一种环境友好型道路密封胶及其制备方法与流程

本发明属于公路路面修补材料领域，具体涉及一种环境友好型道路密封胶及其制备方法。

背景技术：

1、随着沥青路面使用时间的推移和交通量的不断增加，沥青路面会出现常见的裂缝病害，它几乎伴随着沥青路面的整个使用期，成为沥青路面各类损害中最常见、最易发生的病害之一。裂缝需要进行及时修补，否则雨水将会通过裂缝进入基层，使基层甚至路基软化，造成基层、路基强度降低，最终导致沥青路面承载能力下降，进而造成路面局部或成片损坏，严重影响行车舒适性，使路面寿命大大降低。影响路面的美观、且会使路面破损面加大，造成维修费用成倍增加，而且很容易发展成为路面的结构性破坏而缩短路面的使用寿命。

2、沥青路面灌缝采用的材料称为道路密封胶或灌缝胶，道路密封胶通常采用改性沥青高分子聚合物材料热施工，具有施工简单、凝固时间短，开放交通快，价格便宜等优点。

3、但现有道路密封胶在制备过程中加热温度较高，烟气释放量较大，环保效益不佳。随着国家对环保的重视和建设环境友好型社会的需求，亟需开发一种环境友好型道路密封胶。同时，该道路密封胶，制造简单，防水性能好，环保，适用范围广。随着科技的发展该技术产生的社会效益和经济效益将更加突出，必将有更加广阔的发展和应用前景。

4、为了克服现有技术的缺陷和不足，本发明提供一种制造简单，强度高，环境友好型道路密封胶及其制备方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种具有加热温度低，释放烟气量小等优势的环境友好型道路密封胶，原料以重量计包括：200#基质沥青60～75份，sbs6～10份，碳纳米管2～4份，松香树脂10～12份，改性微硅粉8～10份，废胶粉10～15份。其制备方法为：称取原料；将基质沥青升温，搅拌并加入sbs，进行预溶胀，溶胀后升温并高速剪切；加入松香树脂，高速剪切并加入废胶粉，后加入改性微硅粉和碳纳米管在超声的条件下继续剪切即得。所述改性微硅粉的制备方法为：称取干燥的微硅粉加入混合溶液并超声分散；加入草酸调节溶液ph值，随后加入硅烷偶联剂，将混合液搅拌，所得的乳液进行离心分离，利用混合溶液重复超声清洗多次以除去微硅粉表面物理吸附的kh-550，干燥即得。

2、进一步的，上述一种环境友好型道路密封胶，所述的sbs的熔融指数为0.03～0.10g/min。

3、进一步的，上述一种环境友好型道路密封胶，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管，微观结构为阵列式结构；管径为60～100nm，比表面积为250～300m2/g。

4、进一步的，上述一种环境友好型道路密封胶，改性微硅粉由微硅粉和硅烷偶联剂改性而成。其中，微硅粉的粒径为150～200nm，微硅粉的含硅量为85-95％；优选的，微硅粉的含硅量为90％。

5、所述改性微硅粉的制备过程如下：称取干燥的微硅粉加入到乙醇/水的混合溶液，超声分散。在混合溶液中加入一定量的草酸调节溶液ph在4～4.5之间，逐滴加入微硅粉质量百分含量2～8％的硅烷偶联剂，将混合液置于恒温水浴中机械搅拌，将所得的乳液进行离心分离，利用乙醇/水混合溶液重复超声清洗多次以除去微硅粉表面物理吸附的kh-550，干燥即得。

6、例如，具体的，所述改性微硅粉的制备过程如下：准确称取干燥的微硅粉10g加入到160ml的体积比为1∶1的乙醇/水的混合溶液，超声分散1h。在混合溶液中加入一定量的草酸调节溶液ph在4～4.5之间，逐滴加入微硅粉质量百分含量5％的kh-550硅烷偶联剂，将混合液置于75℃恒温水浴中机械搅拌12h，最后将所得的乳液进行离心分离，利用乙醇/水混合溶液重复超声清洗多次以除去微硅粉表面物理吸附的kh-550，最后置于干燥箱中70℃干燥2h即得。

7、进一步的，上述的一种环境友好型道路密封胶，所述的废胶粉为80～100目。

8、本发明还涉及一种环境友好型道路密封胶的制备方法：称取所述用量比原料；将基质沥青升温至115～125℃，在搅拌的条件下，加入sbs，进行预溶胀，溶胀后升温至140～150℃，在3000～3500r/min的转速下高速剪切50～60min；继续保持温度为140～150℃，加入松香树脂，在2000～3000r/min的转速下高速剪切1～1.5h，再加入废胶粉在该温度和转速下剪切1.5h，再加入改性微硅粉和碳纳米管在超声的条件下继续剪切0.5～1h，即得道路密封胶。

