CN117025168B - 一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶、制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学建筑材料技术领域，具体为一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶、制备方法及其应用，制备原料包含A组分、B组分、C组分、D组分、E组分、F组分和G组分，其中：A组分为湖沥青；B组分为岩沥青；C组分为树脂；D组分为塑料；E组分为增塑剂；F组分为偶联剂；G组分为润滑剂。各组分按质量份数配比分别为：A组分为25‑35份、B组分为30‑45份、C组分为15‑20份、D组分为3‑5份、E组分为2‑4份、F组分为2‑3份、G组分为5‑10份。本发明产品可用于水泥或沥青路面的裂缝修补，相比传统的复合改性石油沥青“块状”灌缝胶，具有加工设备投入少、加工工艺简便环保、运输方便、使用方便、施工快、高温耐热性能好、抗压强度高、与原路面粘结性能好等优点。
Description
技术领域
本发明属于化学建筑材料技术领域，具体涉及一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶、制备方法及其应用。
背景技术
裂缝是路面出现最早，破坏力最强的病害，如不及时修补，会导致以下问题出现：（1）扩展变成坑槽等更大病害；（2）雨水或雪水沿裂缝下渗，直接破坏或者冻融破坏下层结构，缩短路面服役寿命；（3）影响路容路貌、行车舒适及安全。所以，裂缝必须及时修补。
传统的灌缝胶为废旧橡胶粉和SBS（SBS为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的英文简称）复合改性石油沥青，其存在以下问题：（1）生产工艺复杂、能耗高，设备投入高。因石油沥青是基料，需要带导热油加热***的沥青罐、沥青缓冲罐、复合改性石油沥青反应釜等设备，至少投入约200万，且整体工艺复杂、能耗高；（2）生产过程原材料急速老化。整个生产过程至少3小时，持续物料温度在180-220℃之间，而沥青在163℃以上就会急速老化，影响产品的路用性能和耐久性；（3）生产过程污染环境。石油沥青的主要成分除沥青质和树脂(不饱和烃的聚合物)外，尚含有少量的苯、萘、蒽、菲、吡啶、吖啶、咔唑及酚等挥发性物质，持续高温会释放大量成分复杂的沥青烟，造成环境污染。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶。
本发明的目的之二是提供一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶制备方法。
本发明的目的之三是提供一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶应用方案。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，制备原料包含A组分、B组分、C组分、D组分、E组分、F组分以及G组分，其中：
A组分为天然湖沥青；
B组分为天然岩沥青；
C组分为树脂；
D组分为塑料；
E组分为增塑剂；
F组分为偶联剂；
G组分为润滑剂；
各组分按质量份数配比分别为：A组分为25-35份、B组分为30-45份、C组分为15-20份、D组分为3-5份、E组分为2-4份、F组分为2-3份、G组分为5-10份。
作为优选方案，所述天然湖沥青粉为粒径为80-120目的特立尼达湖沥青粉。
作为优选方案，所述天然岩沥青粉为粒径为40-80目的青川岩沥青粉。
作为优选方案，所述树脂为软化点在80-90℃的古马隆树脂固体颗粒。
作为优选方案，所述塑料为熔点小于100℃的乙烯乙酸乙烯酯共聚物固体粉末。
作为优选方案，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、棕榈油、卤代多醚基脂肪酸酯中的一种或多种。
作为优选方案，所述偶联剂为铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中的一种。
作为优选方案，所述润滑剂为费托蜡。
本发明还提供如上任一方案所述的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，包括如下步骤：
S1、预混体制备：将C组分和D组分加入搅拌混合设备一，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌5min-10min，然后利用3分钟匀速淋入E组分，再搅拌5min-10min，最后加入G组分，搅拌5min-10min，停止搅拌，即可制成预混体，出料备用。
