CN113604066B - 基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的配方及制备方法和应用，属于道面工程预养护技术领域。丙烯酸作为一种自交联材料，对其进行水性处理和阳离子处理后可以改善其与乳化沥青体系的相容性，在避免雾封材料提前破乳和失效的前提下，可以用于SBS改性沥青乳液的改性处理这种利用自交联特性的雾封层材料具有优异的高温性能和机械强度，避免了雾封层因为提前剥落而导致早期失效的问题；增大了雾封层与道面的粘附性，延长了道面养护处理的有效年限，具有便于养护管理和节约养护成本的利用价值。

Description

基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及制备方法和应用

技术领域

本发明属于道面工程预养护技术领域。

背景技术

雾封层是常见的道面预防性养护措施之一，当沥青路面正常服役几年后，表面会出现轻微的低温开裂、疲劳龟裂、细骨料损失等现象，导致路面的渗水性大大提高。环境水会经过裂缝或细骨料损失处渗入到沥青混合料中，进一步加速了路面的水损坏。如果在这一时期不进行及时的预养护处理，会导致网裂、坑洞等更严重的路面破坏。喷洒雾封层材料后，借助材料的流动性，雾封层可以渗入到裂缝中去，从而填补路表微小裂缝和空隙，防止路表水下渗。路表沥青粘附力的恢复，可以将路面性能维持2～3年时间，推迟造价更高的加铺工程甚至是铣刨再生，提高了道路服役的经济效益。

雾封层技术可以将碎石固定，防止由于碎石飞溅而引起交通事故。特别是对于机场道面而言，可以减少松散的碎石，避免碎石颗粒对于高速行驶中的飞机造成严重危害。

但是现有的雾封层材料仍然面临着强度不足，早期老化和粘结力不足而剥落失效的问题。应尽可能的开发可用于常温技术的雾封层改性材料，避免需要配置其他特别的处理设备，以扩大自身的使用范围，降低养护技术的成本，最大限度的提高路面的长期性能和交通使用性能，延长道路的维修周期。

水性丙烯酸乳液已广泛应用于水性涂料市场，并在塑料加工中用作常见的相容剂。通过将两个或多个反应性官能团(羟基，羧基，酰胺或羟甲基等)引入丙烯酸酯预聚物中，聚合物链上的这些官能团将相互反应并在加热或催化时自行交联，从而提高了丙烯酸酯的机械强度。另外，丙烯酸基团可以提高与碱性骨料的粘接强度。利用丙烯酸乳液的自交联特性，对其进行阳离子化处理，改善其与沥青体系的相容性，可以尝试将其用于雾封层材料的常温改性过程，以增强雾封层材料的强度，高温性能和耐久性。

将丙烯酸乳液从传统的涂料行业应用到道路养护的雾封层材料，需要突破丙烯酸预聚物与乳化沥青相容性差的技术困难，直接添加会引起乳化沥青的稳定性下降甚至破乳，因此本发明对丙烯酸乳液进行水基处理和阳离子处理，通过乳化液滴阳离子环的排斥力来保持两种材料的相容性。

目前并没有针对丙烯酸乳液进行阳离子化处理并将其直接用于雾封层材料改性过程的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及其制备方法和应用。丙烯酸作为一种自交联材料，对其进行水性处理和阳离子处理后可以改善其与乳化沥青体系的相容性，在避免雾封材料提前破乳和失效的前提下，可以用于SBS改性沥青乳液的改性处理这种利用自交联特性的雾封层材料具有优异的高温性能和机械强度，避免了雾封层因为提前剥落而导致早期失效的问题；增大了雾封层与道面的粘附性，延长了道面养护处理的有效年限，具有便于养护管理和节约养护成本的利用价值。

通过以下技术方案实现：

技术方案一配方

基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料，特征在于，原材料质量比：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(2-3份)、沥青(55-60份)、阳离子乳化剂(3.5-4份)、添加剂氯盐(2-3份)、去离子水(40-45份)、阳离子水性丙烯酸乳液(3-9份)、渗透剂(3-5份)和稳定剂(4-6份)。

