反应釜加温到45-50℃后再取出；纳米改性树脂在取出前，需先将反应釜加热到35-40℃后再取出。
步骤2）中的原料加入时，每一种原料加入时均边加入边搅拌，增强剂最后缓慢加入。
得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度为20-25Mpa，弯拉强度22-30 Mpa，弯拉弹性模量15-17 Gpa。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的制备方法简单，无需特殊工艺与设备，使用冷热补料原有的设备即能够完成生产，且生产过程简便、快捷；纳米改性沥青冷补料中因为纳米改性剂的均匀分布改变了冷拌料的高温不稳定性，可以长时间存放，存放时间可达24个月，保存在厂库里，需遮阳挡雨，可随用随取，不受天气和坑穴大小的限制，剩余材料可在下次修补中继续使用，不造成混合料的浪费。
2、本发明的纳米改性沥青冷补料粘附力强，与沥青混凝土、水泥混凝土、金属、木质路面相结合均有较好的粘结力，修补后的坑穴不易产生脱落、龟裂等不良现象，不需重复修补。
3、本发明的纳米改性沥青冷补料与传统冷补料相比，在提高路用性能与使用寿命的情况下与传统冷拌补料价格相当，与传统热补料和温补料相比，其消耗的能源、释放的有害气体更少。
总之，本发明提供的一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法具有制备方法简单，冷补料性能优越、粘结性好和强度高的优点。
具体实施方式
下面举例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种纳米改性沥青冷补料，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物65千克、纳米改性剂15千克、增强剂3千克、表面活性剂2千克和纳米改性树脂15千克；其中纳米改性剂为纳米氧化硅，增强剂为聚氨酯，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
一种纳米沥青冷补料的制备方法，其步骤如下：
步骤1）、按重量称取各原料，分别放入单独的反应釜中；
步骤2）、按照顺序依次从反应釜中取出纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物、纳米改性剂、表面活性剂、纳米改性树脂和增强剂并加入到搅拌机中，在常温下同向搅拌5-10分钟，得到纳米改性沥青冷补料；其中纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物在取出前，需先将反应釜加温到45-50℃后再取出；纳米改性树脂在取出前，需先将反应釜加热到35-40℃后再取出；每一种原料加入时均边加入边搅拌，增强剂最后缓慢加入。
得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度25Mpa，弯拉强度30Mpa，弯拉弹性模量17Gpa。
实施例2
一种纳米改性沥青冷补料，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物60千克、纳米改性剂20千克、增强剂3千克、表面活性剂2千克和纳米改性树脂15千克；其中纳米改性剂为纳米氧化硅，增强剂为聚氨酯，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度20Mpa，弯拉强度22Mpa，弯拉弹性模量15Gpa。
实施例3
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物70千克、纳米改性剂10千克、增强剂3千克、表面活性剂2千克和纳米改性树脂15千克；其中纳米改性剂为纳米氧化硅，增强剂为聚氨酯，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度22Mpa，弯拉强度26Mpa，弯拉弹性模量17Gpa。
实施例4
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物70千克、纳米改性剂20千克、增强剂3千克、表面活性剂2千克和纳米改性树脂20千克；其中纳米改性剂为纳米碳酸钙，增强剂为聚丙烯酸酯，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度25Mpa，弯拉强度30Mpa，弯拉弹性模量17Gpa。
实施例5
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物65千克、纳米改性剂15千克、增强剂2千克、表面活性剂1千克和纳米改性树脂17千克；其中纳米改性剂为纳米氧化硅和纳米碳酸钙的混合物，增强剂为聚氨酯和聚丙烯腈的混合物，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度23Mpa，弯拉强度26Mpa，弯拉弹性模量16Gpa。
实施例6
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物60千克、纳米改性剂10千克、增强剂2千克、表面活性剂1千克和纳米改性树脂15千克；其中纳米改性剂为纳米碳酸钙，增强剂为聚丙烯腈，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度20Mpa，弯拉强度22Mpa，弯拉弹性模量15Gpa。
实施例7
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物61千克、纳米改性剂11千克、增强剂2.2千克、表面活性剂1.2千克和纳米改性树脂16千克；其中纳米改性剂为纳米碳酸钙，增强剂为聚丙烯腈，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度21Mpa，弯拉强度23Mpa，弯拉弹性模量16Gpa。
实施例8
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物69千克、纳米改性剂19千克、增强剂2.9千克、表面活性剂1.9千克和纳米改性树脂19千克；其中纳米改性剂为纳米氧化硅，增强剂为聚丙烯酸酯，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度24Mpa，弯拉强度29Mpa，弯拉弹性模量16Gpa。
