中温改性灌缝胶及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及道路工程领域中的沥青的制备技术，具体地指一种中温改性灌缝胶， 本发明还涉及这种中温改性灌缝胶的制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国近年来高等道路的建设和发展，沥青路面越来越多的受到人们的青睐， 是中国公路和城市道路路面的主要结构形式。但沥青道路在使用的过程中由于长期经受车 辆载荷和自然环境的综合作用，导致沥青路面开裂产生裂缝，裂缝的存在不仅影响行车的 舒适性和安全性，而且路表雨水通过裂缝深入基层，还将大大削弱路基的强度和稳定性，使 沥青路面受到更严重的破坏，常常给行车带来诸多不便，大大缩短了道路的使用年限，加速 了路面的破坏。在整个公路养护工作中，路面养护室公路养护动作的中心环节，缝类破损是 沥青路面的主导性损坏方式，对沥青路面裂缝的修补是沥青路面养护的经常性工作；公路 担负着繁重的交通流，通常情况下一旦出现裂缝不应长时间中断交通或压缩通行断面来进 行修补，有针对性地研究裂缝修补的新材料、新方法是有积极意义的。
[0003] 目前，沥青路面裂缝的修补技术还比较落后，国内外普遍采用改性沥青灌缝胶修 补法和乳化沥青灌浆修补法对裂缝进行修补处理。但是现有的裂缝修补材料与旧油面之间 的低温粘结力较低、低温柔性和耐久性较差，在路面低温收缩时容易出现修补材料与旧路 面剥离脱落，重新产生裂缝，特别是在气候寒冷、紫外线强的地区，沥青路面的裂缝需要年 年修补；国外同类产品则还存在价格高、施工设备复杂、施工费用较高的问题。乳化沥青灌 浆修补材料也存在同样的问题。因此，研制一种低温延伸率大，与旧路面粘结强度高，耐老 化的改性高分子胶性材料对于解决我国沥青路面裂缝修补具有重要的应用价值和推广价 值。
[0004] 现有的灌缝胶主要原材料是沥青中添加油膏、煤焦油、石膏粉、乙二胺、苯等制成。 由于沥青的施工加热温度一般在160°C以上，这样导致灌缝胶的施工时温度也较高。这样也 同时影响后期的灌缝胶的固化。沥青温度从160°C降到气温后，灌缝胶才能固化。因此较高 的施工温度也往往影响固化时间。灌缝胶的固化过程一般也较为缓慢，其所需的固化时长 也和气温有关，气温越高固化越快。
[0005] 现在常用的灌缝胶渗透性较差、脆性较大、有刺激性的味道，对作业人员和环境有 较大的危害，高、低温的性能较差，延度较低，往往其5°C延度仅仅达到20cm，完全不能满足 需要，同时还影响通车速度。
[0006] 如何在施工时防止沥青老化一直是本领域技术人员公认的难题和努力探索的方 向，但至今为止尚无令人满意的技术方案问世。
【发明内容】
[0007] 为了解决现有沥青生产及施工中出现的上述弊端，本发明的第一目的就是要提供 一种中温改性灌缝胶，它由以下组分按质量份数组成:80~90份基质沥青，3~7份灌缝胶改 性剂，3~17份橡胶粉。
[0008] 上述技术方案中，所述的基质沥青为高固含量改性中温沥青，由以下组分按质量 份数组成:75~82份基质石油沥青:3~7份中温改性剂，11~22份水。
[0009] 所述的中温改性剂由以下组分按质量份数组成：
[0010] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0011] 5~12份阳离子添加剂，所述的阳离子添加剂选自3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵 和氯化三甲基十二烷基铵；
[0012] 1~5份甲醇；
[0013] 40~50份的乳化剂，所述的乳化剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡胶、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份氯化钙；
[0015] 5~20份去离子水。