进一步的，所需沥青为70#基质沥青或者90#基质沥青。

进一步的，所需阳离子乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基溴化吡啶。

进一步的，所需渗透剂为有机油酸或者多元醇。

进一步的，所需稳定剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯氧丙烯甘油或者聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

进一步的，本发明需要自制阳离子水性丙烯酸乳液。

技术方案二制备和应用方法

制备自交联SBS改性乳化沥青并将其应用于雾封层材料的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一.按质量份称重，将40-45份去离子水、3.5-4份阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和2-3份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.8-2.2，然后加热至60-70℃，制备得到皂液；提供给步骤二。

步骤二.按质量份称重，将55-60份基质沥青加热至170-190℃，与2-3份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160-170℃的温度下发育2h,制备得到SBS改性沥青。然后与40-45份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到SBS改性乳化沥青；提供给步骤四。

步骤三.自制阳离子水性丙烯酸乳液，用于提供给步骤四

阳离子水性丙烯酸乳液，其制备组分按所含原材料质量比依次包括丙烯酸酯(95-100份)、引发剂(3-5份)、交联剂(1-3份)和阳离子表面活性剂(5-8份)。所需丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或者2-甲基丙烯酸乙酯等。所需引发剂为过硫酸铵或者过硫酸钾，用于引发不饱和聚酯的交联固化。所需交联剂为有机二元酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺或者二叔丁基过氧化物。所需阳离子表面活性剂为烷基季铵盐例如十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐。

阳离子水性丙烯酸乳液，其制备工艺：按质量份称重，将丙烯酸酯(95-100份)加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为250-300转/分钟充分分散丙烯酸酯，将引发剂过硫酸钾(3-5份)溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，20-30分钟滴完后在70℃水浴继续保温1-2小时。称取交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺(1-3份)和阳离子表面活性剂十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐(5-8份)溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2000-2500转/分钟高速分散，20-25分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50±5℃，制备得到阳离子丙烯酸乳液；

步骤四.按质量份称重，将3-9份阳离子丙烯酸乳液、4-6份稳定剂聚二甲基硅氧烷、3-5份渗透剂聚乙二醇与95-100份SBS改性沥青乳液充分混合搅拌，静置2小时，使乳化沥青中的沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴充分混合均匀，制备得到不含砂的雾封层材料；提供给步骤伍。

步骤五.根据交通道面雾封处理后对摩阻系数的实际需求判断是否需要撒布耐磨抗滑细砂，按质量份称重，400-450份的抗滑细砂与100-150份的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到含砂雾封层材料。提供给步骤六。

步骤六.在天气晴朗的时段进行喷撒，随着水分的加速蒸发，沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴间距减小直至破乳，以触发丙烯酸乳液的自交联行为。

进一步的，步骤五中所用的耐磨细砂为金刚砂、玄武岩砂、石英砂或者辉绿岩砂，粒径范围为20-100目，且洁净不含泥沙。

与现有技术相比，有益技术效果为：

(1)在步骤三中，通过对丙烯酸树脂进行水性处理并利用表面活性剂进行阳离子化，得到均一稳定的阳离子丙烯酸乳液。该阳离子丙烯酸乳液与SBS改性乳化沥青具有良好的相容性，不会导致沥青乳液的絮沉甚至破乳。

通过金相光学显微镜观察可以发现，丙烯酸乳液若不经过阳离子化处理，直接将其应用于雾封层材料中，丙烯酸树脂与SBS改性乳化沥青的相容性差，会导致雾封层材料聚结絮凝破乳而无法满足工程应用的稳定性要求。本发明自制的阳离子丙烯酸乳液使用离子型表面活性剂对丙烯酸树脂进行阳离子化处理后，有利于在雾封层材料的液滴周围形成离子双电层，液滴之间的排斥力增加了驱动力，从而产生了高度稳定的系统，解决了丙烯酸树脂与SBS改性乳化沥青相容性差的问题。

