CN113105748B - 一种超粘自愈非乳化粘层油 - Google Patents
一种超粘自愈非乳化粘层油 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种超粘自愈非乳化粘层油，包括按重量份计的以下原料，改性乳化沥青15‑25份、聚氨酯混合物2‑3份、聚合物树脂3‑5份、表面活性剂2‑5份、助剂5‑10份和抗氧化剂1‑2份。所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯‑丁二烯‑苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂制成，聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物。解决了常用超薄磨耗层用粘层油粘结效果不好、强度低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种超粘自愈非乳化粘层油，属于路面施工技术领域。
背景技术
目前在国内外公路的路面建设中，沥青作为一种路面的主要结构类型得到了广泛的应用。在道路路面结构中，为了保证各面层间以及面层与构造物之间的粘结强度，会在其间铺设粘层油，粘层油主要起胶结作用。目前在道路施工中粘层油普遍采用乳化沥青，也是乳化沥青应用量最大的形式。
普通的乳化沥青受到气候影响比较大，低温和高温都会影响其粘性、弹性等性能指标。常用超薄磨耗层用粘层油面临粘结效果不好、强度低、易粘轮的技术问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种超粘自愈非乳化粘层油，包括
改性乳化沥青15-25份、聚氨酯混合物2-3份、聚合物树脂3-5份、表面活性剂2-5份、助剂5-10份和抗氧化剂1-2份。
所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂制成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:1-3:3-5:1-2:1-2。
优选地，所述改性沥青颗粒中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:2:4:1.5:1.5。所述改性剂优选为SBS改性剂。
所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为4:(2-4):(2-4)。
所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例优选1：1：1。
所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为(1-2):(1-2):1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。
所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例优选为2:2:1。
所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:(1-3)配比。
所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。
所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
有益效果：
1.本发明粘层油在裂缝表面的吸附能力更强，延长路面使用时间；原料易得，配制工艺简单，路用性能优良，解决了常用超薄磨耗层用粘层油粘结效果不好、强度低的技术问题。
2.本发明的粘层油自愈粘结，粘度高，不粘轮，具有高温稳定性和低温稳定性，能够提升高温下的抗剪强度，减少粘层油的撒布量，降低材料对温度的敏感性，提高其在高温下的强度。
3.本发明的铲平件前侧和后侧的端部分别在两个长滑孔内滑动，铲平件底端的横截面为尖端，铲平件的尖端朝向卸料设备，方便操作车辆前方喷洒粘层油，后面通过铲平件将其中的改性乳化沥青摊铺平整，省去了传统铺装车作业两次的工序(一次喷撒作业，一次压平作业)。
附图说明
图1是拉拔强度变化曲线图。
具体实施方式
实施例1
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青15份、聚氨酯混合物2份、聚合物树脂3份、表面活性剂2份、助剂5份和抗氧化剂1份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:1:3:1:1。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为4:3:2。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为1:1:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例2
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青15份、聚氨酯混合物2份、聚合物树脂3份、表面活性剂2份、助剂5份和抗氧化剂1份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:1:3:1:1。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为1:1:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例3
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青15份、聚氨酯混合物2份、聚合物树脂3份、表面活性剂2份、助剂5份和抗氧化剂1份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:1:3:1:1。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为2:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为1:1:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例4
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青25份、聚氨酯混合物3份、聚合物树脂5份、表面活性剂5份、助剂10份和抗氧化剂2份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为1:1:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例5
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青25份、聚氨酯混合物3份、聚合物树脂5份、表面活性剂5份、助剂10份和抗氧化剂2份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为1:2:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例6
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青25份、聚氨酯混合物3份、聚合物树脂5份、表面活性剂5份、助剂10份和抗氧化剂2份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为2:2:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例7
