中溫改性灌縫膠及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及道路工程領域中的瀝青的制備技術，具體地指一種中溫改性灌縫膠， 本發明還涉及這種中溫改性灌縫膠的制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國近年來高等道路的建設和發展，瀝青路面越來越多的受到人們的青睞， 是中國公路和城市道路路面的主要結構形式。但瀝青道路在使用的過程中由于長期經受車 輛載荷和自然環境的綜合作用，導致瀝青路面開裂產生裂縫，裂縫的存在不僅影響行車的 舒適性和安全性，而且路表雨水通過裂縫深入基層，還將大大削弱路基的強度和穩定性，使 瀝青路面受到更嚴重的破壞，常常給行車帶來諸多不便，大大縮短了道路的使用年限，加速 了路面的破壞。在整個公路養護工作中，路面養護室公路養護動作的中心環節，縫類破損是 瀝青路面的主導性損壞方式，對瀝青路面裂縫的修補是瀝青路面養護的經常性工作；公路 擔負著繁重的交通流，通常情況下一旦出現裂縫不應長時間中斷交通或壓縮通行斷面來進 行修補，有針對性地研究裂縫修補的新材料、新方法是有積極意義的。
[0003] 目前，瀝青路面裂縫的修補技術還比較落后，國內外普遍采用改性瀝青灌縫膠修 補法和乳化瀝青灌漿修補法對裂縫進行修補處理。但是現有的裂縫修補材料與舊油面之間 的低溫粘結力較低、低溫柔性和耐久性較差，在路面低溫收縮時容易出現修補材料與舊路 面剝離脫落，重新產生裂縫，特別是在氣候寒冷、紫外線強的地區，瀝青路面的裂縫需要年 年修補；國外同類產品則還存在價格高、施工設備復雜、施工費用較高的問題。乳化瀝青灌 漿修補材料也存在同樣的問題。因此，研制一種低溫延伸率大，與舊路面粘結強度高，耐老 化的改性高分子膠性材料對于解決我國瀝青路面裂縫修補具有重要的應用價值和推廣價 值。
[0004] 現有的灌縫膠主要原材料是瀝青中添加油膏、煤焦油、石膏粉、乙二胺、苯等制成。 由于瀝青的施工加熱溫度一般在160°C以上，這樣導致灌縫膠的施工時溫度也較高。這樣也 同時影響后期的灌縫膠的固化。瀝青溫度從160°C降到氣溫后，灌縫膠才能固化。因此較高 的施工溫度也往往影響固化時間。灌縫膠的固化過程一般也較為緩慢，其所需的固化時長 也和氣溫有關，氣溫越高固化越快。
[0005] 現在常用的灌縫膠滲透性較差、脆性較大、有刺激性的味道，對作業人員和環境有 較大的危害，高、低溫的性能較差，延度較低，往往其5°C延度僅僅達到20cm，完全不能滿足 需要，同時還影響通車速度。
[0006] 如何在施工時防止瀝青老化一直是本領域技術人員公認的難題和努力探索的方 向，但至今為止尚無令人滿意的技術方案問世。
【發明內容】
[0007] 為了解決現有瀝青生產及施工中出現的上述弊端，本發明的第一目的就是要提供 一種中溫改性灌縫膠，它由以下組分按質量份數組成:80~90份基質瀝青，3~7份灌縫膠改 性劑，3~17份橡膠粉。
[0008] 上述技術方案中，所述的基質瀝青為高固含量改性中溫瀝青，由以下組分按質量 份數組成:75~82份基質石油瀝青:3~7份中溫改性劑，11~22份水。
[0009] 所述的中溫改性劑由以下組分按質量份數組成：
[0010] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0011] 5~12份陽離子添加劑，所述的陽離子添加劑選自3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨 和氯化三甲基十二烷基銨；
[0012] 1~5份甲醇；
[0013] 40~50份的乳化劑，所述的乳化劑選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡膠、聚乙 烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高聚物聚丙烯和聚苯乙烯；
[0014] 1~3份氯化鈣；
[0015] 5~20份去離子水。