(2)高温性能和机械强度提升的机理：本发明将基于阳离子丙烯酸乳液和SBS复合改性的雾封层材料应用于道路预养护技术，阳离子丙烯酸乳液交联固化后形成三维聚合物网络，赋予乳化沥青更高的强度和弹性性能，可以提高普通雾封材料的高温性能和机械强度，避免在养护服役的早期失效。经过荧光显微镜的对比，普通雾封层材料的荧光显微照片几乎呈黑色，未观察到明显的聚合物网络。而本发明的新型雾封层材料的荧光显微镜表明，丙烯酸与沥青混合成不规则形状的颗粒，部分阳离子丙烯酸聚合物颗粒聚集成丝状或斑状团簇，缓慢形成网状结构。随着交联固化反应加深，进一步演化为交联团聚体，在沥青中形成连续的区域，阳离子丙烯酸乳液交联固化后最终形成三维聚合物网络。

(3)本发明制备方法流程简单，取材方便，投入成本低，不需要配备专门的制备设备，适用性广，但能保证雾封层材料的优异性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中阳离子水性丙烯酸在雾封层材料中的自交联原理示意图。

图2和图3为本发明实施例中基于动态剪切流变仪和多应力重复蠕变试验的雾封层材料高温性能。

图4金相光学显微镜照片：(左)未阳离子处理的丙烯酸乳液发生聚结絮凝现象，(右)实施例1自制的阳离子丙烯酸乳液均一稳定。

图5普通雾封层材料和本发明雾封层材料的荧光显微镜照片：(左)对比例普通雾封层材料；(右)实施例1新型雾封层材料。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的制备方法和应用进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明市售材料及具体厂家如下所示：

70#基质沥青：勤山机场场道工程技术有限公司

十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基溴化吡啶：启东化工有限公司

聚乙二醇、有机油酸：上海瑟纳新材料有限公司

聚二甲基硅氧烷、聚醚改性聚硅氧烷：深圳市吉鹏硅氟材料有限公司

丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸甲酯：上海瑟纳新材料有限公司

过硫酸钾、过硫酸铵：祥睿科技新材料

N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二叔丁基过氧化物：山东优索化工科技有限公司

十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐：广州佰宇生物科技公司

金刚砂：巩义净水材料有限公司

下面结合附图和实施例对本发明方案作进一步的阐述。

对比例(普通雾封层材料)

制备方法，包括如下步骤：

(1)按质量份称重，40份去离子水、3.5份十六烷基三甲基溴化铵阳离子乳化剂和3份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.8，然后加热至65℃，制备得到皂液；

(2)将60份70#基质沥青加热至180℃，与2.5份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160℃的温度下发育2h,制备得到SBS改性沥青。与40份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到未进行自交联改性的普通雾封层材料1；

(3)按质量份称重，将400份的金刚砂与100份未进行自交联改性的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到普通含砂雾封层材料。

(4)在天气晴朗的时段进行喷撒，沥青液滴破乳后固结以覆盖道路表面。

实施例1

制备方法和应用，在具体实施时，包括如下步骤：

(1)按质量份称重，将45份去离子水、2.5份十六烷基三甲基溴化铵阳离子乳化剂和4份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至2.2，然后加热至60℃，制备得到皂液；

(2)将55份70#基质沥青加热至180℃，与2.0份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在170℃的温度下发育1h,制备得到SBS改性沥青。然后与45份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至120℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到SBS改性沥青乳液；

(3)按质量份称重，将100份丙烯酸甲酯加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为300转/分钟充分分散丙烯酸甲酯，将5份过硫酸钾引发剂溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，30分钟滴完后在70℃水浴继续保温1小时。称取3份二叔丁基过氧化物交联剂和5份十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐阳离子表面活性剂溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2000转/分钟高速分散，20分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50±5℃，制备得到阳离子丙烯酸乳液；

