CN117645799A - 一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学建筑材料技术领域，具体为一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂及其制备方法，其组成以质量份数计由5～10份沥青、3～5份增塑剂a、15～30份硅烷改性聚醚聚合物、30～50份填料、20～40份增塑剂b、0.5～3份偶联剂、2～5份触变剂、1～3份功能助剂、5～10份EPDM微粉组成；其制备方法以下步骤：S1、常温塑性沥青的制备，S2、硅烷改性聚醚密封剂的制备，S3、将硅烷改性聚醚密封剂倒入常温塑性沥青中，在真空条件下共混1～2小时。本发明旨在利用沥青材料的耐候性、耐腐蚀性和塑性性能，和硅烷改性聚醚橡胶的密封性能、粘接性能，同时加入EPDM橡胶能有效提高回弹和抗冲击性能，最终产品是一种适合桥梁伸缩缝的密封复合材料。
Description
技术领域
本发明属于化学建筑材料技术领域，具体为一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂及其制备方法。
背景技术
桥梁伸缩缝是为满足桥面变形的要求，在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置的伸缩缝。为了适应伸缩缝的自由伸缩、减少行车噪声、降低酸雨或融雪剂溶液对桥梁的腐蚀、避免渣土堆积对桥梁伸缩的阻碍作用，通常会设置橡胶止水带。而现有技术中橡胶止水带与伸缩缝通常为非化学黏结，橡胶止水带塞入伸缩缝后，随着高温、紫外线、酸雨、机械作用，会逐渐老化失去弹性，不仅封水防腐作用失效，而且若渣土混入后则会进一步影响伸缩缝的性能，导致止水带的作用几乎失效。因此，人们迫切需要一种与伸缩缝可化学黏结、高弹性、耐候性好、抗刺破能力强的新型材料替代橡胶止水带。
发明内容
本发明旨在提供一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂及其制备方法，该种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂具有高伸缩率、高粘接强度、耐刺破性好、抗老化且耐腐蚀，使用该种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂能省去伸缩缝需要人为定期清理养护的任务，降低维护成本，起到很好地保护桥梁结构的作用，提高使用寿命。
本发明提供一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂及其制备方法，其组成以质量份数计由
5～10份沥青、
3～5份增塑剂a、
15～30份硅烷改性聚醚聚合物、
30～50份填料、
20～40份增塑剂b、
0.5～3份偶联剂、
2～5份触变剂、
1～3份功能助剂、
5～10份EPDM微粉组成。
在上述技术方案的基础上，所述硅烷改性聚醚聚合物为硅烷改性聚醚树脂或硅烷改性聚氨酯树脂或硅烷改性聚合物树脂或硅烷改性杂化聚合物树脂中任意两种或两种以上组合任意重量比的混合物。
在上述技术方案的基础上，所述沥青为煤焦沥青、石油沥青的一种或者几种混合物。
在上述技术方案的基础上，所述偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷中的一种或几种混合物。
在上述技术方案的基础上，所述增塑剂a为矿物油、环己烷二甲酸二异丁酯、古马隆树脂、聚乙二醇中的一种或几种混合物；增塑剂b为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异庚酯、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种混合物。
在上述技术方案的基础上，所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡或气相二氧化硅中的一种。
在上述技术方案的基础上，所述EPDM微粉为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三元共聚物微粉。
在上述技术方案的基础上，所述填料包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉或为吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑中的一种或多种混合物。
一种上述桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、常温塑性沥青的制备：向反应釜A中加入5～10份沥青以及3～5份增塑剂a，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融；
S2、硅烷改性聚醚密封剂的制备：向反应釜B中加入30～50份填料，5～10份EPDM微粉，20～40份增塑剂b，在真空条件下共混1～2小时，然后再加入15～30份硅烷改性聚醚聚合物、0.5～3份偶联剂、2～5份触变剂、1～3份功能助剂，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的硅烷改性聚醚密封剂，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
本发明的有益效果：
本发明通过将硅烷改性聚醚树脂改性沥青，并混入EPDM橡胶微粉，充分利用了沥青的优异润湿性、粘接力以及耐候性，利用了EPDM橡胶微粉与树脂和沥青混合以后的强内聚力，在提高密封胶拉伸模量的同时，大大增加了密封剂与基材的粘附力、抗振动性，同时防水防尘性能优异。使得该种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂具备高粘结性、高弹性和高恢复率、耐紫外线老化和抗腐蚀性，使用该种新型材料的项目减少了伸缩缝需要的定期清理填塞物，节约人工养护成本，设备投入少，成本仅为传统养护投入的十分之一。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其具体制备过程如下：
