CN116144321A - 一种双重反应型防水粘结材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双重反应型防水粘结材料，具体涉及粘结材料技术领域，具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25‑42份，SBS热塑性弹性体5‑10份，融合橡胶1.2‑1.7份，水性聚氨酯树脂15‑30份，水性环氧树脂10‑17份和石油基活性反应物3‑10份，所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25‑34份，改性路强剂3‑8份、聚氨酯粘合胶10‑15份，防滑骨料3‑7份，改性聚丙烯腈纤维4‑10份。本发明在经过改性处理后，其特有的一重、二重化学反应过程，能形成具有高弹塑性的防水粘结层，能渗透到混凝土底层3‑5mm深处，提高水泥混凝土路面与沥青加铺层的结合力，而且能够延长沥青加铺层的使用寿命，有效防止沥青铺装发生推移等病害。

Description

一种双重反应型防水粘结材料
技术领域
本发明涉及粘结材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种双重反应型防水粘结材料。
背景技术
目前，随着经济的发展和社会的进步，市政道路施工一直是重要的市政工程项目，人们对市政道路的要求也越来越高；
近年来，随着大量交通工具的兴起，长期的道路碾压让路面以及桥面出现大面积的破坏，经常会出现路面渗水、道路破碎以及道路表面出现大量的车辙，不仅影响道路的使用寿命，而且影响城市的美观，更严重则会出现交通事故发生。
现如今，目前路面防水粘合材料大多以沥青为主，结构组成单一，与路面混凝土的粘合强度不高，在长期使用后，易造成路面渗水的现象，影响路面的使用寿命，而且经过车辆长期碾压后，铺装层易出现推移、脱空、出现车辙的现象，从而导致表面波浪、裂缝、松散、坑洞等问题，针对上述现象，本发明提出一种双重反应型防水粘结材料。
发明内容
本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种双重反应型防水粘结材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双重反应型防水粘结材料，具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25-42份，SBS热塑性弹性体5-10份，融合橡胶1.2-1.7份，水性聚氨酯树脂15-30份，水性环氧树脂10-17份和石油基活性反应物3-10份。
优选地，所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25-34份，改性路强剂3-8份、聚氨酯粘合胶10-15份，防滑骨料3-7份，改性聚丙烯腈纤维4-10份。
优选地，所述融合橡胶为橡胶沥青，将废旧轮胎原质加工成0.8-1mm的粗橡胶粉粒和0.3-0.5mm的细橡胶粉粒，再按1:0.3的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在180℃-200℃的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。
优选地，所述高聚合物改性剂具体热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、橡胶类J苯橡胶、热塑性树脂类聚Z烯与乙烯醋酸Z烯共聚物的任意一种。
优选地，所述改性聚丙烯腈纤维具体采用聚丙烯纤维原丝经过特殊加工工艺得到的高性能合成纤维，所述特殊加工工艺具体为，将聚丙烯腈纤维原丝经过阻燃改性、减碱改性和拉伸改性等改性工艺。
优选地，所述改性路强剂为黑色颗粒状固体，是由多种精制聚合物复合而成的沥青混合料添加剂。
一种双重反应型防水粘结材料的制备方法，所述该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，并持续进行搅拌，得到沥青混合物；
步骤二、将改性路强剂颗粒经过135-150℃温度下软化后，加入沥青混合料质量的0.3％-0.5％，并在170-180℃温度下再次搅拌混合，得到改性沥青；
步骤三、称取聚氨酯粘合胶和防滑骨料，将聚氨酯粘合胶和防滑骨料按照配比2:3.5加入搅拌锅中搅拌至5min加入石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，得到聚合物；