在步骤(3)中，通过对丙烯酸树脂进行水性处理并利用表面活性剂进行阳离子化，得到均一稳定的阳离子丙烯酸乳液。该阳离子丙烯酸乳液与SBS改性乳化沥青具有良好的相容性，不会导致沥青乳液的絮沉甚至破乳。阳离子丙烯酸乳液是本发明自制产品，水性处理和阳离子处理属于针对与SBS改性乳化沥青相容性问题正是本发明独创处理工艺。

(4)按质量份称重，分别将3份阳离子丙烯酸乳液与5份聚二甲基硅氧烷稳定剂、4份聚乙二醇渗透剂、100份SBS改性沥青乳液充分混合搅拌，静置2小时，使乳化沥青中的沥青液滴与阳离子丙烯酸液滴充分混合均匀，制备得到自交联雾封层材料2；

(5)按质量份称重，450份的玄武岩砂与120份的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到自交联含砂雾封层材料。

(6)在天气晴朗的时段进行喷撒，随着水分的加速蒸发，沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴间距减小直至破乳，以触发丙烯酸乳液的自交联行为。

与现有技术相比，有益技术效果为：

(1)通过金相光学显微镜观察可以发现，丙烯酸乳液若不经过阳离子化处理，直接将其应用于雾封层材料中，丙烯酸树脂与SBS改性乳化沥青的相容性差，会导致雾封层材料聚结絮凝破乳而无法满足工程应用的稳定性要求。本发明自制的阳离子丙烯酸乳液使用离子型表面活性剂对丙烯酸树脂进行阳离子化处理后，有利于在雾封层材料的液滴周围形成离子双电层，液滴之间的排斥力增加了驱动力，从而产生了高度稳定的系统，解决了丙烯酸树脂与SBS改性乳化沥青相容性差的问题。如图4金相光学显微镜照片：(左)未阳离子处理的丙烯酸乳液发生聚结絮凝现象，(右)实施例1自制的阳离子丙烯酸乳液均一稳定。

(2)高温性能和机械强度提升的机理：本发明将基于阳离子丙烯酸乳液和SBS复合改性的雾封层材料应用于道路预养护技术，阳离子丙烯酸乳液交联固化后形成三维聚合物网络，赋予乳化沥青更高的强度和弹性性能，可以提高普通雾封材料的高温性能和机械强度，避免在养护服役的早期失效。经过荧光显微镜的对比，普通雾封层材料的荧光显微照片几乎呈黑色，未观察到明显的聚合物网络(图5左)。而本发明的新型雾封层材料的荧光显微镜表明，丙烯酸与沥青混合成不规则形状的颗粒，部分阳离子丙烯酸聚合物颗粒聚集成丝状或斑状团簇，缓慢形成网状结构。随着交联固化反应加深，进一步演化为交联团聚体，在沥青中形成连续的区域，阳离子丙烯酸乳液交联固化后最终形成三维聚合物网络(图5右)。

实施例2

制备方法和应用，在具体实施时，包括如下步骤：

(1)按质量份称重，将37份去离子水、2.5份十六烷基溴化吡啶阳离子乳化剂和2.5份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至2.1，然后加热至65℃，制备得到皂液；

(2)将55份70#基质沥青加热至170℃，与3份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160℃的温度下发育1.5h,制备得到SBS改性沥青。然后与38份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置2小时，制备得到SBS改性乳化沥青；

(3)按质量份称重，将95份2-甲基丙烯酸甲酯加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为250转/分钟充分分散2-甲基丙烯酸甲酯，将4份过硫酸铵引发剂溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，20分钟滴完后在70℃水浴继续保温1小时。称取3.5份N,N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂和4份十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐阳离子表面活性剂溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2500转/分钟高速分散，20分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50±5℃，制备得到阳离子丙烯酸乳液；