S1、向反应釜A中加入煤焦沥青10份以及环己烷二甲酸二异丁酯5份，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融。
S2、向反应釜B中加入纳米碳酸钙20份，重质碳酸钙5份，吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑5份，EPDM微粉10份，邻苯二甲酸二异癸酯20份在真空条件下共混1～2小时，然后再加入硅烷改性聚醚聚合物（MS）10份、硅烷改性聚氨酯树脂（SPUR） 5份、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷0.3份、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷0.2份、氢化蓖麻油2份、除水剂1份，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的密封剂混合物，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
实施例2：一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其具体制备过程如下：
S1、向反应釜A中加入煤焦沥青9份以及环己烷二甲酸二异丁酯4份、古马隆树脂1份，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融。
S2、向反应釜B中加入纳米碳酸钙25份，重质碳酸钙12份，吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑3份，EPDM微粉9份，邻苯二甲酸二异癸酯20份、邻苯二甲酸二异庚酯10份，在真空条件下共混1～2小时，然后再加入硅烷改性聚醚聚合物（MS）10份、硅烷改性聚合物树脂(STP)10份、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷 0.5份、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷0.5份、聚酰胺蜡2份、除水剂0.5份、抗老化剂0.5份，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的密封剂混合物，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
实施例3：一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其具体制备过程如下：
S1、向反应釜A中加入煤焦沥青8份以及环己烷二甲酸二异丁酯3份、古马隆树脂1份、矿物油1份，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融。
S2、向反应釜B中加入纳米碳酸钙30份，重质碳酸钙10份，吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑3份，EPDM微粉8份，邻苯二甲酸二异癸酯20份、邻苯二甲酸二异庚酯20份在真空条件下共混1～2小时，然后再加入硅烷改性聚氨酯树脂(SPUR)15份、硅烷改性杂化聚合物树脂(STPE)8份、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷1份、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷0.5份、气相二氧化硅3份、除水剂1份、抗老化剂1份，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的密封剂混合物，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
实施例4：一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其具体制备过程如下：
S1、向反应釜A中加入煤焦沥青5份、石油沥青1份以及环己烷二甲酸二异丁酯2份，聚乙二醇2份，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融。
S2、向反应釜B中加入纳米碳酸钙30份，重质碳酸钙8份，吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑5份，硅微粉3份，EPDM微粉6份，聚乙二醇二缩水甘油醚20份、聚丙二醇二缩水甘油醚10份，在真空条件下共混1～2小时，然后再加入硅烷改性聚氨酯树脂(SPUR) 15份、硅烷改性聚合物树脂(STP) 10份、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷1份、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷1份、氢化蓖麻油2份、聚酰胺蜡4份、除水剂2份、抗老化剂1份，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的密封剂混合物，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
实施例5：一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其具体制备过程如下：