9、例如，具体的，一种环境友好型道路密封胶的制备方法：称取所述用量比原料；将基质沥青升温至120℃，在搅拌的条件下，加入sbs，进行预溶胀120min，溶胀后升温至140～150℃，在3000～3500r/min的转速下高速剪切50～60min；继续保持温度为140～150℃，加入松香树脂，在2000～3000r/min的转速下高速剪切1～1.5h，再加入废胶粉在该温度和转速下剪切1.5h，再加入改性微硅粉和碳纳米管在超声的条件下继续剪切0.5～1h，即得道路密封胶。

10、优选的，上述的一种环境友好型道路密封胶的制备方法，其采用超声的方法制备，超声条件为在4～8w的功率下超声0.5～1h。

11、发明的有益效果：

12、本发明制备的环境友好型道路密封胶，采用200#沥青为原料，可以降低加热温度，减少了烟气的排放，制备过程环保；废胶粉作为原料，这不仅使得废旧资源得以合理利用，大大降低了生产成本，而且提高了产品的附加值；本发明添加的多壁碳纳米管具有管径分布窄、比表面积高、石墨化程度高、超高长径比的特点，少量添加即可改善材料的力学性能，通过其纳米级材料的强界面效果，增加道路密封胶的抗撕裂能力；微硅粉作为一种工业废料，具有较高的表面能和比表面积，改性微硅粉通过硅烷改性不仅有效避免了微硅粉的团聚，而且通过表面改性提高了微硅粉与沥青的相容性，且细小的微硅粉颗粒能够充填在sbs的空间网络里，大大提高了改性效果；通过对微硅粉改性，使其得到了有效利用，避免了环境污染；本发明采用超声的处理方式，有效避免了碳纳米管的缠绕，并且提高了改性微硅粉的分散性，制备的道路密封胶的性能得到了提升。

13、本发明的各个组分之间互相协同，由本发明制备的道路密封胶，制造简单，防水性能好，制备过程环保。且本发明制备的道路密封胶适用范围广，可以适用于沥青、混凝土公路，高速公路、高等级公路、城市公路、机场跑道等沥青路面的灌缝修补及水泥混凝土路面的接缝密封修复，包括在桥梁或构造物的伸缩缝里也可以应用。

技术特征：

1.一种环境友好型道路密封胶，其特征在于，原料以重量计包括：200#基质沥青60～75份，sbs 6～10份，碳纳米管2～4份，松香树脂10～12份，改性微硅粉8～10份，废胶粉10～15份；

2.如权利要求1所述一种环境友好型道路密封胶，其进一步特征在于：所述sbs的熔融指数为0.03～0.10g/min。

3.如权利要求1所述一种环境友好型道路密封胶，其进一步特征在于：所述碳纳米管为多壁碳纳米管，微观结构为阵列式结构；管径为60～100nm，比表面积为250～300m2/g。

4.如权利要求1所述一种环境友好型道路密封胶，其进一步特征在于：微硅粉的粒径为150～200nm，微硅粉的含硅量为85-95％。

5.如权利要求1所述一种环境友好型道路密封胶，其进一步特征在于：所述的废胶粉为80～100目。

6.如权利要求1所述一种环境友好型道路密封胶，其进一步特征在于：所述改性微硅粉的制备方法为：称取干燥的微硅粉加入到乙醇/水的混合溶液，超声分散；在混合溶液中加入一定量的草酸调节溶液ph在4～4.5之间，逐滴加入微硅粉质量百分含量2～8％的硅烷偶联剂，将混合液置于恒温水浴中机械搅拌；将所得的乳液进行离心分离，利用乙醇/水混合溶液重复超声清洗多次以除去微硅粉表面物理吸附的kh-550，干燥即得。

7.如权利要求1-6所述一种环境友好型道路密封胶的制备方法，其特征在于：称取所述用量原料；将基质沥青升温至115～125℃，在搅拌的条件下，加入sbs，进行预溶胀，溶胀后升温至140～150℃，在3000～3500r/min的转速下高速剪切50～60min；继续保持温度为140～150℃，加入松香树脂，在2000～3000r/min的转速下高速剪切1～1.5h，再加入废胶粉在该温度和转速下剪切1.5h，再加入改性微硅粉和碳纳米管在超声的条件下继续剪切0.5～1h，即得道路密封胶。

8.如权利要求7所述一种环境友好型道路密封胶的制备方法，其进一步特征在于：超声条件为在4～8w的功率下超声0.5～1h。

技术总结
本发明涉及一种环境友好型道路密封胶，原料以重量计包括：200#基质沥青60～75份，SBS 6～10份，碳纳米管2～4份，松香树脂10～12份，改性微硅粉8～10份，废胶粉10～15份。制备方法为：称取原料；将基质沥青升温，搅拌并加入SBS，进行预溶胀，溶胀后升温并高速剪切；加入松香树脂，高速剪切并加入废胶粉，后加入改性微硅粉和碳纳米管在超声的条件下继续剪切即得。所述密封胶各组分之间具有协同作用，所制备的道路密封胶，强度高，防水性能好，制备过程中烟气释放量少，环保，适用范围广。

技术研发人员：贾丽凤,许晓斌,马鹏程,刘剑利,高淑美,李政,毛冬梅
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4