CN111944481B - 反应型常温冷补胶结料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种反应型常温冷补胶结料，其组分为：BC‑1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；非离子型水性环氧乳液由非离子型复合乳化剂和双酚A环氧树脂组成；非离子型复合乳化剂由100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N‑二甲基乙醇胺、16份溴乙烷组成。本发明的有益技术效果是：提出了一种反应型常温冷补胶结料及其制备方法，采用该反应型常温冷补胶结料制作反应型常温冷补材料，能使反应型常温冷补材料的强度及耐久性得到明显提升。

Description

反应型常温冷补胶结料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于修补沥青路面的材料，尤其涉及一种反应型常温冷补胶结料及其制备方法。

背景技术

坑槽是常见的沥青路面病害，严重影响路面服务水平；目前，用于坑槽修补的方法主要有两大类，冷修补法和热修补法；热修补法是采用热拌沥青混合料进行修补，虽然技术成熟，但是受天气影响较大，雨季无法施工，需要在高温下进行施工，作业环境恶劣，能源消耗量大，会大量排放温室气体；冷修补法是采用冷拌沥青混合料进行修补，具有施工简洁方便，受天气影响较小的优势，而且施工过程不需要加热，废气排放较少，更为绿色环保，但是由于受冷补料耐久性差、使用寿命短的影响，制约了冷修补法在养护工程中的广泛应用。

冷补料按照胶结料的不同一般可分为三种：液体沥青类，即稀释型冷补料，利用溶剂将沥青稀释成室温下可流动状态，然后与集料拌制成冷补料；乳化沥青类，这种类型的冷补料是将乳化沥青与集料拌合制备的，这种冷补料摊铺压实以后由于环境等因素的影响水分蒸发，乳化沥青逐渐破乳与矿料粘结成型；反应型冷拌树脂类，即反应型冷补料，通常利用树脂改性沥青，利用树脂固化结构与沥青之间的交联作用提高沥青高温性能、耐磨性、耐水性等路用性能。

目前市面上大部分冷补料为稀释型冷补料，采用温拌冷用的方法以稀释剂、添加剂、基质沥青、集料为原材料制备。拌合后冷补料可以长时间密封储存，在需要应急修补时开袋使用；此类冷补料在稀释剂挥发后沥青恢复粘度从而形成强度，而稀释剂挥发速度较慢，因此强度形成需要较长时间，在强度形成的过程中受到雨水荷载的作用易出现二次损害，修补后耐久性不佳。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种反应型常温冷补胶结料，其创新在于：所述反应型常温冷补胶结料由以下质量份数计的组分组成：BC-1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；

所述非离子型水性环氧乳液由以下质量份数计的组分组成：非离子型复合乳化剂3～27份、双酚A环氧树脂100份；

所述非离子型复合乳化剂由以下质量份数计的组分组成：100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N-二甲基乙醇胺、16份溴乙烷。

优选地，所述阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青的固含量为50％～70％；所述非离子型水性环氧乳液固含量为45％～55％。

优选地，所述脂肪胺类加成型固化剂的胺值为220-240mgKOH/g、粘度在12000-30000MPa.s。

一种制备前述反应型常温冷补胶结料的方法，包括：按如下方法制作非离子型复合乳化剂：

1)向双酚A型环氧树脂中加入乙二醇单丁醚并搅拌均匀，得到A产物；

2)隔绝空气条件下，将A产物加热至110℃；110℃并隔绝空气条件下，向A产物中加入二乙醇胺、聚乙二醇600和N,N-二甲基乙醇胺，反应2小时，得到B产物；110℃并隔绝空气条件下，向B产物中加入溴乙烷，反应半小时以上，得到C产物；

3)隔绝空气条件下，待C产物冷却至45℃，然后加入去离子水将固含量调节至50％，得到非离子型复合乳化剂；隔绝空气条件下，待非离子型复合乳化剂冷却后，备用；

按如下方法制作非离子型水性环氧乳液：

a)在40℃条件下，将双酚A型环氧树脂预热软化，然后将双酚A型环氧树脂和非离子型复合乳化剂混合，得到混合物；

b)用砂磨搅拌分散机对所述混合物进行搅拌，砂磨搅拌分散机转速为800～1000r/min，搅拌过程中，将100份40℃的去离子水以15s～20s的间隔时间分多次加入混合物中，每次加入的去离子水不超过12份，搅拌均匀后，得到非离子型水性环氧乳液；

