CN110643184A - 一种再生还原磨耗层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生还原磨耗层及其制备方法，其技术要点为：原料按重量份包括以下组分：轻质石油30‑60份，乳化沥青20‑45份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶22‑45份，氧化锌15‑30份，溶剂油20‑36份，聚酰胺树脂16‑34份，渗透剂18‑35份，抗水剂5‑13份，交联剂12‑20份。制备方法为：S1：将苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶和聚酰胺树脂分别在110±5℃和140±5℃的温度下搅拌10±3分钟，得到熔融体；S2：将乳化沥青加热至110±5℃，然后依次加入轻质石油、溶剂油S1中的熔融体、氧化锌、抗水剂、渗透剂和交联剂，加热搅拌15±5min即可。本发明制备方法简单，而且具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用。

Description

一种再生还原磨耗层及其制备方法

技术领域

本发明涉及道路养护领域，更具体地说，它涉及一种再生还原磨耗层及其制备方法。

背景技术

随着我国经济发展，我国的公路建设也在快速正常，然而我国国土面积大，全国气候多变，而且公路长时间使用后也会发生损伤，因此，对于道路的养护也是公路发展过程中十分重要的一环。

沥青路面的养护工作一般可分为预防性养护和矫正性养护，其中预防性养护更为有效和经济，适用于没有发生损坏或只有轻微缺陷和病害的路面，并在没有提高路面结构承载的情况下，在道路使用状况衰减的初期，在最适当的时机，应用最适当的预防性养护措施，以最小的寿命周期成本，最大程度地延缓路况退化。

在预防性养护中，预养护再生封层技术是将封层材料喷洒在沥青路面表面，通过再生材料与老化沥青的物理化学作用，恢复老化沥青结合料的性质，改善沥青路面的功能性损害，起到封闭路面微裂缝、防止松散石料脱落、阻止水分下渗的作用，达到显著改善路面外观、延长路面大中修周期、延长沥青路面使用寿命的目的。

现有公开号为CN1085620A的中国专利，一种用于旧沥青路面翻修的再生复活剂，该再生复活剂按比例先将脂肪酸下脚料进行提炼去杂质，沉淀后的纯液体，加入蒽油、松节油下脚料或石油树脂，加热搅拌至一定温度混合为一体即得再生复活剂。修补后的公路，力学性能优异。

本发明的目的也在于提供一种再生还原磨耗层来对路面进行养护，使得公路正常使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种再生还原磨耗层及其制备方法，其制备方法简单，而且具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油30-60份，乳化沥青20-45份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶22-45份，氧化锌15-30份，溶剂油20-36份，聚酰胺树脂16-34份，渗透剂18-35份，抗水剂5-13份，交联剂12-20份。

通过采取上述技术方案，轻质石油和乳化沥青中均含有芳香类化合物，因此可以有效补充老化沥青缺少的芳香烃化合物，同时轻质石油的流动性好，乳化沥青右可以和老化沥青充分融合，从而轻质石油和乳化沥青可以顺利入到老化沥青的裂缝中，与老化沥青进行结合。

苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶是一种具有良好流动性能和相容性能的热塑性弹性体，具有很高的拉伸强度和良好的表面摩擦性能，可以有效地提高沥青路面的耐磨性能，而且苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶还可以与其他组分进行很好的融合并且具有很好的粘结性能，可以与其他组分牢固粘合，提高沥青路面的抗冲击能力，降低沥青路面的脆性。

氧化锌作为一种金属氧化物，具有良好的耐磨性能，从而可以进一步一提高沥青路面的耐磨性，同时，氧化锌也是一种紫外屏蔽剂，可以提高沥青路面的耐光老化性能，而且氧化锌自身的粘结性能也使得氧化锌可以与其他组分中分附着，进一步提高沥青路面的使用性能。

溶剂油的加入，则是利用溶剂油对沥青的溶解能力，使得再生还原磨耗层中的混合料在接触老化沥青的时候，使得老化沥青的截面也被微溶解，从而提高再生还原磨耗层与原路面之间的结合强度。

聚酰胺树脂的加入，则是利用聚酰胺树脂的固化作用，提高混合料的固化速度，而且聚酰胺树脂自身优异的韧性、结合强度、耐磨和抗霉菌性能也可以进一步提高沥青路面的路用性能；同时由于聚酰胺树脂容易吸水，因此，本发明中加入了抗水剂，以减少水对沥青路面的损伤。

交联剂和渗透剂作为功能性助剂，分别提高再生还原磨耗层混合料的组结合能力和对老化沥青的渗透能力，从而本发明的再生还原磨耗层具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用。

发明的进一步设置为，所述轻质石油包括汽油、煤油、轻柴油、橡胶油的一种或多种。

通过采取上述技术方案，汽油、煤油、轻柴油、橡胶油中含有一定量的芳香烃，可以有效为老化沥青提供芳香烃化合物，而且汽油、煤油、轻柴油、橡胶油均具有良好的流动性，可以很好的渗透到老化沥青的裂缝中。