步骤四、将步骤三中的聚合物和步骤二中得到的改性沥青加速混合，得到双重反应型防水粘结材料
优选地，所述在步骤三中，对聚氨酯粘合胶和防滑骨料的搅拌方式为，采用冲击电钻进行拌和，搅拌时轮换采用顺时针、逆时针、横搅、纵搅等多种方法，并不时地对容器壁和容器中央的胶结料进行搅拌，将未搅拌均匀的物质尽量分散开来。
本发明的技术效果和优点：
1、通过在沥青混合物的内部添加聚氨酯粘合胶和防滑骨料，不仅可以满足路面良好的抗滑以及警示效果，同时其色彩能保持长期使用不会掉色，同时，在使用过程中拥有自洁的功能，为路面提供良好的耐久性，而且采用石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，改性聚丙烯腈纤维作为路面混凝土的次要加强筋，可明显提高混凝土的韧性及抗冲压性能，并有效地阻止裂缝的产生和发展，提高混凝土的抗渗性，抗冻性等耐久性能，另外不仅可以大大改善沥青路面的粘结性、高温稳定性，疲劳耐久性，并且具有低温防裂和防止反射裂缝的性能，有效提高抗拉、抗剪、抗压及抗冲击强度；
2、通过将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，能够使该沥青原料具有一定的高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能，而且结合改性路强剂的使用，通过表面的增粘、加筋、填充以及沥青、弹性恢复等多重作用而大幅提高沥青混合料的高温稳定性，并对混合料的水稳定性和低温抗裂性也有改善和增强。
具体实施方式
实施例1、
一种双重反应型防水粘结材料，具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25-42份，SBS热塑性弹性体5-10份，融合橡胶1.2-1.7份，水性聚氨酯树脂15-30份，水性环氧树脂10-17份和石油基活性反应物3-10份；
所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25-34份，改性路强剂3-8份、聚氨酯粘合胶10-15份，防滑骨料3-7份，改性聚丙烯腈纤维4-10份。
而具体到本实施例中，具体为天然沥青30份、SBS热塑性弹性体8份，融合橡胶1.5份，水性聚氨酯树脂18份，水性环氧树脂12份和石油基活性反应物5份；
所述石油基活性反应物具体包括：石油基原料28份，改性路强剂5份、聚氨酯粘合胶12份，防滑骨料4份，改性聚丙烯腈纤维5份.
在上述的基础上，进一步的，所述融合橡胶为橡胶沥青，将废旧轮胎原质加工成1mm的粗橡胶粉粒和0.4mm的细橡胶粉粒，再按1:0.3的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在180℃的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料；
高聚合物改性剂具体热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、橡胶类J苯橡胶、热塑性树脂类聚Z烯与乙烯醋酸Z烯共聚物的任意一种；
所述改性聚丙烯腈纤维具体采用聚丙烯纤维原丝经过特殊加工工艺得到的高性能合成纤维，所述特殊加工工艺具体为，将聚丙烯腈纤维原丝经过阻燃改性、减碱改性和拉伸改性等改性工艺；
所述改性路强剂为黑色颗粒状固体，是由多种精制聚合物复合而成的沥青混合料添加剂。
一种双重反应型防水粘结材料，具体还包括一种双重反应型防水粘结材料的制备方法，所述该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，并持续进行搅拌，得到沥青混合物；
步骤二、将改性路强剂颗粒经过140℃温度下软化后，加入沥青混合料质量的0.3％-0.5％，并在175℃温度下再次搅拌混合，得到改性沥青；
步骤三、称取聚氨酯粘合胶和防滑骨料，将聚氨酯粘合胶和防滑骨料按照配比2:3.5加入搅拌锅中搅拌至5min加入石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，得到聚合物；
步骤四、将步骤三中的聚合物和步骤二中得到的改性沥青加速混合，得到双重反应型防水粘结材料。
在上述基础上，进一步的，在步骤三中，对聚氨酯粘合胶和防滑骨料的搅拌方式为，采用冲击电钻进行拌和，搅拌时轮换采用顺时针、逆时针、横搅、纵搅等多种方法，并不时地对容器壁和容器中央的胶结料进行搅拌，将未搅拌均匀的物质尽量分散开来。
上述实施例制备的防水粘结材料在具体施工时，将施工路面清洁并完全干燥后，采用人工涂布和机械喷洒的方式进行施工；