(4)按质量份称重，分别将6份阳离子丙烯酸乳液与5份聚醚改性聚硅氧烷稳定剂、4份有机油酸渗透剂、95份SBS改性沥青乳液充分混合搅拌，静置2小时，使乳化沥青中的沥青液滴与阳离子丙烯酸液滴充分混合均匀，制备得到自交联雾封层材料3；

(5)按质量份称重，400份的石英砂与130份的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到自交联含砂雾封层材料。

(6)在天气晴朗的时段进行喷撒，随着水分的加速蒸发，沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴间距减小直至破乳，以触发丙烯酸乳液的自交联行为。

实施例3

制备方法和应用，在具体实施时，包括如下步骤：

(1)按质量份称重，将43份去离子水、3.0份十六烷基溴化吡啶阳离子乳化剂和3.5份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.9，然后加热至65℃，制备得到皂液；

(2)将63份70#基质沥青加热至175℃，与2.8份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在170℃的温度下发育1.5h,制备得到SBS改性沥青。然后与43份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1.5小时，制备得到SBS改性乳化沥青；

(3)按质量份称重，将94份2-甲基丙烯酸乙酯加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为300转/分钟充分分散2-甲基丙烯酸甲酯，将4份过硫酸铵引发剂溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，25分钟滴完后在70℃水浴继续保温1小时。称取4份二叔丁基过氧化物交联剂和4.5份十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐阳离子表面活性剂溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2300转/分钟高速分散，25分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50±5℃，制备得到阳离子丙烯酸乳液；

(4)按质量份称重，分别将9份阳离子丙烯酸乳液与5.5份聚醚改性聚硅氧烷稳定剂、5份有机油酸渗透剂、95份SBS改性沥青乳液充分混合搅拌，静置2.5小时，使乳化沥青中的沥青液滴与阳离子丙烯酸液滴充分混合均匀，制备得到自交联雾封层材料4；

(5)按质量份称重，430份的辉绿岩砂与140份的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到自交联含砂雾封层材料。

(6)在天气晴朗的时段进行喷撒，随着水分的加速蒸发，沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴间距减小直至破乳，以触发丙烯酸乳液的自交联行为。

性能测试：

测试对比例和实施例1-3制得的自交联雾封材料的存储稳定性、平均应变恢复率和不可恢复蠕变柔量，以评估所制备的雾封层材料在实际应用中的稳定性和高温流变性能。丙烯酸乳液在SBS改性沥青乳液体系中的交联原理如图1所示。试验结果如表1、图2和图3所示。

其中，储存稳定性根据《JTG E20-2011 T0655乳化沥青蒸发残留物含量试验》规范进行。测试雾封材料存放1天和5天后的储存稳定性值，以评估雾封层材料经过阳离子水性丙烯酸改性后的化学相容性；

平均应变恢复率和不可恢复蠕变柔量根据《T 0666-2019沥青多重应力蠕变恢复试验(MSCR)》进行。使用动态剪切流变仪在64℃下进行了多次应力蠕变和恢复测试。分别在0.1kPa和3.2kPa的应力水平下进行了十次蠕变和恢复循环，在每个测试周期中，通过恒定应力施加样品1s，然后恢复9s。计算平均应变恢复率(R)和不可恢复蠕变柔量(J_nr)。

表1雾封层材料存储稳定性结果

注：乳化沥青的储存稳定性定义为上层和下层之间蒸发残留物的质量百分比差。其中，S代表稳定性值，P_A和P_B分别为试管下部和上部的固含量值。R是规范要求的最小稳定性值。

由表1可知，《JTG E20-2011 T0655乳化沥青蒸发残留物含量试验》规范要求的一天最小稳定性值为1％，五天最小稳定性值为5％。实施例1-3制备的雾封层材料的稳定性值满足规范要求的稳定性最小值。可见制备的阳离子水性丙烯酸与SBS改性沥青乳液具有良好的相容性，未发生絮沉和破乳现象，具有令人满意的存储稳定性。本发明材料稳定性优良，可以放心应用。