发明的进一步设置为，所述溶剂油为甲苯和二甲苯中的一种或两种。

通过采取上述技术方案，甲苯和二甲苯均对沥青具有很好的溶解性，可以使得老化沥青和再生还原磨耗层接触界面处的沥青融合，提高老化沥青与再生还原磨耗层之间的结合强度，同时，甲苯和二甲苯本身就是芳香烃，可以进一步对老化沥青补充损失的芳香烃。

发明的进一步设置为，所述渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯18-26份，乙基纤维素16-26份。

通过采取上述技术方案，硬脂酸正丁酯则同样作为一种润滑剂，其具有很好的内部润滑和热稳定性，从而提高再生还原磨耗层混合料的流动性，同时为了避免硬脂酸正丁酯的加入导致再生还原磨耗层混合料的粘结能力过多减低，本发明中加入了乙基纤维素，其在高温的时候具有很好的流动性而不会影响到再生还原磨耗层混合料的搅拌，而温度降低的时候，其逐渐固化，而且粘度增加，可以有效维持再生还原磨耗层混合料的粘结强度，与此同时，硬脂酸正丁酯可以对乙基纤维素起到增塑的作用，使得硬脂酸正丁酯和乙基纤维素起到自身基本的作用之外，可以发生复配，提高再生还原磨耗层混合料的塑性加工性能和柔韧性。

发明的进一步设置为，所述抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺10-25份，聚二甲基硅氧烷16-33份。

通过采取上述技术方案，碳化二亚胺作为一种抗水解剂，可以有效避免沥青受到水的侵蚀；而聚二甲基硅氧烷作为一种疏水材料，对水具有很强的排斥能力，从而可以有效减少水分向沥青中的渗入。

发明的进一步设置为，所述交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯12-20份，三甲氧基硅烷8-15份。

通过采取上述技术方案，过氧化二异丙苯和三甲氧基硅烷都是优异的交联剂，在室温或加热下发生交联反应，在线型的分子之间产生化学键，使线型分子相互连在一起，形成网状结构，加强再生还原磨耗层的强度和韧性，同时过氧化二异丙苯与氧化锌可以发生复配作用，可以提高沥青的耐老化性和强度。

发明的进一步设置为，原料按重量份包括以下组分：轻质石油40份，乳化沥青32份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶38份，氧化锌26份，溶剂油25份，聚酰胺树脂33份，渗透剂28份，抗水剂8份，交联剂15份。

通过采取上述技术方案，对再生还原磨耗层中的原料组分配比进行进一步优化，可以进一步提高沥青路面的耐磨性和抗冲击性能，提高沥青路面的路用价值。

本发明的另一目的在于提供一种再生还原磨耗层的制备方法，包括以下步骤：

S1：将苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶和聚酰胺树脂分别在110±5℃和140±5℃的温度下搅拌10±3分钟，得到熔融体；

S2：将乳化沥青加热至110±5℃，然后依次加入轻质石油、溶剂油S1中的熔融体、氧化锌、抗水剂、渗透剂和交联剂，加热搅拌15±5min即可。

通过采取上述技术方案，对苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶和聚酰胺树脂预先熔融，可以减小高温对不耐热组分的影响，而且可以使得各组分更为均匀地混合在一起。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.本发明利用轻质石油和乳化沥青的芳香烃补充、苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶的耐心性和抗冲击性能提高、溶剂油对沥青的溶解作用、聚酰胺树脂的固化作用，使得本发明具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用；

2.本发明加入了抗水剂，以减少水对沥青路面的损伤；同时，交联剂和渗透剂作为功能性助剂，分别提高再生还原磨耗层混合料的组结合能力和对老化沥青的渗透能力。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明中所用到的原料为：

实施例一：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油30份，乳化沥青20份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶22份，氧化锌15份，溶剂油20份，聚酰胺树脂16份，渗透剂18份，抗水剂5份，交联剂12份。

其中：

轻质石油包括等重量份的汽油、煤油、轻柴油、橡胶油。

溶剂油为甲苯。

渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯18份，乙基纤维素16份。

抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺10份，聚二甲基硅氧烷16份。

交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯12份，三甲氧基硅烷8份。

实施例二：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油35份，乳化沥青25份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶29份，氧化锌20份，溶剂油23份，聚酰胺树脂20份，渗透剂26份，抗水剂8份，交联剂15份。

其中：

轻质石油包括等重量份的汽油、煤油、轻柴油。

溶剂油为二甲苯。

渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯20份，乙基纤维素20份。

抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺15份，聚二甲基硅氧烷20份。

交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯16份，三甲氧基硅烷10份。

实施例三：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油40份，乳化沥青32份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶38份，氧化锌26份，溶剂油25份，聚酰胺树脂33份，渗透剂28份，抗水剂8份，交联剂15份。

