CN114250058B - 一种沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶及其制备方法。所述灌封胶是将质量比为1:0.5‑2的A组分和B组分混合均匀得到。所述的灌封胶拥有改性沥青、聚氨酯和环氧树脂组分，同时实现灌封胶体系与原路面断面良好的相容性和修补部分与原路面协同承载行车压力的效果；所述灌封胶中改性沥青组分中，选用聚合物、氧化石墨烯、纳米氧化物同时作为改性剂，聚合物链状结构与氧化石墨烯片层结构及纳米氧化物组分多尺度增强结构，纳米材料巨大的比表面积以及多尺度体系协同作用，保证改性沥青网状结构兼具强度高、稳定性好以及抗氧化性优良等方面的优势；适度调整A、B组分的组成以及比例，得到不同粘度和固化时间的灌封胶，以满足不同宽度和深度裂缝修补的渗透需求。
Description
技术领域
本发明属于道路修复技术领域，特别涉及一种沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶及其制备方法。
背景技术
沥青混凝土路面因其耐久性强、易于维修、抗滑低噪以及平整舒适等优点在交通运输路网建设中应用非常广泛，在长期的荷载和自然条件作用下，路面逐渐产生不同类型裂缝，若不及时维修，路面积水和有害杂质沿缝下渗，削弱基层的强度和稳定性，对路面寿命影响极大，美国SHRP计划指出，及时修补沥青早期裂缝病害，能够延长路面寿命10-20年，节约维修费用50％左右。
目前，应用较为普遍的沥青路面修补材料主要有热熔型改性沥青、常温型乳化沥青以及反应性树脂三大类，且我国对沥青路面裂缝修补研究深度不够，应用材料多为改性沥青和乳化沥青灌封材料。改性沥青类灌封材料需加热融化，工序较为繁杂，加之其流动性不良，难以渗透到有效深度，且其存在温度敏感性高和柔韧性差的缺陷，致使修补结构耐久性较差；乳化沥青用于裂缝修补具有能够常温施工，流动性和渗透性良好以及方便快捷的等诸多优点，但其与裂缝各面的粘结能力较差，且延展性不足，易与原路面脱落，耐久性较差。反应性树脂主要用于机场、停车场内路面修补，由于价格昂贵较难应用于大面积路面修补。另一方面，国内路面损坏常出现错过最佳修补工期、对裂缝的预处理不合适等问题，致使较多的修补仅作表面填缝处理或者修补效果不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶及其制备方法。该灌封胶可常温施工、粘结能力强、弹性韧性高以及耐久性优良。
所述的沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶的制备方法是将质量比为 1:0.5-2的A组分和B组分混合均匀即得；
所述A组分的制备方法为：
1)将100质量份基质沥青加热到110-130℃，加入3-8质量份马来酸酐、0.3-1.6 质量份稳定剂和0.015-0.8质量份促进剂，搅拌反应1-3h；
2)将步骤1)得到的混合物加热到150-180℃，分别加入2-7质量份改性剂和0.5-3质量份纳米氧化物，剪切30-45min，烘箱内发育1-2h；
3)将0.06-1.0质量份氧化石墨烯粉末倒入30-60质量份废弃植物油中，搅拌均匀后倒入步骤2)得到的复合改性沥青中，继续剪切30-60min，在80-120℃下保温；
4)向步骤3)得到的改性沥青中加入0.15-5.5质量份的增溶剂、3-22质量份聚氨酯预聚体和0.15-5.5质量份稀释剂，剪切搅拌20-60min；
5)向步骤4)得到的复合改性沥青中加入0.1-3质量份纤维，搅拌均匀；
6)将30-55质量份环氧树脂加热到90-100℃，加入2-10质量份木质素搅拌1-2h，加入10-40质量份稀释剂搅拌均匀后倒入步骤5)得到的复合改性沥青中，搅拌均匀；
7)向步骤6)的产物中加入2-10质量份增塑剂，搅拌均匀；
所述B组分的制备方法为：将1.8-38.5质量份环氧树脂固化剂、0-0.93质量份促进剂和0.3-5.5质量份聚氨酯扩链剂混合搅拌均匀。
所述步骤1)中的稳定剂为过碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、滑石粉中的一种或几种；促进剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
所述步骤2)中的改性剂为SBS、SBR、CR、胶粉、硫磺、多磷酸中的一种或两种。
步骤4)中的增溶剂为二甲苯、三甲苯、芳烃油中的一种或两种。
步骤4)和6)中的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、丙酮、丁酮、甲基乙丁酮、甲基丙烯酸甲酯、甲苯、乙二醇、乙醚、丁醚中的一种或几种。
步骤5)中的纤维为玻璃纤维或碳纤维。
步骤7)中的增塑剂为己二酸二辛酯、已二酸二正丁酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸丁芐酯、氯化石蜡中的一种或者两种。