由图2和图3可知，在0.1kPa的低应力水平和3.2kPa的高应力水平下，随着阳离子 水性丙烯酸的加入，SBS乳化沥青蒸发残留物的平均应变恢复率增加，不可恢复蠕变柔量降 低。这表明阳离子水性丙烯酸的改性作用使雾封层材料在高温下的弹性特性增强。苯乙烯 作为SBS中的硬嵌段，和阳离子水性丙烯酸的自交联作用起到了固定和增强雾封层材料中 聚合物网络的作用。

综上，本发明技术方案能调节制备材料的稳定性，在不破乳的前提下使自制的丙烯酸乳液自交联形成三维网络结构，适用于含砂的普通路面。图5(右)为黑底色，为适用于含砂的普通路面的雾封层材料。绿色荧光区域是丙烯酸形成的三维网络结构。说明，配方中的丙烯酸发挥了作用。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种制造基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的配方，其特征在于，原材料质量比：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物2-3份、沥青55-60份、阳离子乳化剂3.5-4份、添加剂氯盐2-3份、去离子水40-45份、阳离子水性丙烯酸乳液3-9份、渗透剂3-5份和稳定剂4-6份；

所述沥青为70#基质沥青或者90#基质沥青；

所述阳离子乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基溴化吡啶；

所述渗透剂为有机油酸或者多元醇；

所述稳定剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯氧丙烯甘油或者聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。

2.一种采用如权利要求1所述的配方制备基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤一.按质量份称重，将40-45份去离子水、3.5-4份阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和2-3份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.8-2.2，然后加热至60-70℃，制备得到皂液；提供给步骤二；

步骤二.按质量份称重，将55-60份基质沥青加热至170-190℃，与2-3份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160-170℃的温度下发育2h,制备得到SBS改性沥青；然后与40-45份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨；胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到SBS改性乳化沥青；提供给步骤四；

步骤三.自制阳离子水性丙烯酸乳液，用于提供给步骤四

阳离子水性丙烯酸乳液，其制备组分按所含原材料质量比依次包括丙烯酸酯95-100份、引发剂3-5份、交联剂1-3份和阳离子表面活性剂5-8份；所需丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯或者2-甲基丙烯酸乙酯；所需引发剂为过硫酸铵或者过硫酸钾，用于引发不饱和聚酯的交联固化；所需交联剂为有机二元酸、N,N-亚甲基双丙烯酰胺或者二叔丁基过氧化物；所需阳离子表面活性剂为烷基季铵盐；

阳离子水性丙烯酸乳液，其制备工艺：按质量份称重，将丙烯酸酯95-100份加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为250-300转/分钟充分分散丙烯酸酯，将引发剂过硫酸钾3-5份溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，20-30分钟滴完后在70℃水浴继续保温1-2小时；称取交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺1-3份和阳离子表面活性剂十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐5-8份溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2000-2500转/分钟高速分散，20-25分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50±5℃，制备得到阳离子丙烯酸乳液；

步骤四.按质量份称重，将3-9份阳离子丙烯酸乳液、4-6份稳定剂聚二甲基硅氧烷、3-5份渗透剂聚乙二醇与95-100份SBS改性沥青乳液充分混合搅拌，静置2小时，使乳化沥青中的沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴充分混合均匀，制备得到不含砂的雾封层材料。

3.一种采用如权利要求2所述的方法制备的基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的应用，其特征是，包括以下步骤：

步骤一.根据交通道面雾封处理后对摩阻系数的实际需求判断是否需要撒布耐磨抗滑细砂，按质量份称重，400-450份的抗滑细砂与100-150份的雾封层材料搅拌混合均匀，制备得到含砂雾封层材料；所用的耐磨细砂为金刚砂、玄武岩砂、石英砂或者辉绿岩砂，粒径范围为20-100目，且洁净不含泥沙；

步骤二.在天气晴朗的时段进行喷撒，随着水分的加速蒸发，沥青液滴与阳离子丙烯酸乳液滴间距减小直至破乳，以触发丙烯酸乳液的自交联行为。

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