实施例9
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物63千克、纳米改性剂13千克、增强剂2.3千克、表面活性剂1.3千克和纳米改性树脂17千克；其中纳米改性剂为纳米碳酸钙，增强剂为聚丙烯腈，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度23Mpa，弯拉强度294Mpa，弯拉弹性模量16Gpa。
实施例10
一种纳米改性沥青冷补料的原料配方，包括以下重量的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物67千克、纳米改性剂17千克、增强剂2.7千克、表面活性剂1.7千克和纳米改性树脂18千克；其中纳米改性剂为纳米碳酸钙，增强剂为聚丙烯腈，表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂，纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
制备方法同实施例1，得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度23Mpa，弯拉强度294Mpa，弯拉弹性模量16Gpa。
对比例
普通沥青冷补料的组成：乳化沥青7～8％、水5～6％、增强剂1～2％、触变剂1～3％和石料80～85％；乳化沥青按重量百分比由如下成份组成：70号沥青余量、乳化剂1.0～1.5％、增稠剂1～3％和水26.5～36.5。
普通沥青冷补料生产和使用比较方便，但是普通冷补料的的耐久性和稳定性均比较差，尤其是在南方多雨地区使用时效果更差，普通沥青冷补料的技术
本发明的实施例1-3，与对比例的技术指标的对比结果见下表。
实施例1技术指标
| 失效温度(℃) | ＞300 |
| 安全性 | 安全环保无毒 |
| 粘附性 | 沥青与玄武岩等酸性石料的粘附等级4-5级 |
| 浸水马歇尔残留稳定度(%) | ＞95 |
| 冻融劈裂强度(%) | ＞90 |
实施例2技术指标
| 失效温度(℃) | ＞300 |
| 安全性 | 安全环保无毒 |
| 粘附性 | 沥青与玄武岩等酸性石料的粘附等级4-5级 |
| 浸水马歇尔残留稳定度(%) | ＞90 |
| 冻融劈裂强度(%) | ＞85 |
实施例3技术指标
| 失效温度(℃) | ＞300 |
| 安全性 | 安全环保无毒 |
| 粘附性 | 沥青与玄武岩等酸性石料的粘附等级4-5级 |
| 浸水马歇尔残留稳定度(%) | ＞85 |
| 冻融劈裂强度(%) | ＞80 |
对比例技术指标
| 失效温度(℃) | 150～200 |
| 安全性 | 微毒 |
| 粘附性 | 沥青与玄武岩等酸性石料的粘附等级2-3级 |
| 浸水马歇尔残留稳定度(%) | 75～85 |
| 冻融劈裂强度(%) | 60～75 |
综上，本发明提供的一种纳米改性沥青冷补料及其制备方法具有制备方法简单，冷补料性能优越、粘结性好和强度高的优点。
以上所述仅为本发明的较佳实例，凡在本发明的配方设计之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物60-70份、纳米改性剂10-20份、增强剂2-3份、表面活性剂1-2份和纳米改性树脂15-20份。
2.一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于，包括以下重量份数的原料：纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物65份、纳米改性剂15份、增强剂3份、表面活性剂2份和纳米改性树脂15份。
3.根据权利要求1或2所述的一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于：所述纳米改性剂为纳米氧化硅、纳米碳酸钙中的一种或两种的混合物。
4.根据权利要求1或2所述的一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于：所述增强剂为聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈中的一种或多种的混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于：所述表面活性剂为改性环氧乙烷聚合表面活性剂。
6.根据权利要求1或2所述的一种纳米改性沥青冷补料，其特征在于：所述纳米改性树脂为纳米改性环氧树脂。
7.一种纳米改性沥青冷补料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1）、按重量称取各原料，分别放入单独的反应釜中；
步骤2）、按照顺序依次从反应釜中取出纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物、纳米改性剂、表面活性剂、纳米改性树脂和增强剂并加入到搅拌机中，在常温下同向搅拌5-10分钟，得到纳米改性沥青冷补料。
8.根据权利要求7所述的纳米改性沥青冷补料的制备方法，其特征在于：步骤2）中，纳米改性丙基苯乙烯类嵌段共聚物在取出前，需先将反应釜加温到45-50℃后再取出；纳米改性树脂在取出前，需先将反应釜加热到35-40℃后再取出。
9.根据情况要求7所述的纳米改性沥青冷补料的制备方法，其特征在于：步骤2）中的原料加入时，每一种原料加入时均边加入边搅拌，增强剂最后缓慢加入。
10.根据情况要求7所述的纳米改性沥青冷补料的制备方法，其特征在于：得到的纳米改性沥青冷补料的抗压强度为20-25Mpa，弯拉强度22-30 Mpa，弯拉弹性模量15-17 Gpa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191029 |
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