[0016] 上述技术方案中，所述的灌缝胶改性剂由以下组分按质量份数组成:苯乙烯-丁二 烯-苯乙烯和苯乙烯-丁二烯橡胶以3:2的比例混合而成。
[0017] 上述技术方案中，所述的橡胶粉选用200~250目。
[0018]上述技术方案中，该灌缝胶的软化点2 84°C;5°C延度2 83cm;针入度至少为 5.3mm; 25°C下的弹性恢复不少于91 %。
[0019] 制备所述的中温改性灌缝胶的方法，包括如下步骤：
[0020] 1)生产高固含量改性中温沥青
[0021] 1.1)将中温改性剂的除水以外的组分溶解于不少于60°C的去离子水中，并充分混 合均匀；
[0022] 1.2)将基质石油沥青加热至150°C以上；
[0023] 1.3)将步骤1.1)得到的中温改性剂和基质石油沥青及水混合后保持温度在75°C ~95°C，搅拌均匀；
[0024] 1.4)在90°C时，混合生成的改性中温沥青的黏度达到3Pa · s时，沥青生产结束；
[0025] 2)在步骤1)制得的高固含量改性中温沥青中加入橡胶粉和改性剂，通过高速剪切 机混合均匀，制得混合均匀的中间产品
[0026] 3)采用加热脱水设备将步骤2)的制得的混合均匀的中间产品在110°C~130°C的 温度下脱水，产品的含水量低于1 %，即制得中温改性灌缝胶。
[0027] 上述技术方案中，步骤2)中，剪切机的剪切速度为1000r/h，剪切时间不少于lh，剪 切的温度控制在11 〇°C~130°C。
[0028] 利用本发明制取的中温改性灌缝胶产品，主要是利用改性中温沥青的不易老化的 性能，同时该沥青能与SBR和SBR混合而成的改性剂很好的融合，5°C延度从常规的50cm能达 到80cm以上，弹性恢复性能可达到90%以上。而且该灌缝胶不添加油膏、煤焦油、乙二胺、苯 等成分，无刺激性味道，有利于环保和施工人员健康。
[0029]利用本发明制取的中温改性灌缝胶产品，固化效果明显高于常规灌缝胶，1~2h就 能固化。能够由于施工导致的路面封闭的时间长度明显缩短，有利于缓解交通压力，满足人 民群众的需要。
[0030]使用本发明制取的中温改性灌缝胶的施工温度范围更宽，可在0°C~10°C的气候 条件下施工。而现有技术改性沥青施工温度不能低于10°c施工，相比之下每年的施工天数 可延长60天，满足了道路维修的需求。
【具体实施方式】
[0031] 以下结合具体实施例对本发明的设备和工艺作进一步的详细描述。
[0032] 本发明设计了一种中温改性灌缝胶的配方及其制备方法，能够将灌缝胶的常规的 施工时间从3~4h降到1~2h，有效的提高了施工效率，节省了大量的时间以及人力、物力、 财力。
[0033] 该中温改性灌缝胶由以下组分按质量份数组成:80~90份基质沥青，3~7份灌缝 胶改性剂，3~17份橡胶粉。
[0034] 所述的基质沥青为高固含量改性中温沥青，由以下组分按质量份数组成：75~82 份基质石油沥青:3~7份中温改性剂，11~22份水。
[0035] 所述的中温改性剂由以下组分按质量份数组成：
[0036] 5 ~10 份 18/16 叔胺；
[0037] 5~12份阳离子添加剂，所述的阳离子添加剂选自3-氯-2-羟丙基-三甲基氯化铵 和氯化三甲基十二烷基铵；
[0038] 1~5份甲醇；
[0039] 40~50份的乳化剂，所述的乳化剂选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、丁苯橡胶、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份氯化钙；
[0041 ] 5~20份去离子水。
[0042]所述的基质沥青为固含量75%以上的基质石油沥青。上述配方中的各种试剂均可 以直接从化学制剂供货商处购买得到。
[0043]该高固含量改性中温沥青的蒸发残留物的5°C延度不少于56. lcm;蒸发残留物的 软化点为85~97°C;蒸发残留物的针入度