所述B组分中的环氧树脂固化剂为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二甲胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺三甲基已二胺、聚醚二胺、聚醚二胺、氨乙基呱嗪、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、苯二甲胺三聚体、双苄胺基醚中的一种或者多种。
所述B组分中的促进剂为叔胺、亚磷酸三苯酯、水杨酸、甲酚、三氟化硼、苯酚、双酚A、间苯二酚、间甲酚、N，N-二甲基苯胺中的一种。
所述B组分中的聚氨酯扩链交联剂为1，4一丁二醇、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、二亚甲基苯基二醇、3，3'-二氯-4，4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、二乙基甲苯二胺、3,5- 二甲硫基甲苯二胺、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺、间苯二酚羟基醚、对苯二酚双 -β-羟乙基醚、氢醌一二(β一羟乙基)醚中的一种或者两种。
所述的环氧树脂为E44或E51。
本发明创新点主要有以下几点：所涉及沥青混凝土路面裂缝修补用双组份灌封胶能够在常温条件下施工；灌封胶拥有改性沥青、聚氨酯和环氧树脂组分，同时实现灌封胶体系与原路面断面良好的相容性和修补部分与原路面协同承载行车压力的效果；灌封胶中改性沥青组分中，选用聚合物、氧化石墨烯、纳米氧化物同时作为改性剂，聚合物链状结构与氧化石墨烯片层结构及纳米氧化物组分多尺度增强结构，纳米材料巨大的比表面积以及多尺度体系协同作用，保证改性沥青网状结构兼具强度高、稳定性好以及抗氧化性优良等方面的优势；适度调整A、B 组分的的组成以及比例，得到不同粘度和固化时间的灌封胶，以满足不同宽度和深度裂缝修补的渗透需求。本发明所涉及灌封胶可在常温条件下施工，能够与原路面断面充分粘结，同时具有良好的承载能力和弹性，实现对沥青混凝土路面裂缝的高效修补，同时耐久性良好。
具体实施方式
结合具体实施例对本发明提供灌封胶制备以及应用作进一步阐述，本发明并不限于以下实施例。
实施例1
A组分：
(1)100质量份基质沥青加热到130℃，加入3质量份马来酸酐、0.3质量份硫酸钙和0.015质量份过氧化二异丙苯，搅拌反应1.5h；(2)将步骤(1)的沥青加热到160℃，分别加入4质量份SBS和1质量份纳米二氧化钛，剪切45min，烘箱内发育1.5h；(3)将0.06质量份氧化石墨烯粉末倒入30质量份废弃植物油中，充分搅拌均匀后倒入步骤(2)的复合改性沥青中，继续剪切60min后，在120℃保温； (4)在步骤(3)的改性沥青中加入0.15质量份二甲苯，10质量份聚氨酯预聚体和0.15质量份乙醚，剪切搅拌30min；(5)在(4)复合改性沥青中加入0.2质量份玻璃纤维，搅拌均匀；(6)30质量份环氧树脂E44加热到90℃，加入3质量份木质素搅拌2h，加入15质量份正丁基缩水甘油醚搅拌均匀后倒入(5)复合改性沥青中，搅拌；(7)加入10质量份邻苯二甲酸二辛酯，继续搅拌均匀。
B组分：将7.5质量份二乙胺基丙胺，4质量份乙二胺混合搅拌均匀。
使用时，A组分与B组分按1：0.5混合，搅拌均匀，测试性能指标如下表所示：
| 性能指标 | 结果 |
| 粘度/Pa.s | 1.2 |
| 老化后质量损失/％ | 3.7 |
| 拉伸强度/MPa | 25.3 |
| 断裂伸长率/％ | 17.6 |
| 体积收缩/％ | 3.7 |
Claims (9)
1.一种沥青混凝土路面裂缝修补用双组质量份灌封胶的制备方法，其特征在于，所述灌封胶的制备方法是将质量比为1:0.5-2的A组分和Ｂ组分混合均匀即得；
所述A组分的制备方法为：
1）将100质量份基质沥青加热到110-130℃，加入3-8质量份马来酸酐、0.3-1.6质量份稳定剂和0.015-0.8质量份促进剂，搅拌反应1-3h；
2）将步骤1）得到的混合物加热到150-180℃，分别加入2-7质量份改性剂和0.5-3质量份纳米氧化物，剪切30-45min，烘箱内发育1-2h；
3）将0.06-1.0质量份氧化石墨烯粉末倒入30-60质量份废弃植物油中，搅拌均匀后倒入步骤2）得到的复合改性沥青中，继续剪切30-60min，在80-120℃下保温；
4）向步骤3）得到的改性沥青中加入0.15-5.5质量份的增溶剂、3-22质量份聚氨酯预聚体和0.15-5.5质量份稀释剂，剪切搅拌20-60min；
5）向步骤4）得到的复合改性沥青中加入0.1-3质量份纤维，搅拌均匀；