按如下方法制作反应型常温冷补胶结料：

A)将非离子型水性环氧乳液与BC-1型阳离子慢裂乳化沥青混合并搅拌均匀，得到产物D；

B)将脂肪胺类加成型固化剂加入产物D中，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为1000～1300r/min，搅拌时间160～190秒，得到产物E；

C)向产物E中加入SBR丁苯胶乳沥青改性剂，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为500-800r/min，搅拌时间160～190秒，得到产物F；

D)缓慢搅拌产物F使之消泡，即得反应型常温冷补胶结料。

本发明的原理是：新设计一种非离子型复合乳化剂，通过该非离子型复合乳化剂制得新的非离子型水性环氧乳液，再通过非离子型水性环氧乳液制得反应型常温冷补胶结料，该反应型常温冷补胶结料具备室温下快速固化的能力，同时，还具备良好的路用性能，将其用于制作反应型常温冷补材料，可有效改善反应型常温冷补材料的强度及耐久性。

一种反应型常温冷补材料，其特征在于：所述反应型常温冷补材料由以下质量份数计的组分组成：集料85～90份、矿粉4～6份、水泥1～3份、水1～3份、反应型常温冷补胶结料8～12份；其中，反应型常温冷补胶结料由以下质量份数计的组分组成：BC-1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；

所述非离子型水性环氧乳液由以下质量份数计的组分组成：非离子型复合乳化剂3～27份、双酚A环氧树脂100份；

所述非离子型复合乳化剂由以下质量份数计的组分组成：100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N-二甲基乙醇胺、16份溴乙烷。

本发明的有益技术效果是：提出了一种反应型常温冷补胶结料及其制备方法，采用该反应型常温冷补胶结料制作反应型常温冷补材料，能使反应型常温冷补材料的强度及耐久性得到明显提升。

具体实施方式

一种反应型常温冷补胶结料，其创新在于：所述反应型常温冷补胶结料由以下质量份数计的组分组成：BC-1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；

所述非离子型水性环氧乳液由以下质量份数计的组分组成：非离子型复合乳化剂3～27份、双酚A环氧树脂100份；

所述非离子型复合乳化剂由以下质量份数计的组分组成：100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N-二甲基乙醇胺、16份溴乙烷。

进一步地，所述阳离子中裂乳化沥青或阳离子慢裂乳化沥青的固含量为50％～70％；所述非离子型水性环氧乳液固含量为45％～55％。

进一步地，所述脂肪胺类加成型固化剂的胺值为220-240mgKOH/g、粘度在12000-30000MPa.s。

一种制备权利要求1所述反应型常温冷补胶结料的方法，其创新在于：所述方法包括：按如下方法制作非离子型复合乳化剂：

1)向双酚A型环氧树脂中加入乙二醇单丁醚并搅拌均匀，得到A产物；

2)隔绝空气条件下，将A产物加热至110℃；110℃并隔绝空气条件下，向A产物中加入二乙醇胺、聚乙二醇600和N,N-二甲基乙醇胺，反应2小时，得到B产物；110℃并隔绝空气条件下，向B产物中加入溴乙烷，反应半小时以上，得到C产物；

3)隔绝空气条件下，待C产物冷却至45℃，然后加入去离子水将固含量调节至50％，得到非离子型复合乳化剂；隔绝空气条件下，待非离子型复合乳化剂冷却后，备用；

按如下方法制作非离子型水性环氧乳液：

a)在40℃条件下，将双酚A型环氧树脂预热软化，然后将双酚A型环氧树脂和非离子型复合乳化剂混合，得到混合物；

b)用砂磨搅拌分散机对所述混合物进行搅拌，砂磨搅拌分散机转速为800～1000r/min，搅拌过程中，将100份40℃的去离子水以15s～20s的间隔时间分多次加入混合物中，每次加入的去离子水不超过12份，搅拌均匀后，得到非离子型水性环氧乳液；

按如下方法制作反应型常温冷补胶结料：

A)将非离子型水性环氧乳液与BC-1型阳离子慢裂乳化沥青混合并搅拌均匀，得到产物D；

B)将脂肪胺类加成型固化剂加入产物D中，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为1000～1300r/min，搅拌时间160～190秒，得到产物E；

C)向产物E中加入SBR丁苯胶乳沥青改性剂，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为500-800r/min，搅拌时间160～190秒，得到产物F；

