CN112681050B - 一种颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料及其制备方法。所述混合料包括集料、氯乙烯‑甲基丙烯酸丁酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液、界面剂及增稠剂。制备方法为：将集料倒入搅拌机中搅拌；在搅拌机中加入水和界面剂，混合；将氯乙烯‑甲基丙烯酸丁酯‑甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液加入到搅拌机中，同时加入增稠剂，混合均匀即可。本发明制备的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，可根据城市美化需要，通过添加颜料或者使用有色陶瓷颗粒填充等方式，制备出不同颜色的微罩路面；无需加热即可施工，显著降低施工成本，符合节能环保、绿色低碳的可持续发展理念，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料及其制备方法，具体涉及氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液混合料及其制备方法，属于道路养护技术领域。
背景技术
近年来，我国部分早期建成的公路由于重载、超载等原因而遭到了不同程度的早期损坏，较多公路已进入维修养护期，养护维修已经成为公路行业的重点工作之一。
薄层罩面(也称微表处理技术)主要用来修复基层基本稳定但面层已有相当程度损坏的道路表面，是对路面的常见问题和裂缝进行处理的有效方式和主要措施。微表处理技术可快速恢复路面机能、密封裂缝、填充车辙，因此，快速、经济、环保、有效的微表处技术已成为公路预养护的主要手段之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可在潮湿、低温环境下施工；可根据实际需求通过添加颜料或者使用有色陶瓷颗粒等方式调整路面颜色；可在路表铺3mm～30mm的薄层，特别是5～15mm的微罩路面，适用于道路的维修和养护开级配微罩面混合料及其制备方法。
为了解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，包括以下以重量份数计的集料100份及氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液4.5～7.5份，还包括占集料质量0.2～0.5％的界面剂及占共聚物乳液质量0.1～1％的增稠剂。
优选地，所述的增稠剂为纳米级别的二氧化硅。
优选地，所述集料按粒径分设为粗集料和细集料，其中，所述粗集料的粒径为10～15mm或5～10mm，所述细集料的粒径为0～3mm。
优选地，所述集料为所需颜色的玄武岩石料或陶瓷颗粒，满足路面美化需求。
优选地，所述混合料的级配为开级配，满足下表中级配上下限的要求：
优选地，所述氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液是以氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯乳液为基础，通过与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚，在分子结构上引入环氧基团制备出氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液，其反应方程式如下：
优选地，所述氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液满足以下技术指标：
软化点(环球法)≥150℃；
固含量≥40wt％；
25℃动力粘度≥490MPa·s；
拉伸强度≥3.5MPa；
断裂伸长率≥300％。
优选地，所述的界面剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基三乙氧基硅烷、苯氨基三甲氧基硅烷和多氨基烷基三烷氧基硅烷中的任意一种或几种。
本发明还提供了上述颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：将集料倒入搅拌机中搅拌；
步骤2)：在搅拌机中加入水和界面剂，混合；
步骤3)：将氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液加入到搅拌机中，同时加入增稠剂，混合均匀即可。
优选地，所述步骤2)中水和界面剂的质量之和为集料质量的1～2％。
该微罩路面混合料可在潮湿、低温环境下施工；可根据实际需求通过添加颜料或者使用有色陶瓷颗粒等方式调整路面颜色；可在路表铺设3～30mm的薄层，特别是5～15mm的微罩路面，适用于道路的维修和养护。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明制备的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，无需加热即可施工，显著降低施工成本，符合节能环保、绿色低碳的可持续发展理念；
(2)本发明制备的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，可根据城市美化需要，通过添加颜料或者使用有色陶瓷颗粒填充等方式，制备出不同颜色的微罩路面；
(3)本发明制备的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，可在路表铺设3mm～30mm的薄层，特别是5～15mm的微罩路面，适用于道路的维修和养护。
(4)本发明使用的氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液分子结构上含有卤素原子，能够显著提高材料的阻燃性能，
(5)共聚物乳液引入的环氧基团能和氨基硅烷偶联剂反应固化，提高材料的力学性能；
(6)加入的纳米级别二氧化硅作为增稠剂，即可进行分子内的纳米增强，又能调节混合料流动性，便于施工。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
本发明中若无特殊说明，所用原料均为市购。其中氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯均购自上海凯茵化工科技有限公司；界面剂氨基硅烷偶联剂、纳米级二氧化硅均购自上海泰坦科技有限公司。
实施例1
称取100份(重量份，下同)的矿料、0.5份的界面剂、5份的氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯、占氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯总质量20％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1份二氧化硅。
