CN114854362B - 沥青路面高性能净味速熔密封胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及路面修补技术领域，具体涉及沥青路面高性能净味速熔密封胶，包括质量比为(10‑25):(0.5‑8):100的端硅氧基聚醚树脂、3‑环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙和沥青改性聚硫橡胶、固化剂、增塑剂、芳烃油、复合催化剂。与现有技术相比，本发明不仅解决了聚硫橡胶与其它材料相容性差的问题，在修复破损接缝时可直接使用，无需对接口进行打磨处理，并且在固化剂和催化剂的作用下进行交联，具备高伸长率、低模量、无烟环保，温差跨度可从‑30℃至60℃、低稠度、流动渗透性好、耐老化性好，施工和易性好等优点，可以全天候使用，适用于在任何天气和环境下补修各种不同类型的道路面层，利于广泛推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及路面修补技术领域，具体涉及沥青路面高性能净味速熔密封胶。
背景技术
混凝土路面是裸露在大自然中的带状结构，板块与板块之间非常容易形成胀缩内应力，导致混凝土面层破坏，因此每隔一段距离都设置一定宽度的接缝。为了防止接缝渗水及异物堆积，必须对接缝位置进行密封。路面灌缝技术作为一种有效的预防性养护方法已经较普遍地为各地道路养护部门所接受。沥青路面灌缝采用的材料称为密封胶，目前，国内采用的密封胶来源广泛，质量参差不齐，使用效果不尽理想，特别是低温性能普遍较差，很多密封胶一到冬季即与裂缝壁撕裂，失去了防水的效果，这种现象在北方寒冷地区尤为明显，而在南方高温地区，密封胶被轮胎卷走的现象也时有发生。故研究开发一种配方合理，高低温性能优良、具有良好的粘弹性和抗裂能力的路面裂缝密封胶。
发明内容
为解决背景技术中提到的问题，本发明提供一种热熔快，粘接性强，具有良好的抗形变、无烟环保，温差跨度大、低稠度、流动渗透性好、耐老化性沥青路面高性能净味速熔密封胶。
沥青路面高性能净味速熔密封胶，关键在于：质量比为(10-25):(0.5-8):100的端硅氧基聚醚树脂、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙和沥青改性聚硫橡胶；所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，后降温加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的0.5-18wt％。实际使用中，通过对聚硫橡胶进行沥青改性，保留其气密性、耐水性、耐油性及不加热固化的特性的同时改善了与其它材料的相容性，利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷的三个乙氧基，与端硅氧基聚醚树脂交联后，更是兼备硅酮密封胶与聚氨酯密封胶的特点，形成高交联密度的交联网络，提升密封胶的拉伸强度，不管是有效交联密度还是化学交联密度均有大幅提升，通过加入合适比例的改性的碳酸钙，可以有效减弱密封胶的老化程度，并且通过3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷对碳酸钙进行改性处理，可以有效提高碳酸钙对密封胶的增强效果。
优选的，所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙采用以下方法制备：将质量比为2:1的重质碳酸钙和轻质碳酸钙混合，在100～150℃下预热干燥至水分含量≤0.1％，在100-120℃、搅拌速度500-1000rpm条件下，加入3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液，改性30-60min后筛分或粉磨，制得平均粒径为2-8μm的改性碳酸钙，其中，3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液的掺入量为混合碳酸钙的20％。
优选的，所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液由质量比为5:3:2的3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙醇和水混合而成。
优选的，还包括固化剂、增塑剂、芳烃油、复合催化剂。
优选的，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶4-8wt％。
优选的，所述复合催化剂由12-18％wt有机锡和7-10wt％有机钛附载于二氧化硅而成。实际应用中，将有机锡和有机钛催化剂附载于二氧化硅载体上，既可以降低催化剂的用量，又可以通过两种催化剂共同作用提高催化活性，促进深层固化。
优选的，所述固化剂为二氧化锰。实际使用中，相对于重铬酸钠和氧化锌，显著提升改性聚硫橡胶的活化期，与沥青相互促进，显著降低吸水率，提升相对伸长率的同时拉伸强度损失不大。
优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
优选的，所述固化剂的外掺量为沥青改性聚硫橡胶的0.2-1wt％。
优选的，所述增塑剂的外掺量为聚硫改性沥青的10-15wt％。
与现有技术相比，本发明提供的沥青路面高性能净味速熔密封胶具有以下有益效果：