人工涂布，施工前，将其倒入适当大小的容器中，轻微搅拌3-5min，由操作人员用滚筒将其均匀地涂布于水泥混凝土或其它处置基面上,注意应尽量滚涂均匀；
机械喷洒，施工前，将容器中的材料搅拌均匀，然后将搅拌均匀的材料注入高压无气喷涂机中，由施工人员手握喷枪进行喷洒，须做到均匀喷洒。
实施例2：
一种双重反应型防水粘结材料，具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25-42份，SBS热塑性弹性体5-10份，融合橡胶1.2-1.7份，水性聚氨酯树脂15-30份，水性环氧树脂10-17份和石油基活性反应物3-10份；
所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25-34份，改性路强剂3-8份、聚氨酯粘合胶10-15份，防滑骨料3-7份，改性聚丙烯腈纤维4-10份。
而具体到本实施例中，具体为天然沥青35份、SBS热塑性弹性体7份，融合橡胶1.4份，水性聚氨酯树脂20份，水性环氧树脂15份和石油基活性反应物8份；
所述石油基活性反应物具体包括：石油基原料30份，改性路强剂6份、聚氨酯粘合胶14份，防滑骨料5份，改性聚丙烯腈纤维8份.
在上述的基础上，进一步的，所述融合橡胶为橡胶沥青，将废旧轮胎原质加工成0.8mm的粗橡胶粉粒和0.5mm的细橡胶粉粒，再按1:0.3的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在190℃的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料；
高聚合物改性剂具体热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、橡胶类J苯橡胶、热塑性树脂类聚Z烯与乙烯醋酸Z烯共聚物的任意一种；
所述改性聚丙烯腈纤维具体采用聚丙烯纤维原丝经过特殊加工工艺得到的高性能合成纤维，所述特殊加工工艺具体为，将聚丙烯腈纤维原丝经过阻燃改性、减碱改性和拉伸改性等改性工艺；
所述改性路强剂为黑色颗粒状固体，是由多种精制聚合物复合而成的沥青混合料添加剂。
一种双重反应型防水粘结材料，具体还包括一种双重反应型防水粘结材料的制备方法，所述该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，并持续进行搅拌，得到沥青混合物；
步骤二、将改性路强剂颗粒经过145℃温度下软化后，加入沥青混合料质量的0.3％-0.5％，并在175℃温度下再次搅拌混合，得到改性沥青；
步骤三、称取聚氨酯粘合胶和防滑骨料，将聚氨酯粘合胶和防滑骨料按照配比2:3.5加入搅拌锅中搅拌至5min加入石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，得到聚合物；
步骤四、将步骤三中的聚合物和步骤二中得到的改性沥青加速混合，得到双重反应型防水粘结材料。
在上述基础上，进一步的，在步骤三中，对聚氨酯粘合胶和防滑骨料的搅拌方式为，采用冲击电钻进行拌和，搅拌时轮换采用顺时针、逆时针、横搅、纵搅等多种方法，并不时地对容器壁和容器中央的胶结料进行搅拌，将未搅拌均匀的物质尽量分散开来。
上述实施例制备的防水粘结材料在具体施工时，将施工路面清洁并完全干燥后，采用人工涂布和机械喷洒的方式进行施工；
人工涂布，施工前，将其倒入适当大小的容器中，轻微搅拌3-5min，由操作人员用滚筒将其均匀地涂布于水泥混凝土或其它处置基面上,注意应尽量滚涂均匀；
机械喷洒，施工前，将容器中的材料搅拌均匀，然后将搅拌均匀的材料注入高压无气喷涂机中，由施工人员手握喷枪进行喷洒，须做到均匀喷洒。
实施例3：
一种双重反应型防水粘结材料，具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25-42份，SBS热塑性弹性体5-10份，融合橡胶1.2-1.7份，水性聚氨酯树脂15-30份，水性环氧树脂10-17份和石油基活性反应物3-10份；
所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25-34份，改性路强剂3-8份、聚氨酯粘合胶10-15份，防滑骨料3-7份，改性聚丙烯腈纤维4-10份。
而具体到本实施例中，具体为天然沥青40份、SBS热塑性弹性体8份，融合橡胶1.6份，水性聚氨酯树脂25份，水性环氧树脂17份和石油基活性反应物10份；
所述石油基活性反应物具体包括：石油基原料25份，改性路强剂8份、聚氨酯粘合胶10份，防滑骨料6份，改性聚丙烯腈纤维7份.