D)缓慢搅拌产物F使之消泡，即得反应型常温冷补胶结料。

一种反应型常温冷补材料，其特征在于：所述反应型常温冷补材料由以下质量份数计的组分组成：集料85～90份、矿粉4～6份、水泥1～3份、水1～3份、反应型常温冷补胶结料8～12份；其中，反应型常温冷补胶结料由以下质量份数计的组分组成：BC-1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；

所述非离子型水性环氧乳液由以下质量份数计的组分组成：非离子型复合乳化剂3～27份、双酚A环氧树脂100份；

所述非离子型复合乳化剂由以下质量份数计的组分组成：100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N-二甲基乙醇胺、16份溴乙烷。

实施例：

按前述方案制作出反应型常温冷补胶结料，反应型常温冷补胶结料的主要技术指标如下表所示：

表1反应型常温冷补胶结料主要技术指标

将集料、矿粉、水泥、水、反应型常温冷补胶结料按质量份数比85.5∶4.5∶0.9∶1.8∶8.3的比例、在搅拌机中混合均匀，得到反应型常温冷补材料，反应型常温冷补材料与市售冷补料的性能对比如下表：

表2沥青冷补料性能对比

测试项目	残留稳定度/％	动稳定度(次/mm)	马歇尔稳定度
				市售冷补料	50.3	324	4,46
反应型常温冷补材料	81.2	6079	10.53

由表2可见，与现有产品相比，本发明的反应型常温冷补材料的耐久性有明显提升，能大幅降低二次破坏的可能。

Claims (2)

1.一种制备反应型常温冷补胶结料的方法，其特征在于：所述方法包括：按如下方法制作非离子型复合乳化剂：

1）向双酚A型环氧树脂中加入乙二醇单丁醚并搅拌均匀，得到A产物；

2）隔绝空气条件下，将A产物加热至110℃；110℃并隔绝空气条件下，向A产物中加入二乙醇胺、聚乙二醇600和N,N-二甲基乙醇胺，反应2小时，得到B产物；110℃并隔绝空气条件下，向B产物中加入溴乙烷，反应半小时以上，得到C产物；

3）隔绝空气条件下，待C产物冷却至45℃，然后加入去离子水将固含量调节至50%，得到非离子型复合乳化剂；隔绝空气条件下，待非离子型复合乳化剂冷却后，备用；

按如下方法制作非离子型水性环氧乳液：

a）在40℃条件下，将双酚A型环氧树脂预热软化，然后将双酚A型环氧树脂和非离子型复合乳化剂混合，得到混合物；

b）用砂磨搅拌分散机对所述混合物进行搅拌，砂磨搅拌分散机转速为800~1000r/min，搅拌过程中，将100份40℃的去离子水以15s~20s的间隔时间分多次加入混合物中，每次加入的去离子水不超过12份，搅拌均匀后，得到非离子型水性环氧乳液；

按如下方法制作反应型常温冷补胶结料：

A）将非离子型水性环氧乳液与BC-1型阳离子慢裂乳化沥青混合并搅拌均匀，得到产物D；

B）将脂肪胺类加成型固化剂加入产物D中，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为1000~1300 r/min，搅拌时间160~190秒，得到产物E；

C）向产物E中加入SBR丁苯胶乳沥青改性剂，并用高速剪切机进行搅拌，高速剪切机转速为500−800r/min，搅拌时间160~190秒，得到产物F；

D）缓慢搅拌产物F使之消泡，即得反应型常温冷补胶结料。

2.一种反应型常温冷补材料，其特征在于：所述反应型常温冷补材料由以下质量份数计的组分组成：集料85~90份、矿粉4~6份、水泥1~3份、水1~3份、反应型常温冷补胶结料8~12份；其中，反应型常温冷补胶结料由以下质量份数计的组分组成：BC-1型阳离子慢裂乳化沥青100份、非离子型水性环氧乳液5～20份、脂肪胺类加成型固化剂2～7份、SBR丁苯胶乳沥青改性剂1～6份；

所述非离子型水性环氧乳液由以下质量份数计的组分组成：非离子型复合乳化剂3～27份、双酚A环氧树脂100份；

所述非离子型复合乳化剂由以下质量份数计的组分组成：100份双酚A型环氧树脂、40份乙二醇单丁醚、16份二乙醇胺、214份聚乙二醇600、6份N,N-二甲基乙醇胺、16份溴乙烷。