(1)解决了聚硫橡胶与其它材料相容性差的问题，在修复破损接缝时可直接使用，无需对接口进行打磨处理，并且在固化剂和催化剂的作用下进行交联，对老化的裂缝边缘起到再生还原作用，无烟净味环保，热熔快，粘接性强，具有良好的抗形变恢复性能，在夏季，其高温软化点可达90℃；在冬季，其耐低温可达近似-30℃，适用于温差跨度大的温带环境施工；
(2)具有强低温渗透性、无需开槽、渗入裂缝深度大，同等重量可增加灌缝量5％-10％，养护成本低；
(3)具有良好的耐老化性、耐磨性强、高温稳定性强的特点，质地细腻，适合各种沥青、水泥路面裂缝的使用，也适用于大型桥梁伸缩缝、院校厂区、小区停车场、机场跑道地面、路面快速翻新接拼处理等。能够有效延缓路面病害发展，延长公路使用寿命，利于广泛推广应用。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行具体描述，在此指出以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。除特殊说明外，本发明所述份数均为重量份，所述百分比均为质量百分比，所述浓度为质量百分比浓度。
实施例1
沥青路面高性能净味速熔密封胶，包括10份端硅氧基聚醚树脂、0.5份3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、100份沥青改性聚硫橡胶、0.2份二氧化锰、10份邻苯二甲酸二丁酯、15份芳烃油、1.5份复合催化剂；其中，所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，后降温加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的0.5wt％，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶4wt％；
所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙采用以下方法制备：将质量比为2:1的重质碳酸钙和轻质碳酸钙混合，在100～150℃下预热干燥至水分含量≤0.1％，在100-120℃、搅拌速度500-1000rpm条件下，加入3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液，所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液由质量比为5:3:2的3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙醇和水混合而成，改性30-60min后筛分或粉磨，制得平均粒径为2-8μm的改性碳酸钙，其中，3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液的掺入量为混合碳酸钙的20％；
所述复合催化剂采用如下方法制备而成：向硅溶胶中加入质量分数为25％二正丁基二醋酸锡溶液和质量分数为30％钛酸丁酯溶液，在60-120℃下，成胶2-6h后，过滤分离，干燥后，在温度200-280℃，焙烧3-8h，得到将12％wt有机锡和10wt％有机钛附载于二氧化硅的复合催化剂。
制备方法：
将质量份的端硅氧基聚醚树脂、复合催化剂投入容器中，在室温及真空度0.07-0.1MPa，搅拌混合20-30min后，然后加入质量份的沥青改性聚硫橡胶、二氧化锰、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、邻苯二甲酸二丁酯、芳烃油并在50±5℃温度下高速搅拌均匀后，出料得到成品。
实施例2
与实施例1的不同在于，沥青路面高性能净味速熔密封胶的配比不同，包括25份端硅氧基聚醚树脂、8份3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、100份沥青改性聚硫橡胶、1份二氧化锰、10份邻苯二甲酸二丁酯、12份芳烃油、2.1份复合催化剂。
实施例3
与实施例1的不同在于，沥青路面高性能净味速熔密封胶的配比不同，包括18份端硅氧基聚醚树脂、6份3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、100份沥青改性聚硫橡胶、0.8份二氧化锰、15份邻苯二甲酸二丁酯、15份芳烃油、1.8份复合催化剂；其中，所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，后降温加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的18wt％，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶8wt％。
实施例4
与实施例1的不同在于，沥青路面高性能净味速熔密封胶的配比不同，包括25份端硅氧基聚醚树脂、6份3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、100份沥青改性聚硫橡胶、0.6份二氧化锰、15份邻苯二甲酸二丁酯、12份芳烃油、2.1份复合催化剂；其中，所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，后降温加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的10wt％，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶5wt％。
