一种耐老化路面裂缝修补材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种耐老化路面裂缝修补材料的制备方法，属于路面材料制备领域。
【背景技术】
[0002]由于水泥混凝土材料的固有特性，在路面施工过程中受各种因素的影响，产生裂缝是不可避免的。裂缝一旦出现，就应及时进行修补，否则在车辆荷载的往复作用下，加上环境因素的影响，裂缝将随时间扩展贯穿，在裂缝处发生应力集中，混凝土发生沿缝碎落、在裂缝处断裂、混凝土板产生滑移，破坏了混凝土路面的整体性。当破损发展到一定程度，板面出现交叉裂缝，并且导致其它板裂缝，最终使混凝土板丧失应有的承载力，整个板发生破坏，严重影响汽车的行车安全、舒适，甚而造成严重的经济损失。
[0003]对于早期微裂缝，公路养护部门多采用沥青及环氧树脂等有机材料及时进行修补，这类材料虽有粘合和封闭作用，但存在着与路面水泥混凝土相容性差、易老化、造价高、不利于环保等缺陷。
[0004]近年来，国外针对水泥混凝土裂缝的修补材料及修补工艺，进行了大量研究。各个国家有许多科研机构和学者都在潜心研究开发新材料、新工艺，解决裂缝问题。美国、日本等国家将常用于建筑混凝土结构裂缝修补的环氧树脂进行改性，研究出适合用于混凝土路面的改性环氧树脂灌浆材料，还有些国家用延性较好的聚氨脂树脂、橡胶-煤焦油填补缝料进行路面的接缝修补。
[0005]现阶段我国使用的路面裂缝修补材料多为聚氨酯，这种材料呈黑色，修补固结时间长，开放交通后容易污染路面；另外还使用法国产PU25聚氨酯，该产品固结后与颜色路面相近，但是成本高；路面坑洞修补使用的是沥青砂或者环氧砂浆修补，但沥青砂修补路面存在色差、重复损坏率高等缺点，而且环氧砂浆修补成本极高。
[0006]综上所述，国内外虽然在混凝土裂缝修补材料方面开展了大量的研究工作，并取得了许多成果，但有些仍处于研制开发阶段，已投入使用的裂缝修补材料大多为有机材料，主要用于建筑混凝土裂缝修补，这些修补材料不仅对裂缝界面状态要求苛刻、造价高、易老化，而且合成工艺复杂，不利于推广，更难以满足水泥混凝土路面裂缝修补的要求。
【发明内容】
[0007]本发明主要解决的技术问题:针对目前公路养护部门多采用环氧树脂等有机材料及时进行修补，这类材料虽有粘合和封闭作用，但存在着与路面水泥混凝土相容性差、易老化、造价高、不利于环保等缺陷，提供了一种耐老化路面裂缝修补材料的制备方法，该方法以丙烯酸丁酯、丙烯腈和甲基丙烯酸为原料，加入乳化剂过硫酸钾水浴反应制得预聚乳，之后和丁苯乳胶混合，在其他助剂的作用下合成阳离子丁苯胶乳，用阳离子丁苯胶乳对沥青进行改性，之后加入抗老化剂、增稠剂、乳化剂等，高速剪切后制得一种耐老化路面裂缝修补材料。本发明制得的耐老化路面裂缝修补材料与路面水泥混凝土具有良好的相容性，且抗老化性能优异，造价低廉，环保无污染。
[0008]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)在装有机械搅拌器、冷凝管、温度计的500mL三口烧瓶中加入200mL蒸馏水，启动搅拌器，以200?300r/min的转速搅拌并水浴升温至60?70°C后，通入氮气鼓泡20?30min，氮气通入量为3mL/min ；
(2)通气鼓泡结束后，向三口烧瓶中加入3?5mL丙烯酸丁酯、2?4mL丙烯腈和3?5mL甲基丙稀酸，搅拌20?30min后继续加入I?3g过硫酸钾，搅拌反应2?3h，再水浴升温至80?90°C后静置反应I?2h后，过滤出料，得预聚乳；
(3)将上述制得的预聚乳和丁苯胶乳按质量比为1:100进行混合搅拌I?2h，将混合后的乳液倒入500mL烧杯中，将质量浓度为60%的十二烷基氯化铵溶液装入分液漏斗，以ImL/min的速率滴入混合乳液，滴加10?20min后继续搅拌I?2h，得阳离子丁苯胶乳；
(4)取100?200g基质沥青装入IL烧杯中加热至145?155°C，将20?30mL上述制得的阳离子丁苯胶乳缓慢滴入烧杯中，静置充分溶胀30?40min后，移入油浴锅中升温至170?180 °C，移入高速剪切机进行剪切50?60min，再降温至140?150 °C，加入3?5g硬脂酸钾，继续剪切10?20min，得改性沥青备用；