[0016] 上述技術方案中，所述的灌縫膠改性劑由以下組分按質量份數組成:苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯橡膠以3:2的比例混合而成。
[0017] 上述技術方案中，所述的橡膠粉選用200~250目。
[0018]上述技術方案中，該灌縫膠的軟化點2 84°C;5°C延度2 83cm;針入度至少為 5.3mm; 25°C下的彈性恢復不少于91 %。
[0019] 制備所述的中溫改性灌縫膠的方法，包括如下步驟：
[0020] 1)生產高固含量改性中溫瀝青
[0021] 1.1)將中溫改性劑的除水以外的組分溶解于不少于60°C的去離子水中，并充分混 合均勻；
[0022] 1.2)將基質石油瀝青加熱至150°C以上；
[0023] 1.3)將步驟1.1)得到的中溫改性劑和基質石油瀝青及水混合后保持溫度在75°C ~95°C，攪拌均勻；
[0024] 1.4)在90°C時，混合生成的改性中溫瀝青的黏度達到3Pa · s時，瀝青生產結束；
[0025] 2)在步驟1)制得的高固含量改性中溫瀝青中加入橡膠粉和改性劑，通過高速剪切 機混合均勻，制得混合均勻的中間產品
[0026] 3)采用加熱脫水設備將步驟2)的制得的混合均勻的中間產品在110°C~130°C的 溫度下脫水，產品的含水量低于1 %，即制得中溫改性灌縫膠。
[0027] 上述技術方案中，步驟2)中，剪切機的剪切速度為1000r/h，剪切時間不少于lh，剪 切的溫度控制在11 〇°C~130°C。
[0028] 利用本發明制取的中溫改性灌縫膠產品，主要是利用改性中溫瀝青的不易老化的 性能，同時該瀝青能與SBR和SBR混合而成的改性劑很好的融合，5°C延度從常規的50cm能達 到80cm以上，彈性恢復性能可達到90%以上。而且該灌縫膠不添加油膏、煤焦油、乙二胺、苯 等成分，無刺激性味道，有利于環保和施工人員健康。
[0029]利用本發明制取的中溫改性灌縫膠產品，固化效果明顯高于常規灌縫膠，1~2h就 能固化。能夠由于施工導致的路面封閉的時間長度明顯縮短，有利于緩解交通壓力，滿足人 民群眾的需要。
[0030]使用本發明制取的中溫改性灌縫膠的施工溫度范圍更寬，可在0°C~10°C的氣候 條件下施工。而現有技術改性瀝青施工溫度不能低于10°c施工，相比之下每年的施工天數 可延長60天，滿足了道路維修的需求。
【具體實施方式】
[0031] 以下結合具體實施例對本發明的設備和工藝作進一步的詳細描述。
[0032] 本發明設計了一種中溫改性灌縫膠的配方及其制備方法，能夠將灌縫膠的常規的 施工時間從3~4h降到1~2h，有效的提高了施工效率，節省了大量的時間以及人力、物力、 財力。
[0033] 該中溫改性灌縫膠由以下組分按質量份數組成:80~90份基質瀝青，3~7份灌縫 膠改性劑，3~17份橡膠粉。
[0034] 所述的基質瀝青為高固含量改性中溫瀝青，由以下組分按質量份數組成：75~82 份基質石油瀝青:3~7份中溫改性劑，11~22份水。
[0035] 所述的中溫改性劑由以下組分按質量份數組成：
[0036] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0037] 5~12份陽離子添加劑，所述的陽離子添加劑選自3-氯-2-羥丙基-三甲基氯化銨 和氯化三甲基十二烷基銨；
[0038] 1~5份甲醇；
[0039] 40~50份的乳化劑，所述的乳化劑選自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡膠、聚乙 烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、高聚物聚丙烯和聚苯乙烯；
[0040] 1~3份氯化鈣；
[0041 ] 5~20份去離子水。
[0042]所述的基質瀝青為固含量75%以上的基質石油瀝青。上述配方中的各種試劑均可 以直接從化學制劑供貨商處購買得到。
[0043]該高固含量改性中溫瀝青的蒸發殘留物的5°C延度不少于56. lcm;蒸發殘留物的 軟化點為85~97°C;蒸發殘留物的針入度