在上述的基础上，进一步的，所述融合橡胶为橡胶沥青，将废旧轮胎原质加工成0.9mm的粗橡胶粉粒和0.3mm的细橡胶粉粒，再按1:0.3的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在195℃的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料；
高聚合物改性剂具体热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、橡胶类J苯橡胶、热塑性树脂类聚Z烯与乙烯醋酸Z烯共聚物的任意一种；
所述改性聚丙烯腈纤维具体采用聚丙烯纤维原丝经过特殊加工工艺得到的高性能合成纤维，所述特殊加工工艺具体为，将聚丙烯腈纤维原丝经过阻燃改性、减碱改性和拉伸改性等改性工艺；
所述改性路强剂为黑色颗粒状固体，是由多种精制聚合物复合而成的沥青混合料添加剂。
一种双重反应型防水粘结材料，具体还包括一种双重反应型防水粘结材料的制备方法，所述该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，并持续进行搅拌，得到沥青混合物；
步骤二、将改性路强剂颗粒经过150℃温度下软化后，加入沥青混合料质量的0.3％-0.5％，并在180℃温度下再次搅拌混合，得到改性沥青；
步骤三、称取聚氨酯粘合胶和防滑骨料，将聚氨酯粘合胶和防滑骨料按照配比2:3.5加入搅拌锅中搅拌至5min加入石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，得到聚合物；
步骤四、将步骤三中的聚合物和步骤二中得到的改性沥青加速混合，得到双重反应型防水粘结材料。
在上述基础上，进一步的，在步骤三中，对聚氨酯粘合胶和防滑骨料的搅拌方式为，采用冲击电钻进行拌和，搅拌时轮换采用顺时针、逆时针、横搅、纵搅等多种方法，并不时地对容器壁和容器中央的胶结料进行搅拌，将未搅拌均匀的物质尽量分散开来。
上述实施例制备的防水粘结材料在具体施工时，将施工路面清洁并完全干燥后，采用人工涂布和机械喷洒的方式进行施工；
人工涂布，施工前，将其倒入适当大小的容器中，轻微搅拌3-5min，由操作人员用滚筒将其均匀地涂布于水泥混凝土或其它处置基面上,注意应尽量滚涂均匀；
机械喷洒，施工前，将容器中的材料搅拌均匀，然后将搅拌均匀的材料注入高压无气喷涂机中，由施工人员手握喷枪进行喷洒，须做到均匀喷洒。
上述实施例中，该双重反应型防水粘结材料以及所采用成分的技术指标如下表所示：
Figure SMS_1
Figure SMS_2
表1为该双重反应型防水粘合材料的技术指标
粒径 ≤4mm 软化点 135～150℃
高分子聚合物 ＞95％ 拉伸强度 25～30Mpa
密度 0.91～1.10kg/m3 弹性模量 1.3～1.5Gpa
融伸指数 7～10g/10min 断裂延伸 8～12％
表2为改性路强剂的技术指标
沥青混合料类型 动稳定度(次/mm) 最终变形(mm)
混合料 2613 2.471
改性+0.3％路强剂 8218 0.857
改性+0.4％路强剂 11836 0.766
表3为添加改性路强剂后沥青的车辙实验效果
根据表3数据可知，该双重反应型防水粘结材料经过添加改性路强剂后，抗车辙性能得到显著提高。
Figure SMS_3
表4为防滑骨料的技术指标
Figure SMS_4
Figure SMS_5
表5为聚氨酯粘合胶的技术指标
Figure SMS_6
表6为聚丙烯腈纤维的物理指标参数
检测项目 技术指标
粘度，177℃，(Pa.s) 1.5-4.0
针入度(25℃,100g,5s),(0.1mm) ≥25
软化点(℃) ≥55
弹性恢复，25℃(％) ≥60
表7为融合橡胶的技术指标
总结：