(5)量取300?400mL蒸馏水倒入500mL烧杯中，对其加热升温至55?65°C，依次加入3?5mL月桂醇聚氧乙稀醚和5?1g有机膨润土粉末，放入高速剪切乳化机搅拌3?5min，静置20?30min后用质量浓度为5%的盐酸溶液调节pH至5?6，制得混合皂液；
(6)将50?10g上述制得的改性沥青加热至165?175°C并缓慢加入到200?300mL混合阜液中，放置在磁力搅拌机上以300?400r/min的转速搅拌10?20min后，移入高速剪切乳化机中以6000?7000r/min的转速剪切10?15min，出料装罐即得一种耐老化路面裂缝修补材料。
[0009]本发明的具体应用方法:首先将所需修复的路面裂缝用自来水清洗干净并常温下干燥，之后将本发明制得的耐老化路面裂缝修补材料放置在裂缝边，用火焰枪将修补材料加热至其融化后流入路面裂缝中直至与路面平齐，待其凝固后即可使用，而快速完成修补功能。本发明制得的修补材料与常用的环氧树脂类修补材料相比，修补有效期多出30?50%。
[0010]本发明的有益效果是:
(1)本发明具有良好的低温抗裂性，高温稳定性，良好的界面粘接力，耐老化性，适合我国大部分寒冷地区的灌缝修补；
(2)本发明利用了熔融温度降低剂，熔融温度大大降低了，加热时间缩短，方便加热施工，减少能耗，减少能耗产生对大气的污染；
(3)制备工艺简单，成本低廉。
【具体实施方式】
[0011]在装有机械搅拌器、冷凝管、温度计的500mL三口烧瓶中加入200mL蒸馏水，启动搅拌器，以200?300r/min的转速搅拌并水浴升温至60?70°C后，通入氮气鼓泡20?30min，氮气通入量为3mL/min ;通气鼓泡结束后，向三口烧瓶中加入3?5mL丙烯酸丁酯、2?4mL丙稀腈和3?5mL甲基丙稀酸，搅拌20?30min后继续加入I?3g过硫酸钾，搅拌反应2?3h，再水浴升温至80?90°C后静置反应I?2h后，过滤出料，得预聚乳；将上述制得的预聚乳和丁苯胶乳按质量比为1:100进行混合搅拌1?2h，将混合后的乳液倒入500mL烧杯中，将质量浓度为60%的十二烷基氯化铵溶液装入分液漏斗，以lmL/min的速率滴入混合乳液，滴加10?20min后继续搅拌1?2h，得阳离子丁苯胶乳；取100?200g基质沥青装入1L烧杯中加热至145?155°C，将20?30mL上述制得的阳离子丁苯胶乳缓慢滴入烧杯中，静置充分溶胀30?40min后，移入油浴锅中升温至170?180°C，移入高速剪切机进行剪切50?60min，再降温至140?150 °C，加入3?5g硬脂酸钾，继续剪切10?20min，得改性沥青备用；量取300?400mL蒸馏水倒入500mL烧杯中，对其加热升温至55?65°C，依次加入3?5mL月桂醇聚氧乙烯醚和5?10g有机膨润土粉末，放入高速剪切乳化机搅拌3?5min，静置20?30min后用质量浓度为5%的盐酸溶液调节pH至5?6，制得混合皂液；将50?100g上述制得的改性沥青加热至165?175°C并缓慢加入到200?300mL混合阜液中，放置在磁力搅拌机上以300?400r/min的转速搅拌10?20min后，移入高速剪切乳化机中以6000?7000r/min的转速剪切10?15min，出料装罐即得一种耐老化路面裂缝修补材料。
[0012]实例1
在装有机械搅拌器、冷凝管、温度计的500mL三口烧瓶中加入200mL蒸馏水，启动搅拌器，以200r/min的转速搅拌并水浴升温至60°C后，通入氮气鼓泡20min，氮气通入量为3mL/min ;通气鼓泡结束后，向三口烧瓶中加入3mL丙稀酸丁酯、2mL丙稀腈和3mL甲基丙稀酸，搅拌20min后继续加入lg过硫酸钾，搅拌反应2h，再水浴升温至80°C后静置反应lh后，过滤出料，得预聚乳；将上述制得的预聚乳和丁苯胶乳按质量比为1:100进行混合搅拌lh，将混合后的乳液倒入500mL烧杯中，将质量浓度为60%的十二烷基氯化铵溶液装入分液漏斗，以lmL/min的速率滴入混合乳液，滴