(1)制备氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液，将氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，在80℃下搅拌两小时，得到氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液。
所得氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液各项性能指标检测结果如表1所示。
表1
| 试验项目 | 单位 | 技术要求 |
| 软化点(环球法) | ℃ | ≥150 |
| 固含量 | ％ | ≥40 |
| 25℃动力粘度 | MPa·s | ≥490 |
| 拉伸强度 | MPa | ≥3.5 |
| 断裂伸长率 | ％ | ≥300 |
(2)设计微罩路面混合料级配，集料按粒径分设为粗集料和细集料，其中，所述粗集料粒径为10mm～15mm及5～10mm；所述细集料粒径为0mm～3mm，合成级配如表2所示。
表2
(3)制备氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液开级配微罩路面混合料：
先将粗集料、细集料混合搅拌30s，再加入0.5份的水以及0.5份的界面剂，再次混合均匀搅拌60s，润湿集料表面。然后将份氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液添加至反应釜中，均匀搅拌90s后，加入1份二氧化硅作为增稠剂，最后搅拌90s得到拌和均匀的混合料，制备出标准马歇尔试件，测试其性能，测试结果如表3所示。
实施例2
称取100份(重量份，下同)的矿料、0.6份的界面剂、6份的氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯、占氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯总质量10％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、1份二氧化硅。
其余制备过程和检测步骤均与实施例1相同，此处不作赘述。
实施例3
称取100份(重量份，下同)的矿料、0.4份的界面剂、4份的氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯、占氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯总质量30％的甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5份二氧化硅。
其余制备过程和检测步骤均与实施例1相同，此处不作赘述。
综上，通过混合料级配调试和相应验证试验，表明本发明制备的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料的低温、水稳、机械性能都满足要求，并且可在潮湿、低温环境下施工；可根据实际需求通过添加颜料或者使用有色陶瓷颗粒等方式调整路面颜色；可在路表铺3mm～30mm的薄层，特别是5～15mm的微罩路面，适用于道路的维修和养护开级配微罩面混合料及其制备方法。
Claims (8)
1.一种颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，包括以下以重量份数计的集料100份及氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液4.5～7.5份，还包括占集料质量0.2~0.5%的界面剂及占共聚物乳液质量0.1~1%的增稠剂；所述氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液的制备方法为：将氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯混合，在80℃下搅拌两小时，得到氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液；所述混合料的级配为开级配，满足下表中级配上下限的要求：
所述氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液满足以下技术指标：
软化点≥150℃；
固含量≥40wt%；
25℃动力粘度≥490MPa·s；
拉伸强度≥3.5MPa；
断裂伸长率≥300%。
2.如权利要求1所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，所述的增稠剂为二氧化硅。
3.如权利要求1所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，所述集料按粒径分设为粗集料和细集料，其中，所述粗集料的粒径为10~15mm或5~10mm，所述细集料的粒径为0~3mm。
4.如权利要求1所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，所述集料为所需颜色的玄武岩石料或陶瓷颗粒。
5.如权利要求1所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于所述氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液是以氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯乳液为基础，通过与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚，在分子结构上引入环氧基团制备出氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液，其反应方程式如下：
6.如权利要求1所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料，其特征在于，所述的界面剂为Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基三乙氧基硅烷、苯氨基三甲氧基硅烷和多氨基烷基三烷氧基硅烷中的任意一种或几种。
7.权利要求1-6任意一项所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤 1）：将集料倒入搅拌机中搅拌；
步骤 2）：在搅拌机中加入水和界面剂，混合；
步骤 3）：将氯乙烯-甲基丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物乳液加入到搅拌机中，同时加入增稠剂，混合均匀即可。
8.如权利要求7所述的颜色可调潮湿环境可施工微罩路面混合料的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中水和界面剂的质量之和为集料质量的1~2%。
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