S1、向反应釜A中加入煤焦沥青2份、石油沥青3份以及环己烷二甲酸二异丁酯2份，聚乙二醇1份，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融。
S2、向反应釜B中加入纳米碳酸钙30份，重质碳酸钙8份，吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑6份，硅微粉1份，EPDM微粉5份，聚乙二醇二缩水甘油醚20份、聚丙二醇二缩水甘油醚20份，在真空条件下共混1～2小时，然后再加入硅烷改性聚氨酯树脂(SPUR)20份、硅烷改性杂化聚合物树脂(STPE )10份、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷2份、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷1份、聚酰胺蜡3份、气相二氧化硅2份、除水剂2份、抗老化剂1份，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的密封剂混合物，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
需要说明的是，上述各实施例中的EPDM微粉均为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三元共聚物微粉。
由表1可知，本发明的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂具有以下优势：
1、高粘结性：密封剂产品与伸缩缝型钢及水泥混凝土粘结力强，并在持久雨水浸泡、油品浸泡、高低温热胀冷缩后，仍能保持良好粘结，胶体本身及粘结层无破坏。
2、高弹性和恢复率：密封剂产品具有优越的延伸性和弹性恢复，EPDM微粉的加入更能改善密封剂的断裂伸长率和弹性回复率，固化后胶体断裂伸长率最高可达1000%，可适应大部分伸缩缝所处桥梁环境中的自由伸缩。
3、耐紫外线老化和抗腐蚀性强：为提高密封剂产品耐紫外线老化能力，不仅在胶体中添加了高性能抗紫外线老化剂，而且利用化学接枝改性技术进一步提高胶体的光稳定性。同时通过沥青改性，也能够有效地提高耐紫外老化性能，同时具备优异的防腐蚀性能，能够满足路面长时间使用的环境和性能要求。
4、减少了伸缩缝需要的定期清理填塞物工作，节约人工养护成本，且设备投入少，成本仅为传统养护投入的十分之一。
Claims (9)
1.一种桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于，其组成以质量份数计由：
5～10份沥青、
3～5份增塑剂a、
15～30份硅烷改性聚醚聚合物、
30～50份填料、
20～40份增塑剂b、
0.5～3份偶联剂、
2～5份触变剂、
1～3份功能助剂、
5～10份EPDM微粉组成。
2.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述硅烷改性聚醚聚合物为硅烷改性聚醚树脂、硅烷改性聚氨酯树脂、硅烷改性聚合物树脂、硅烷改性杂化聚合物树脂中任意两种或两种以上组合任意重量比的混合物。
3.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述沥青为煤焦沥青、石油沥青的一种或者几种混合物。
4.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述偶联剂为γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、三甲氧基[2-(7-氧杂二环[4.1.0]庚-3-基)乙基]硅烷中的一种或几种混合物。
5.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述增塑剂a为矿物油、环己烷二甲酸二异丁酯、古马隆树脂、聚乙二醇中的一种或几种混合物；增塑剂b为邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二异庚酯、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种混合物。
6.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述触变剂为氢化蓖麻油、聚酰胺蜡或气相二氧化硅中的一种。
7.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述EPDM微粉为乙烯-丙烯-非共轭二烯烃三元共聚物微粉。
8.根据权利要求1所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂，其特征在于：所述填料包括纳米碳酸钙、重质碳酸钙、硅微粉、吸油值≥100ml/100g的高结构炭黑中的一种或多种混合物。
9.一种权利要求1~8任一项所述的桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、常温塑性沥青的制备：向反应釜A中加入5～10份沥青以及3～5份增塑剂a，边搅拌边加热至150℃以上，至沥青全部熔融；
S2、硅烷改性聚醚密封剂的制备：向反应釜B中加入30～50份填料，5～10份EPDM微粉，20～40份增塑剂b，在真空条件下共混1～2小时，然后再加入15～30份硅烷改性聚醚聚合物、0.5～3份偶联剂、2～5份触变剂、1～3份功能助剂，在真空条件下共混0.5～1小时；
S3、将反应釜B制得的硅烷改性聚醚密封剂，倒入反应釜A中，在真空条件下共混1～2小时，得到桥梁伸缩缝用树脂改性橡胶沥青密封剂。
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