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青20份、聚氨酯混合物2.5份、聚合物树脂4份、表面活性剂3.5份、助剂7.5份和抗氧化剂1.5份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为2:2:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:1配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例8
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青20份、聚氨酯混合物2.5份、聚合物树脂4份、表面活性剂3.5份、助剂7.5份和抗氧化剂1.5份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为2:2:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:2配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
实施例9
一种超粘自愈非乳化粘层油，包括改性乳化沥青20份、聚氨酯混合物2.5份、聚合物树脂4份、表面活性剂3.5份、助剂7.5份和抗氧化剂1.5份，所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂组成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液。其中，按重量份计，所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:3:5:2:2。所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为1:1:1。所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为2:2:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:3配比。所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
对比例1：其它原料同实施例1，聚氨酯混合物仅包括聚氨酯。
对比例2：其它原料同实施例4，聚合物树脂仅包括环氧树脂。
对比例3：其它原料同实施例7，表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
对比例4：其它原料同实施例7，表面活性剂为十八烷基双酯基季铵盐。
空白例1：其它原料同实施例1，省略聚氨酯混合物。
空白例2：其它原料同实施例4，省略聚合物树脂。
空白例3：其它原料同实施例7，省略表面活性剂。
为了模拟实际路面中粘层的状态，采用标准车辙模具成型的下层混合料，冷却脱模后，放入30cm*30cm*30cm车辙模具中作为罩面结构的下面层，中间撒布本发明或对照组的粘层油，上层施加普通沥青作为上面磨耗层，放置在110℃鼓风烘箱中24h后脱模，对样品件进行切割，切割成与斜剪模具相匹配的正方体待测试件(10cm*10cm*10cm)，进行后续斜剪测试。采用斜剪试验来评价粘层抗剪强度，取剪切角α＝40°，加载速率50mm/min，在压力试验机上进行测试，记录试件发生滑移破坏的最大荷载F，层间剪切强度按下式计算。
T＝sin40°*F/S
式中：T-粘层抗剪强度，MPa；F-试件发生滑移破坏的最大荷载，N；S-试件剪切面积，mm2。
表1斜剪试验结果
| 抗剪强度(MPa) | 洒布量(kg/m<sup>2</sup>) | 试验温度(℃) | |
| 实施例1 | 6.81 | 0.8 | -18 |
| 实施例1 | 3.55 | 0.8 | 25 |
| 实施例1 | 2.34 | 0.8 | 60 |
| 实施例2 | 3.92 | 0.8 | 25 |
| 实施例3 | 3.71 | 0.8 | 25 |
| 对比例1 | 2.69 | 0.8 | 25 |
| 空白例1 | 1.18 | 0.8 | 25 |
| 实施例1 | 3.03 | 0.6 | 25 |
| 实施例1 | 3.19 | 1.0 | 25 |
| 实施例2 | 3.78 | 0.6 | 25 |
| 实施例3 | 2.85 | 0.6 | 25 |
从表1可以看出，固定粘层油的洒布量后，随温度升高，粘层抗剪强度随温度升高呈现出显著下降趋势，在高温状态下，流动性增强，粘度降低，引起抗剪强度的大幅度减少。聚氨酯组合物能够显著增加粘层的抗剪强度，通过调整聚氨酯组合物的配比可以改变粘层的抗剪强度，苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物SBS的加入与聚氨酯产生了协同效果，丁二烯的嵌段共聚物SBS含量的增加能够提升高温下的抗剪强度。随着粘层油的洒布量增加，抗剪强度呈现先上升后下降的规律，聚氨酯组合物中苯乙烯和丁二烯的嵌段共聚物SBS含量的增加能够在低洒布量的状态下实现更高的抗剪强度。
表2拉拔试验强度数据
将上述样品放置在UTM试验机上进行拉拔试验，每组做3个平行试验，结果取平均值。表2所示为拉拔试验的强度数据，图1为变化曲线，从图表可见在0℃左右拉拔强度达到峰值，随温度降低拉拔强度下降较快，而加入聚合物树脂后可以提高材料的拉拔强度，特别是酚醛树脂和丁基橡胶胶乳的加入可以降低材料对温度的敏感性，提高其在高温下的强度。
表3粘层油性能测试结果
从表3粘性油性能测试结果可以看出本申请的沥青粘性油具有超强的粘性和很好的黏结强度，能够很好地连接沥青磨耗层和路面基质。
Claims (3)
1.一种超粘自愈非乳化粘层油，其特征在于，包括按重量份计的以下原料，改性乳化沥青15-25份、聚氨酯混合物2-3份、聚合物树脂3-5份、表面活性剂2-5份、助剂5-10份和抗氧化剂1-2份；
所述改性乳化沥青由冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂制成，经乳化工艺得到的慢裂快凝型阳离子沥青乳液；
所述改性乳化沥青中的冷拌沥青、丁苯橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、乳化剂、改性剂的配比为：10:1-3:3-5:1-2:1-2；
所述改性剂为SBS改性剂；
所述聚氨酯混合物为水溶性聚氨酯、苯乙烯、丁二烯的嵌段共聚物SBS的混合物，其比例为4:（2-4）:（2-4）；
所述表面活性剂为阳离子表面活性剂，由十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基双酯基季铵盐按照1:（1-3）配比；
所述聚合物树脂为丁基橡胶胶乳、酚醛树脂、环氧树脂的混合物，其比例为（1-2）:（1-2）:1，聚合物树脂的熔点为90-120℃，分子量为3800-14000，为颗粒状。
2.根据权利要求1所述的超粘自愈非乳化粘层油，其特征在于，所述助剂为邻苯二甲酸二辛酯、乙二醇丁醚的一种或两种混合物。
3.根据权利要求1所述的超粘自愈非乳化粘层油，其特征在于，所述抗氧化剂为BHA、BHT、PG的一种或多种的混合物。
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2021
- 2021-05-30 CN CN202110596366.XA patent/CN113105748B/zh active Active
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