CN112500029B - 一种沥青基发泡灌缝胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型沥青基发泡灌缝胶,包括A、B两个组分,A组分包括:沥青、环氧树脂、改性剂、增容剂、聚醚多元醇、填料、水,B组分包括聚氨酯预聚体。本发明的新型沥青基发泡灌缝胶将环氧树脂与改性剂、沥青、聚醚多元醇等混合加热,反应后得到A组分,再与B组分,即聚氨酯预聚体进行共混,得到沥青基发泡灌缝胶。A、B组分混合后,聚氨酯预聚体的异氰酸基与羟基和水发生反应,形成交联体系,并同时发泡;另一方面,环氧树脂固化形成网络结构,为体系提供强度和粘接性,得到性能优异的发泡灌缝胶。本发明的新型沥青基发泡灌缝胶与传统灌缝胶相比,无需加热设备,能耗低,经济环保,性能优异,灌缝胶与裂缝壁面粘接牢固,不易脱粘开裂。
Description
技术领域
本发明涉及路面养护技术领域,尤其是一种新型沥青基发泡灌缝胶。
背景技术
裂缝,是路面病害的主要形式之一。路面裂缝产生早期会影响路面的连续性、整体性及美观性;雨水通过裂缝进入面层,会降低沥青与集料的粘附性,进而使路面产生更多裂缝及坑槽;雨水穿过面层进入基层后会使基层软化,降低基层承载力,在车辆荷载作用下很容易使路面产生挤浆。路基的软化会导致路面发生坑槽和塌陷,极大地破坏路面性能。
对路面裂缝的修补通常采用灌缝胶来实现。灌缝胶通常以沥青为基体,添加聚合物进行改性,以提高其性能。如申请号为201910399225.1的中国专利,采用SBS改性沥青灌缝胶掺加改性纳米二氧化硅制成耐久、高性能灌缝胶;又如申请号为201210262849.7的中国专利公开了一种路面灌缝胶,该灌封胶由相容剂、改性剂、稳定剂和基质沥青组成,经加热灌入裂缝即可起到修补效果。
然而,尽管已经获得了广泛的应用,当前使用的灌缝胶仍具有诸多不足之处:首先,改性沥青灌缝胶分子极性低,粘结性差,容易与路面发生脱粘,进而造成修补失效。其次,在使用时需要对灌缝胶进行高温加热,耗能很大,且会挥发出刺鼻气味,不利于环保。针对这一问题,申请号为201310022528.4的中国专利一种环保中温型路面灌缝胶及其制备方法,采用石油沥青、废胎橡胶粉、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的等组分,降低了施工温度,提高了材料流动性,但中温型灌缝胶仍需加热至100℃左右,耗能不可避免;又如申请号为201910369006.9的中国专利公开了一种聚氨酯单组份路用液体灌缝胶及其制备方法,使用时不必加热,且粘结性优异,但价格昂贵,性价比低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:现有的灌缝胶大多需高温加热灌注,且粘接力低,缺少高性价比的解决手段,为了克服现有技术中存在的不足,提供一种新型沥青基发泡灌缝胶。
本发明采用的技术方案是:一种新型沥青基发泡灌缝胶为A、B两种组分的混合物,
所述的A组分包括:5-20质量份的沥青、5-20质量份的环氧树脂、0.5-2质量份的改性剂、2-8质量份的增容剂、1-6质量份的聚醚多元醇、3-6质量份的填料、0.1-0.5质量份的水,
所述的B组分包括:5-12质量份的聚氨酯预聚体。
所述A组分中的沥青为70-90号石油沥青。
所述A组分中的环氧树脂为双酚A、双酚F类环氧树脂中一种或两种的混合物,其环氧当量为180-220 g/mol。
所述A组分中的改性剂为二乙醇胺、乙醇胺中一种或两种的混合物。
所述A组分中的增容剂为邻苯二甲酸二丁酯。
所述A组分中的聚醚多元醇为聚乙二醇,其分子量为2000-5000g/mol。
所述A组分中的填料为高岭土、膨润土、碳酸钙、滑石粉、粉煤灰中任意一种或混合物。
所述B组分中的聚氨酯预聚体为聚醚型异氰酸基封端的预聚物。
上述的新型沥青基发泡灌缝胶制备时,A、B两种组分的制备方法如下:
A组分的制备方法为:将5-20质量份的环氧树脂与0.5-2质量份的改性剂混合,在60-80℃下搅拌1-2h,反应完成后向体系中加入0.1-0.5质量份的水,之后加入2-8质量份的增容剂、5-20质量份的沥青、1-6质量份的聚乙二醇、3-6质量份的填料,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法为:5-12质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