其中：

轻质石油包括等重量份的轻柴油、橡胶油。

溶剂油为等重量份的甲苯和二甲苯中。

渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯23份，乙基纤维素22份。

抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺16份，聚二甲基硅氧烷23份。

交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯15份，三甲氧基硅烷12份。

实施例四：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油45份，乳化沥青40份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶40份，氧化锌28份，溶剂油32份，聚酰胺树脂30份，渗透剂30份，抗水剂11份，交联剂18份。

其中：

轻质石油包括等重量份的轻柴油、橡胶油。

溶剂油为二甲苯。

渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯22份，乙基纤维素23份。

抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺23份，聚二甲基硅氧烷30份。

交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯18份，三甲氧基硅烷12份。

实施例五：

一种再生还原磨耗层，原料按重量份包括以下组分：轻质石油60份，乳化沥青45份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶45份，氧化锌30份，溶剂油36份，聚酰胺树脂34份，渗透剂35份，抗水剂13份，交联剂12份。

其中：

轻质石油包括汽油。

溶剂油为甲苯。

渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯26份，乙基纤维素26份。

抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺25份，聚二甲基硅氧烷33份。

交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯20份，三甲氧基硅烷15份。

实施例六：

一种再生还原磨耗层的制备方法，包括以下步骤：

S1：将苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶和聚酰胺树脂分别在110±5℃和140±5℃的温度下搅拌10±3分钟，得到熔融体；

S2：将乳化沥青加热至110±5℃，然后依次加入轻质石油、溶剂油S1中的熔融体、氧化锌、抗水剂、渗透剂和交联剂，加热搅拌15±5min即可。

将得到的再生再生还原磨耗层液体倒在老化沥青上，干燥后得到可用的再生还原磨耗层。

对比例一：

与实施例一相比，不添加苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶。

对比例二：

与实施例一相比，不添加溶剂油。

对比例三：

与实施例一相比，不添加聚酰胺树脂。

对比例四：

与实施例一相比，不添加氧化锌。

性能检测：

取9份原样沥青，在8份原样沥青中加入实施例一至实施例五以及对比例一和对比例四，通过旋转薄膜老化与压力老化(RTFOT+PAV4h)实验室模拟不同程度老化沥青，RTFOT模拟混合料生产运输过程中热老化，PAV模拟使用过程中空气老化。并试验9份原样沥青的60℃动力粘度、针入度、延度及软化点以评价老化沥青性能。试验结果如下：

实施例：

由数据可以知道，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶的加入，在沥青路面的使用过程中，可以有效提高沥青路面的耐磨性和抗冲击性能，而且溶剂油的加入，同样有效提高了抗冲击性能的同时，可以不是沥青路面的软化点过多升高，降低了沥青路面的低温脆性，提高老化沥青和再生还原磨耗层的连接强度；聚酰胺树脂的加入则是有效抑制了沥青混合料的动力粘度的增大，提高沥青混合料的固化速率，因此本发明具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用。

对比例：

由数据可以知道，乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶对沥青混合料的抗冲击性能和耐磨性能具有较大的影响，溶剂油则是影响处于液态沥青混合料的粘度和固化后沥青里面的抗冲击性能和耐磨性；氧化锌除了对沥青路面耐磨性的影响之外，其会对沥青路面的老化速率有一定的影响；聚酰胺树脂的影响主要体现在沥青混合料的动力粘度，即固化速率上。

综上所述，本发明利用轻质石油和乳化沥青的芳香烃补充、苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶的耐心性和抗冲击性能提高、溶剂油对沥青的溶解作用、聚酰胺树脂的固化作用，使得本发明具有良好的耐磨、抗冲击性能，满足公路的正常使用。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种再生还原磨耗层，其特征在于原料按重量份包括以下组分：轻质石油30-60份，乳化沥青20-45份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶22-45份，氧化锌15-30份，溶剂油20-36份，聚酰胺树脂 16-34份，渗透剂18-35份，抗水剂5-13份。

2.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：所述轻质石油包括汽油、煤油、轻柴油、橡胶油的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：所述溶剂油为甲苯和二甲苯中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：所述渗透剂按重量份包括以下组分：硬脂酸正丁酯 18-26份，乙基纤维素16-26份。

5.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：所述抗水剂按重量份包括以下组分：碳化二亚胺10-25份，聚二甲基硅氧烷16-33份。

6.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：所述交联剂按重量份包括以下组分：过氧化二异丙苯 12-20份，三甲氧基硅烷8-15份。

7.根据权利要求1所述的一种再生还原磨耗层，其特征在于：原料按重量份包括以下组分：轻质石油40份，乳化沥青32份，苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶38份，氧化锌26份，溶剂油25份，聚酰胺树脂 33份，渗透剂28份，抗水剂8份，交联剂15份。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种再生还原磨耗层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将苯乙烯一异戊二烯嵌段共聚物橡胶和聚酰胺树脂分别在110±5℃和140±5℃的温度下搅拌10±3分钟，得到熔融体；

S2：将乳化沥青加热至110±5℃，然后依次加入轻质石油、溶剂油S1中的熔融体、氧化锌、抗水剂、渗透剂和交联剂，加热搅拌15±5min即可。