6）将30-55质量份环氧树脂加热到90-100℃，加入2-10质量份木质素搅拌1-2h，加入10-40质量份稀释剂搅拌均匀后倒入步骤5）得到的复合改性沥青中，搅拌均匀；
7）向步骤6）的产物中加入2-10质量份增塑剂，搅拌均匀；
所述B组分的制备方法为：将1.8-38.5质量份环氧树脂固化剂、0-0.93质量份促进剂和0.3-5.5质量份聚氨酯扩链剂混合搅拌均匀；
所述步骤1）中的稳定剂为过碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、滑石粉中的一种或几种；促进剂为过氧化二异丙苯、过氧化二苯甲酰、过氧化苯甲酰中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤 2）中的改性剂为SBS、SBR、CR、胶粉、硫磺、多磷酸中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤 4）中的增溶剂为二甲苯、三甲苯、芳烃油中的一种或两种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤 4）和6）中的稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚 、正丁基缩水甘油醚丙酮、丁酮、甲基乙丁酮、甲基丙烯酸甲酯、甲苯、乙二醇、乙醚、丁醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤 5）中的纤维为玻璃纤维或碳纤维。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤7）中的增塑剂为己二酸二辛酯、已二酸二正丁酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二异辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸丁芐酯、 氯化石蜡中的一种或者两种。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述B组分中的环氧树脂固化剂为二乙胺基丙胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、二甲胺基丙胺、三甲基六亚甲基二胺、三甲基六亚甲基二胺 三甲基已二胺、聚醚二胺、聚醚二胺、氨乙基呱嗪、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷、苯二甲胺三聚体、双苄胺基醚中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述B组分中的促进剂为叔胺、亚磷酸三苯酯、水杨酸、甲酚、三氟化硼、苯酚、双酚A、间苯二酚、间甲酚、N，N-二甲基苯胺中的一种。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述B组分中的聚氨酯扩链交联剂为1，4一丁二醇、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇、二亚甲基苯基二醇、3，3'-二氯-4，4'-二氨基二苯基甲烷、乙二胺、二乙基甲苯二胺、3,5-二甲硫基甲苯二胺、N，N-二羟基(二异丙基)苯胺、间苯二酚羟基醚、对苯二酚双-β-羟乙基醚、氢醌一二(β一羟乙基)醚中的一种或者两种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chang Runtian Inventor after: Cai Lina Inventor after: Fan Changxin Inventor after: Pei Qiang Inventor after: Xie Bangzhu Inventor after: Wang Wei Inventor after: Su Guijun Inventor after: Hao Jingao Inventor after: Wang Zhiyu Inventor after: Shu Xingwang Inventor before: Chang Runtian Inventor before: Cai Lina Inventor before: Pei Qiang Inventor before: Xie Bangzhu Inventor before: Wang Wei Inventor before: Hao Jingao Inventor before: Su Guijun Inventor before: Fan Changxin Inventor before: Wang Zhiyu Inventor before: Shu Xingwang |
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |