一種油性集料-瀝青界面防銹改性劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料表面改性劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種油性集料-瀝青界面防 銹改性劑及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前我國(guó)尚處于高等級(jí)公路建設(shè)的高峰期，瀝青路面作為主要的路面結(jié)構(gòu)形式被 普遍采用。瀝青混合料質(zhì)量的好壞直接影響路面施工質(zhì)量，進(jìn)而影響路面的使用壽命。而 在瀝青混合料中集料約占95%左右的質(zhì)量，是組成瀝青混合料的最主要材料，其品質(zhì)的好 壞對(duì)混合料的力學(xué)性能和路用性能具有極大的影響。
[0003] 考慮到集料原材在瀝青混合料中的重要性，我國(guó)對(duì)于路用集料的路用性能已做了 較多研宄，現(xiàn)有規(guī)范體系已在諸多方面對(duì)集料提出了明確的技術(shù)要求。我國(guó)的《公路瀝青路 面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004)中除對(duì)集料的規(guī)格（粒徑、針片狀和礦質(zhì)級(jí)配等）提出 具體要求外，還明確規(guī)定了集料的壓碎值、磨耗值、堅(jiān)固性、磨光值、含泥量以及集料和瀝青 的粘附性等方面的要求。要求所用的集料既要強(qiáng)度高、耐磨性好，又要與瀝青有良好的粘附 性。相關(guān)技術(shù)指標(biāo)和要求的提出與明確，對(duì)規(guī)范我國(guó)集料的正確選擇和使用，確保瀝青路面 的路用性能具有重大的保障作用。
[0004] 現(xiàn)有規(guī)范體系的規(guī)定主要集中在集料的規(guī)格、物理力學(xué)性能等方面。另外，關(guān)于化 學(xué)元素方面的研宄，通常根據(jù)二氧化硅（SiO2)的含量對(duì)集料的巖性（酸性、堿性或中性石 料）進(jìn)行了界定。而對(duì)于集料的其它化學(xué)成分特性（化學(xué)元素成分指標(biāo)）等方面，由于瀝 青與集料表面作用的復(fù)雜性和不確定性，通常在研宄和工程應(yīng)用中不被重視而易于被忽略 或簡(jiǎn)化，更未能夠形成相關(guān)的明確技術(shù)指標(biāo)規(guī)定。
[0005] 然而，正是由于對(duì)集料化學(xué)成分特性的研宄不足，導(dǎo)致目前國(guó)內(nèi)許多高速公路的 早期損害的發(fā)生。這些損害使得高速公路路面質(zhì)量大大下降，產(chǎn)生不良且嚴(yán)重的影響，造成 了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。路面生銹是一個(gè)其中一個(gè)嚴(yán)重影響道路質(zhì)量的問(wèn)題，部分高速公路全 線(xiàn)整個(gè)路面表面出現(xiàn)大面積的銹斑，提取的集料分為青灰色、白色和紅色三種，經(jīng)測(cè)試，含 鐵量分別為0. 82%、0. 94%和1. 72%，且粘附性指標(biāo)均已無(wú)法滿(mǎn)足規(guī)范要求，其中，泛銹紅 色集料的粘附性?xún)H為2級(jí)，其余兩種為3級(jí)。
[0006] 對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的公路路面，檢測(cè)人員抽取了路面集料的樣本進(jìn)行分析。分析發(fā)現(xiàn) 集料中某些化學(xué)成分（如含鐵量）會(huì)對(duì)瀝青混合料的性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。同時(shí)，目前我們?nèi)?國(guó)范圍內(nèi)實(shí)體工程中米用的各類(lèi)巖石（包括輝綠巖、玄武巖、閃長(zhǎng)巖、花崗巖和砂巖在內(nèi)） 均含有不同程度的鐵元素，其含鐵量一般在2% -10%左右，但部分常用集料鐵元素的含量 甚至遠(yuǎn)高于20%以上。然而，國(guó)內(nèi)道路路面設(shè)計(jì)施工規(guī)范中尚未有相應(yīng)的規(guī)范條例，對(duì)集料 中潛在的會(huì)對(duì)公路質(zhì)量造成巨大影響的化學(xué)成分的含量均無(wú)明確規(guī)定。因而，由此展開(kāi)對(duì) 特定化學(xué)組成與瀝青混合料路用性能之間關(guān)系的研宄將具有較大的工程意義。研宄如何避 免集料中有害成分對(duì)路面性能的破壞，為今后路面工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中對(duì)集料的正確使用 提供技術(shù)依據(jù)，防范和控制類(lèi)似的早期病害的發(fā)生，避免由此引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益 損失。相關(guān)的研宄成果，將會(huì)對(duì)現(xiàn)行的國(guó)家相關(guān)技術(shù)規(guī)范是有益的補(bǔ)充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種油性 集料-瀝青界面防銹改性劑。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供上述油性集料-瀝青界面防銹改性劑的制備方法。
[0009] 本發(fā)明的再一目的在于提供上述油性集料-瀝青界面防銹改性劑的應(yīng)用。
[0010] 本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0011] 一種油性集料-瀝青界面防銹改性劑，包含以下重量份的組分：
[0012]
[0013] 所述的偶聯(lián)劑是指硅烷偶聯(lián)劑，優(yōu)選Y-氨丙基三甲氧基硅烷（KH540)、Y-氨丙 基三乙氧基硅烷（KH550)、3-(2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560)、y-(甲基丙烯 酰氧）丙基三甲氧基硅烷（KH570)、N-f3-(氨乙基）-y-氨丙基三甲氧基硅烷（KH792)、 N-(f3氨乙基）-y_氨丙基甲基二甲氧基硅烷（Si-602)或3-(2,3環(huán)氧丙氧）丙基甲基二 乙氧基硅烷（Si-563)。
[0014] 所述的油性成膜物質(zhì)優(yōu)選聚合亞麻油。
[0015] 所述的抗氧化劑包括胺類(lèi)抗氧化劑、酚類(lèi)抗氧化劑、硫代二丙酸月桂醇酯，硫代二 丙酸十八碳醇酯、亞磷酸二苯基辛基酯和亞磷酸三（壬基苯基）酯。
[0016] 所述的固化劑優(yōu)選胺類(lèi)固化劑。
[0017] 所述的固化促進(jìn)劑是指環(huán)氧樹(shù)脂固化用促進(jìn)劑，包括脂肪胺促進(jìn)劑或酸酐促進(jìn) 劑。
[0018] 所述的增韌劑優(yōu)選聚乙二醇醚。
[0019] 所述的防銹劑優(yōu)選乙醇胺與酸的復(fù)配防銹劑；所述的乙醇胺包括單乙醇胺、二乙 醇胺及三乙醇胺；所述的酸優(yōu)選辛酸。
[0020] 所述的有機(jī)溶劑優(yōu)選乙酸乙醋、二氯乙烷或石油醚。
[0021] 上述油性集料-瀝青界面防銹改性劑的制備方法，包括以下制備步驟：
[0022] (1)將偶聯(lián)劑、環(huán)氧樹(shù)脂、增韌劑、油性成膜物質(zhì)、抗氧化劑、防銹劑和部分有機(jī)溶 劑混合均勻，常溫下攪拌反應(yīng)3~7小時(shí)，獲得組分A;
[0023] (2)將固化劑、固化促進(jìn)劑和剩余有機(jī)溶劑混合均勾，常溫下攪拌反應(yīng)3~7小時(shí)， 獲得組分B;
[0024] (3)將組分A和組分B混合，得到油性集料-瀝青界面防銹改性劑。
[0025] 上述油性集料-瀝青界面防銹改性劑在瀝青混合料用的集料表面改性中的應(yīng)用， 具體應(yīng)用過(guò)程為：將油性集料-瀝青界面防銹改性劑霧化后，噴入裝有瀝青混合料的攪拌 缸中，對(duì)集料表面進(jìn)行改性。
[0026] 本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
[0027] (1)本發(fā)明的油性集料-瀝青界面防銹改性劑通過(guò)各組分的相互作用，可以較好 裹覆在集料的粗糙表面上，形成一層均勻的薄膜，使原本的集料-瀝青的兩相界面，變成集 料-改性劑-瀝青三相雙界面，并且相鄰兩相之間發(fā)生物理-化學(xué)的交互作用，利用化學(xué)鍵 在與瀝青之間形成界面過(guò)渡層，增強(qiáng)集料與瀝青的黏附作用，使集料與瀝青緊密粘合，防止 瀝青膜的剝落。
[0028] (2)本發(fā)明的油性集料-瀝青界面防銹改性劑在應(yīng)用過(guò)程中可覆蓋在集料表面形 成一層均勻的薄膜，使得集料表面與空氣隔絕開(kāi)，避免了空氣中的氧氣對(duì)集料中金屬元素 的腐蝕，并且界面防銹改性劑中的防銹劑成分和抗氧化劑成分也可以減緩或阻止氧氣腐蝕 集料中的金屬元素，有效抑制路面生銹情況的發(fā)生。
[0029] (3)本發(fā)明直接針對(duì)路面生銹最嚴(yán)重的地方一一集料-瀝青界面的界面功能進(jìn)行 改性，更加集中、高效、有針對(duì)性地利用界面防銹改性劑，在有效改善瀝青混合料的強(qiáng)度、提 升瀝青與集料表面的粘附性能指標(biāo)的同時(shí)，防止公路表面產(chǎn)生的銹蝕，提升公路的路用性 能，延長(zhǎng)公路使用壽命，降低維護(hù)成本，在公路建設(shè)等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] (1)將6份（100g)KH570硅烷偶聯(lián)劑、12份E44型環(huán)氧樹(shù)脂、3份增韌劑聚乙二醇 醚、3份油性成膜物質(zhì)聚合亞麻油、3份抗氧化劑硫代二丙酸十八碳醇酯、5份二乙醇胺和5 份辛酸防銹劑和15份有機(jī)溶劑乙酸乙酯混合均勻，常溫下攪拌反應(yīng)3小時(shí)，獲得組分A;
[0033] (2)將6份固化劑己二胺、3份固化促進(jìn)劑鄰苯二甲酸酐和15份有機(jī)溶劑乙酸乙