S2、混合：将A组分和B组分加入搅拌混合设备二，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌10min-20min，然后加入F组分，再搅拌10min-20min，最后加入S1制备的预混体，提高转速至200rpm-300rpm，搅拌15min-20min，然后，降速至50rpm-100rpm，边搅拌边出料，包装需用含塑料内衬的防水编织袋，即可得到粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品。
本发明有益效果为，利用天然沥青粉和古马隆树脂为成膜物质，加入起润滑、助融、增塑作用的润滑剂聚乙烯蜡，添加乙烯-醋酸乙烯共聚物塑料进一步对成膜物质进行改性，因天然沥青粉中含有碳酸钙、硅铝酸钙等无机物，故用铝酸酯偶联剂提高天然沥青粉与其它有机物的相容性。以上原材料大部分均为粉末状或者小颗粒状，所以，经过常温物理混合即可制备成一种粉末状天然湖沥青粉基灌缝胶。相比传统的复合改性石油沥青“块状”灌缝胶，加工设备和工艺十分简便环保，并具有成本低、运输方便、施工快、高温耐热性能好、抗压强度高、与原路面粘结性能好等优点。使用现有的传统灌缝胶施工设备即可进行施工，无须新增施工设备，产品推广应用前景好。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面说明本发明的具体实施方式。以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、预混体制备：将20份古马隆树脂固体颗粒和5份熔点小于100℃的乙烯乙酸乙烯酯共聚物固体粉末加入搅拌混合设备一，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌5min-10min，然后在3分钟内匀速淋入3份的邻苯二甲酸二丁酯，再搅拌5min-10min，最后加入10份费托蜡，搅拌5min-10min，停止搅拌，即可制成预混体，出料备用。
S2、混合：将25份80-120目的特立尼达湖沥青粉和35份40-80目的青川岩沥青粉加入搅拌混合设备二，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌10min-20min，然后加入2份的铝酸三甲酯偶联剂，再搅拌10min-20min，最后加入S1制备的预混体，提高转速至200rpm-300rpm，搅拌15min-20min，然后，降速至50rpm-100rpm，边搅拌边出料，包装需用含塑料内衬的防水编织袋，即可得到粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品。
实施例2
本实施例的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、预混体制备：将18份古马隆树脂固体颗粒和4份熔点小于100℃的乙烯乙酸乙烯酯共聚物固体粉末加入搅拌混合设备一，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌5min-10min，然后在3分钟内匀速淋入3份的棕榈油，再搅拌5min-10min，最后加入8份费托蜡，搅拌5min-10min，停止搅拌，即可制成预混体，出料备用。
S2、混合：将30份80-120目的特立尼达湖沥青粉和33份40-80目的青川岩沥青粉加入搅拌混合设备二，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌10min-20min，然后加入2份的铝酸三苄酯偶联剂，再搅拌10min-20min，最后加入S1制备的预混体，提高转速至200rpm-300rpm，搅拌15min-20min，然后，降速至50rpm-100rpm，边搅拌边出料，包装需用含塑料内衬的防水编织袋，即可得到粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品。
实施例3
本实施例的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品的制备方法，具体包括如下步骤：
S1、预混体制备：将15份古马隆树脂固体颗粒和2份熔点小于100℃的乙烯乙酸乙烯酯共聚物固体粉末加入搅拌混合设备一，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌5min-10min，然后在3分钟内匀速淋入3份的卤代多醚基脂肪酸酯与邻苯二甲酸二丁酯（质量比1:1），再搅拌5min-10min，最后加入8份费托蜡，搅拌5min-10min，停止搅拌，即可制成预混体，出料备用。
S2、混合：将35份80-120目的特立尼达湖沥青粉和34份40-80目的青川岩沥青粉加入搅拌混合设备二，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌10min-20min，然后加入3份的铝酸三异丙酯偶联剂，再搅拌10min-20min，最后加入S1制备的预混体，提高转速至200rpm-300rpm，搅拌15min-20min，然后，降速至50rpm-100rpm，边搅拌边出料，包装需用含塑料内衬的防水编织袋，即可得到粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品。