根据上述表1-7中的各项数据表明，该双重反应型防水粘结材料，在经过改性处理后，其特有的一重、二重化学反应过程，能形成具有高弹塑性的防水粘结层，能渗透到混凝土底层3-5mm深处，提高水泥混凝土路面与沥青加铺层的结合力，而且能够延长沥青加铺层的使用寿命，有效防止沥青铺装发生推移等病害。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：具体包括以下成分及其重量份：天然沥青25-42份，SBS热塑性弹性体5-10份，融合橡胶1.2-1.7份，水性聚氨酯树脂15-30份，水性环氧树脂10-17份和石油基活性反应物3-10份。
2.根据权利要求1所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述石油基活性反应物具体包括以下成分及其重量份：石油基原料25-34份，改性路强剂3-8份、聚氨酯粘合胶10-15份，防滑骨料3-7份，改性聚丙烯腈纤维4-10份。
3.根据权利要求1所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述融合橡胶为橡胶沥青，将废旧轮胎原质加工成0.8-1mm的粗橡胶粉粒和0.3-0.5mm的细橡胶粉粒，再按1:0.3的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在180℃-200℃的高温条件下，与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。
4.根据权利要求3所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述高聚合物改性剂具体热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、橡胶类J苯橡胶、热塑性树脂类聚Z烯与乙烯醋酸Z烯共聚物的任意一种。
5.根据权利要求1所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述改性聚丙烯腈纤维具体采用聚丙烯纤维原丝经过特殊加工工艺得到的高性能合成纤维，所述特殊加工工艺具体为，将聚丙烯腈纤维原丝经过阻燃改性、减碱改性和拉伸改性等改性工艺。
6.根据权利要求1所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述改性路强剂为黑色颗粒状固体，是由多种精制聚合物复合而成的沥青混合料添加剂。
7.根据权利要求1-6依次所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：具体还包括一种双重反应型防水粘结材料的制备方法，所述该方法具体包括以下步骤：
步骤一、将天然沥青和SBS热塑性弹性体经过加热混合搅拌后，依次加入融合橡胶、水性聚氨酯树脂和水性环氧树脂，并持续进行搅拌，得到沥青混合物；
步骤二、将改性路强剂颗粒经过135-150℃温度下软化后，加入沥青混合料质量的0.3％-0.5％，并在170-180℃温度下再次搅拌混合，得到改性沥青；
步骤三、称取聚氨酯粘合胶和防滑骨料，将聚氨酯粘合胶和防滑骨料按照配比2:3.5加入搅拌锅中搅拌至5min加入石油基原料和改性聚丙烯腈纤维，得到聚合物；
步骤四、将步骤三中的聚合物和步骤二中得到的改性沥青加速混合，得到双重反应型防水粘结材料。
8.根据权利要求7所述的一种双重反应型防水粘结材料，其特征在于：所述在步骤三中，对聚氨酯粘合胶和防滑骨料的搅拌方式为，采用冲击电钻进行拌和，搅拌时轮换采用顺时针、逆时针、横搅、纵搅等多种方法，并不时地对容器壁和容器中央的胶结料进行搅拌，将未搅拌均匀的物质尽量分散开来。
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