优选的,A、B两种组分的制备方法如下:
A组分的制备方法为:将10质量份的环氧树脂与1质量份的二乙醇胺混合,在65℃下搅拌1.5h,反应完成后向体系中加入0.3质量份的水,之后加入5质量份的邻苯二甲酸二丁酯、13质量份的70号石油沥青、4质量份分子量为2000 g/mol的聚乙二醇、3质量份的膨润土,充分搅拌后得到A组分,密封保存;
B组分的制备方法为:9质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
使用时,将制备所得的A、B组分完全均匀混合得到发泡灌缝胶,将所得的沥青基发泡灌缝胶灌入裂缝即可。
本发明的新型沥青基发泡灌缝胶,以石油沥青为基体,通过加入环氧树脂与聚乙二醇,降低了沥青灌缝胶的粘度,无需高温加热即可实现灌注,节能环保;通过聚氨酯预聚体与聚乙二醇、环氧树脂分子的反应,形成弹性三维网络结构,将沥青组分包覆在交联网络中,既可以防止因夏天温度升高而造成的灌缝胶流失,又可以提高弹性,解决冬季灌缝胶开裂的问题;环氧和聚氨酯分子链上的极性基团可以显著提高体系的粘结性,有效防止灌缝胶过早脱粘失效;体系发泡后可以快速填充路面裂缝,发泡率较高,有效降低成本,经济性好,实用性强。
本发明相比现有技术具有以下优点:
1、本发明的沥青基发泡灌缝胶,将环氧树脂、聚乙二醇与沥青共混,降低了体系粘度,施工时无需高温加热即具有较好的流动性,不仅降低了能耗,节能环保,且浆液可以渗入细小裂缝中实现修补;
2、本发明的沥青基发泡灌缝胶,利用改性剂对环氧树脂进行改性,使其既可以与发泡剂(水)相容,又可以提高与聚氨酯预聚体的反应性,可在灌注后形成三维弹***联网络,既可以防止灌缝胶流失,又可以提高弹性,解决灌缝胶低温易开裂的问题;
3、本发明的沥青基发泡灌缝胶,以水作为发泡剂,环保性好;在使用时,灌注较少的浆液至裂缝中,发泡后既可以填满裂缝,操作简单且极大的降低了成本,解决了聚合物类灌缝胶性能好但价格贵,难以得到大规模应用的难题;
4、本发明的沥青基发泡灌缝胶,环氧和聚氨酯网络的引入显著提高了灌缝胶体系的极性,使得灌缝胶与道路裂缝壁面、路面的粘结性大大提高,有效防止灌缝胶过早脱粘失效,提高了灌缝胶的使用寿命。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
A组分的制备方法如下:
将5质量份的双酚A环氧树脂与0.5质量份的乙醇胺混合,在60℃下搅拌2h,反应完成后向体系中加入0.1质量份的水,之后加入2质量份的邻苯二甲酸二丁酯、5质量份的70号石油沥青、2质量份分子量为2000 g/mol的聚乙二醇、3质量份的碳酸钙,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法如下:
5质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
将制备所得的A、B组分完全均匀混合,得到沥青基发泡灌缝胶。参照中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 740-2015,所得的沥青基发泡灌缝胶性能指标如下:膨胀倍率:2倍;软化点:加热***但不流动;流动值:0mm;低温拉伸:-10℃,100%应变,三次循环通过。
实施例2
A组分的制备方法如下:
将10质量份的双酚A环氧树脂与1质量份的二乙醇胺混合,在65℃下搅拌1.5h,反应完成后向体系中加入0.3质量份的水,之后加入5质量份的邻苯二甲酸二丁酯、13质量份的70号石油沥青、4质量份分子量为2000 g/mol的聚乙二醇、3质量份的膨润土,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法如下:
9质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
将制备所得的A、B组分完全均匀混合,得到沥青基发泡灌缝胶。参照中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 740-2015,所得的沥青基发泡灌缝胶性能指标如下:膨胀倍率:3倍;软化点:加热***但不流动;流动值:0mm;低温拉伸:-10℃,100%应变,三次循环通过。
实施例3
A组分的制备方法如下:
将8质量份的双酚A环氧树脂与1质量份的二乙醇胺混合,在80℃下搅拌1h,反应完成后向体系中加入0.2质量份的水,之后加入5质量份的邻苯二甲酸二丁酯、7质量份的90号石油沥青、1质量份分子量为2000 g/mol的聚乙二醇、4质量份的膨润土,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法如下:
7质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
将制备所得的A、B组分完全均匀混合,得到沥青基发泡灌缝胶。参照中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 740-2015,所得的沥青基发泡灌缝胶性能指标如下:膨胀倍率:3.5倍;软化点:加热***但不流动;流动值:0mm;低温拉伸:-10℃,100%应变,三次循环通过。
实施例4
A组分的制备方法如下:
将10质量份的双酚A环氧树脂与1质量份的二乙醇胺混合,在80℃下搅拌1h,反应完成后向体系中加入0.3质量份的水,之后加入5质量份的邻苯二甲酸二丁酯、10质量份的70号石油沥青、4质量份分子量为2000 g/mol的聚乙二醇、4质量份的膨润土,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法如下:
10质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
将制备所得的A、B组分完全均匀混合,得到沥青基发泡灌缝胶。参照中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 740-2015,所得的沥青基发泡灌缝胶性能指标如下:膨胀倍率:3倍;软化点:加热***但不流动;流动值:0mm;低温拉伸:-10℃,100%应变,三次循环通过。
实施例5
A组分的制备方法如下:
将20质量份的双酚F环氧树脂与2质量份的二乙醇胺混合,在80℃下搅拌1h,反应完成后向体系中加入0.5质量份的水,之后加入8质量份的邻苯二甲酸二丁酯、20质量份的90号石油沥青、6质量份分子量为5000 g/mol的聚乙二醇、6质量份的碳酸钙,充分搅拌后得到A组分,密封保存。
B组分的制备方法如下:
12质量份的聚氨酯预聚体为B组分,密封保存。
将制备所得的A、B组分完全均匀混合,得到沥青基发泡灌缝胶。参照中华人民共和国交通运输行业标准JT/T 740-2015,所得的沥青基发泡灌缝胶性能指标如下:膨胀倍率:3倍;软化点:加热***但不流动;流动值:0mm;低温拉伸:-10℃,100%应变,三次循环通过。
Claims (6)
1.一种沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:为A、B两种组分的混合物,
所述的A组分包括:5-20质量份的沥青、5-20质量份的环氧树脂、0.5-2质量份的改性剂、2-8质量份的增容剂、1-6质量份的聚醚多元醇、3-6质量份的填料、0.1-0.5质量份的水,
所述的B组分包括:5-12质量份的聚氨酯预聚体;
所述A组分中的聚醚多元醇为聚乙二醇,其分子量为2000-5000g/mol;
所述A组分中的改性剂为二乙醇胺、乙醇胺中一种或两种的混合物;
其中,环氧树脂、改性剂、聚氨酯预聚体和聚乙二醇的质量比为10:1:10:4。
2.根据权利要求1所述的沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:所述A组分中的沥青为70-90号石油沥青。
3.根据权利要求1所述的沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:所述A组分中的环氧树脂为双酚A、双酚F类环氧树脂中一种或两种的混合物,其环氧当量为180-220 g/mol。
4.根据权利要求1所述的沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:所述A组分中的增容剂为邻苯二甲酸二丁酯。
5.根据权利要求1所述的沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:所述A组分中的填料为高岭土、膨润土、碳酸钙、滑石粉、粉煤灰中任意一种或混合物。
6.根据权利要求1所述的沥青基发泡灌缝胶,其特征在于:所述B组分中的聚氨酯预聚体为聚醚型异氰酸基封端的预聚物。
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