实施例5
与实施例1的不同在于，沥青路面高性能净味速熔密封胶的配比不同，包括25份端硅氧基聚醚树脂、6份3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙、100份沥青改性聚硫橡胶、0.6份二氧化锰、15份邻苯二甲酸二丁酯、12份芳烃油、2.1份复合催化剂；其中，所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，后降温加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的15wt％，所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶8wt％。
对比例1
提供一种道路接缝用密封胶，其原料组成与实施例1的区别在于碳酸钙采用重质碳酸钙。
对比例2
提供一种道路接缝用密封胶，其原料组成与实施例1的区别在于催化剂采用二正丁基二醋酸锡。
对比例3
提供一种道路接缝用密封胶，其原料组成与实施例1的区别在于沥青改性聚硫橡胶改为聚硫橡胶。
对比例4
提供一种道路接缝用密封胶，其原料组成与实施例1的区别在于不加入端硅氧基聚醚树脂、复合催化剂。
对本发明的实施例1-5及对比例1-4制得的密封胶进行性能测试：按照JT/T 740-2015《路面加热型密封胶》规范要求，测定其流动值、锥入度、软化点；按照GB/13477.5测试其表干时间；按照GB/13477.10测试其定伸粘接性、测试弹性恢复率、浸水后拉伸粘接性、测试热处理后粘接性、测试拉伸模量(采用残留有沥青的基材进行粘接性能测试)。测试得到的性能指标如表1所示。
表1
上表中显示，本申请的密封胶低稠度、流动渗透性好、便于现场施工操作，从定伸粘结性、浸水拉伸粘结性及热处理后粘结性可以看出与其它材料相容性好，可直接用于修复破损接缝，且具有高弹性恢复率及高拉伸模量，且具有良好的高温稳定性及耐低温性，因此适合在温差跨度大的温带环境，其中实施例3的综合性能最好，其断裂伸长率与弹性恢复率最高，定伸粘接也无破坏，且其拉伸强度、表干时间适中，可满足路面反复粘结、裂缝变形的需求，并适合在全国范围内各种温度环境下使用，利于广泛推广应用。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于包括：质量比为(10-25):(0.5-8):100的端硅氧基聚醚树脂、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙和沥青改性聚硫橡胶、复合催化剂；其中，碳酸钙为质量比为2:1的重质碳酸钙和轻质碳酸钙混合而成；所述复合催化剂由12-18％wt有机锡和7-10wt％有机钛附载于二氧化硅而成；
所述沥青改性聚硫橡胶采用以下方法制备：将基质沥青加热至150-160℃，加入聚硫橡胶，温度保持170-180℃，高速分散30-40min，加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，在150℃下发育搅拌30min制得，其中，基质沥青的掺入量为聚硫橡胶的0.5-18wt％。
2.根据权利要求1所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷改性的碳酸钙采用以下方法制备：将质量比为2:1的重质碳酸钙和轻质碳酸钙混合，在100～150℃下预热干燥至水分含量≤0.1％，在100-120℃、搅拌速度500-1000rpm条件下，加入3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液，改性30-60min后筛分或粉磨，制得平均粒径为2-8μm的改性碳酸钙，其中，3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液的掺入量为混合碳酸钙的20％；所述3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷溶液由质量比为5:3:2的3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、乙醇和水混合而成。
3.根据权利要求1所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：还包括增塑剂、芳烃油、固化剂。
4.根据权利要求3所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述γ-氨丙基三乙氧基硅烷的掺入量为聚硫橡胶4-8wt％。
5.根据权利要求3所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述固化剂为二氧化锰。
6.根据权利要求3所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯。
7.根据权利要求3所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述固化剂的外掺量为沥青改性聚硫橡胶的0.2-1wt％。
8.根据权利要求3所述的沥青路面高性能净味速熔密封胶，其特征在于：所述增塑剂的外掺量为沥青改性聚硫橡胶的10-15wt％。
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