由实施例1-3制得的粉末状天然沥青基热熔灌缝胶系列产品的测试结果如下表：
从上表可知，本发明的粉末状天然沥青基热熔灌缝胶相较于传统灌缝胶具有以下优点：（1）高温耐热性优良。实例1-3研制产品耐热性分别满足80℃、90℃、100℃涂层无滑动、无流淌产生，相比传统灌缝胶60℃涂层无滑动、无流淌产生，因此即使国内路面温度最高达到75℃左右，也不会被轮胎粘走；（2）粘结强度相比传统灌缝胶高50%-75%，与原路面及裂缝的粘结效果更好；（3）抗压强度是传统灌缝胶的2倍以上，抗压、抗剪切、抗冲击能力优于传统产品；（4）生产工艺简单，设备投入少，仅为传统灌缝胶生产设备投入的十分之一；（5）生产过程无沥青烟排放，对环境污染小。
本发明的粉末状天然沥青基热熔灌缝胶可用于水泥路面、沥青路面的裂缝修补，可采用传统灌缝胶的灌缝设备进行施工，在热熔釜中搅拌开启后，加入粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，并开始加热，加热至160℃-190℃后，产品会快速融化，观察物料均匀后，即可进行灌缝作业。
在上述实施例及其替代方案中，A组分还可以在25-35份之间任意选取，B组分还可以在30-45份份之间任意选取；C组分还可以在15-20份之间任意选取；D组分还可以在3-5份之间任意选取；E组分还可以在2-4份之间任意选取；F组分还可以在2-3份之间任意选取；G组分还可以在5-10份之间任意选取。
在上述实施例及其替代方案中，A组分为80-120目的特立尼达湖沥青粉，B组分40-80目的青川岩沥青粉；A组分、B组分两组分的粒径还可以在各自对应的粒径区间内任意选取。
在上述实施例及其替代方案中，天然湖沥青粉选取粒径为80-120目的特立尼达湖沥青粉。
在上述实施例及其替代方案中，天然岩沥青粉选取粒径为40-80目的青川岩沥青粉。
在上述实施例及其替代方案中，树脂选取软化点在80-90℃的古马隆树脂固体颗粒。
在上述实施例及其替代方案中，塑料选取熔点小于100℃的乙烯乙酸乙烯酯共聚物固体粉末。
在上述实施例及其替代方案中，增塑剂选取邻苯二甲酸二丁酯、棕榈油、卤代多醚基脂肪酸酯中的一种或多种进行组合。
在上述实施例及其替代方案中，偶联剂选取铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中的一种。
在上述实施例及其替代方案中，润滑剂选取费托蜡。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，其特征在于，制备原料包含A组分、B组分、C组分、D组分、E组分、F组分以及G组分，其中：
A组分为天然湖沥青；
B组分为天然岩沥青；
C组分为树脂；
D组分为塑料；
E组分为增塑剂；
F组分为偶联剂；
G组分为润滑剂；
各组分按质量份数配比分别为：A组分为25-35份、B组分为30-45份、C组分为15-20份、D组分为3-5份、E组分为2-4份、F组分为2-3份、G组分为5-10份；
所述天然湖沥青为80目-120目的特立尼达湖沥青粉；
所述天然岩沥青为40目-80目的青川岩沥青粉；
所述树脂为古马隆树脂；
所述的粉末状天然沥青基热熔灌缝胶的制备方法，包括如下步骤：
S1、预混体制备：将C组分和D组分加入搅拌混合设备一，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌5min-10min，然后在3分钟内匀速淋入E组分，再搅拌5min-10min，最后加入G组分，搅拌5min-10min，停止搅拌，即可制成预混体，出料备用；
S2、混合：将A组分和B组分加入搅拌混合设备二，启动搅拌，转速保持在100rpm-200rpm，搅拌10min-20min，然后加入F组分，再搅拌10min-20min，最后加入S1制备的预混体，提高转速至200rpm-300rpm，搅拌15min-20min，然后，降速至50rpm-100rpm，边搅拌边出料，包装需用含塑料内衬的防水编织袋，即可得到粉末状天然沥青基热熔灌缝胶产品。
2.根据权利要求1所述的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，其特征在于，所述塑料为乙烯乙酸乙烯酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，其特征在于，所述偶联剂为铝酸三甲酯、铝酸三异丙酯、铝酸三苄酯中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，其特征在于，所述增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、棕榈油、卤代多醚基脂肪酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种粉末状天然沥青基热熔灌缝胶，其特征在于，所述润滑剂为费托蜡。
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