專利名稱：一種路面裂縫用密封膠的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種路面養(yǎng)護(hù)材料，尤其用于浙青路面等的灌縫材料，是路面養(yǎng)護(hù)材料中的先進(jìn)技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著公路運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，高等級(jí)公路的建設(shè)越來(lái)越受到各國(guó)的重視，改性浙青因其良好的高溫穩(wěn)定性和低溫延展性，對(duì)提高路面質(zhì)量、延長(zhǎng)路用周期具有顯著的效果，因而得到迅速推廣和應(yīng)用。目前，對(duì)于表征改性浙青體系時(shí)，普遍認(rèn)為使用針入度、軟化點(diǎn)等常規(guī)傳統(tǒng)方法已不能完全體現(xiàn)改性浙青的性能。相對(duì)而言，由于浙青的動(dòng)態(tài)性能更加接近材料在使用條件下的粘彈行為，更適用于預(yù)測(cè)浙青的路用性能，從而引起了人們的重視。高聚物改性能增加浙青的復(fù)合模量(G ‘)和彈性模量，這是提高浙青性能的內(nèi)在原因圖。苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SBS)現(xiàn)已成為浙青改性主要的添加劑，SBS的加入利用聚合物良好的物理化學(xué)性能來(lái)彌補(bǔ)浙青本身的缺陷，增大浙青材料的工作溫度范圍。有機(jī)膨潤(rùn)土資源豐富，價(jià)格便宜，所以加強(qiáng)和加快對(duì)這種廉價(jià)粘土資源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有很重要的意義川。偶聯(lián)劑被稱作“分子橋”，用以改善無(wú)機(jī)物與有機(jī)物之間的界面作用，從而大大提高材料性能。把有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS在硅烷偶聯(lián)劑作用下復(fù)配應(yīng)用于浙青改性，不但能夠有效地降低了改性浙青的成本，而且大大提高了改性浙青的高溫和低溫性能。依據(jù)美國(guó)SHRP(Strategie Highway Researeh Program)規(guī)范考察了加人有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的改性浙青老化前后的高溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和低溫蠕變性能，并比較了加人有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物對(duì)浙青SHRP性能分級(jí)的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種路面裂縫用密封膠，通過(guò)有機(jī)彭潤(rùn)土復(fù)配SBS改性浙青，改善了浙青高溫性能，提高了浙青老化的低溫性能，有較好的抗疲勞開(kāi)裂性能。有機(jī)膨潤(rùn)土復(fù)配SBS改性浙青的老化前后高溫和低溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，考察了改性劑及其用量對(duì)改性浙青高溫和低溫性能的影響。結(jié)果表明，有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的加人提高了浙青的高溫復(fù)合模量，溫度敏感性顯著減弱，使得浙青高溫性能得到了改善；同時(shí)降低了改性浙青老化后的蠕變勁度，增大了蠕變速率，提高了浙青老化后的低溫性能，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中有較好的抗疲勞開(kāi)裂性能。(I)基質(zhì)浙青的溫度敏感性比較顯著，在高溫下接近于粘性流體。有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的加人可顯著提高浙青的高溫復(fù)合模量，從而降低了浙青的溫度敏感性。有機(jī)膨潤(rùn)土的加人量為2%時(shí)最佳。(2)由于有機(jī)膨潤(rùn)土的加人使改性浙青老化后的高溫復(fù)合模量顯著高于基質(zhì)浙青和SBS改性浙青,提高了改性浙青的抗老化性能。(3)經(jīng)過(guò)壓力老化實(shí)驗(yàn)后，與基質(zhì)浙青和SBS改性浙青相比，加人有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的改性浙青，在相同載荷時(shí)間時(shí)，蠕變勁度有明顯的下降、蠕變速率顯著提高，低溫性能得到了改善，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中有較好的抗疲勞開(kāi)裂性能。


圖I改性劑的含量對(duì)浙青高溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響圖2改性劑的含量對(duì)RTFOT后浙青高溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響圖3是改性劑的含量對(duì)PAV后浙青低溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響
(a)是改性浙青在_18°C時(shí)蠕變勁度(s)隨時(shí)間(t)變化曲線
(b)是改性浙青在_18°C時(shí)蠕變速率(m)隨時(shí)間(t)變化曲線
其中■-基質(zhì)浙青；· -4% SBS改性浙青；▲ -4% SBS+1%有機(jī)膨潤(rùn)土 +1%偶聯(lián)劑改性浙青；▼ -4% SBS+2%有機(jī)膨潤(rùn)土 +1 %偶聯(lián)劑改性浙青；▼一 4% SBS+2%有機(jī)膨潤(rùn)土 +1%偶聯(lián)劑改性浙青； -4% SBS+3%有機(jī)膨潤(rùn)土 +1%偶聯(lián)劑改性浙青。
具體實(shí)施例方式I 實(shí)驗(yàn)I. I 原料
SBS，北京燕山石油化工股份有限公旬產(chǎn)品，牌號(hào)為4303，星型，相對(duì)分子質(zhì)量約為35萬(wàn)，苯乙烯嵌段的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%。浙青，重交浙青AH-90，蘭州煉油總廠產(chǎn)品，針人度90(0. 1mm)，軟化點(diǎn)45°C，延度大于150cm。有機(jī)膨潤(rùn)土，325目，天津市華聯(lián)有機(jī)化工廠產(chǎn)品。硅烷偶聯(lián)劑，南京曙光化工廠產(chǎn)品。I. 2試樣制備將浙青加熱到170°C后加入一定量SBS，在170-190°C、3000-5000r/min的條件下剪切O. 5-lh，即得到未加有機(jī)膨潤(rùn)土的試樣。此試樣中加人有機(jī)膨潤(rùn)土和偶聯(lián)劑，繼續(xù)在原有條件下剪切O. 5-1. sh,即得到加有有機(jī)膨潤(rùn)土和偶聯(lián)劑的改性浙青試樣。I. 3性能測(cè)試動(dòng)態(tài)力學(xué)性能測(cè)試采用英國(guó)BOHLIN公司生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)剪切流變儀(CV0100)，按ASTM D6373標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，將少量浙青試樣放在平板夾具(直徑為25mm)的下夾板上，將上夾板降至接觸到下夾板(間距為1mm)，在頻率為10r/S(接近汽車輪胎對(duì)路面施加載荷的頻率)，64 76 ‘C高溫下對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試。浙青老化儀器為比利時(shí)生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱(RTFo)和美國(guó)prentex Alloy Fabricators, Inc.生產(chǎn)的壓力老化儀(PAV),浙青旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)用來(lái)模擬施工時(shí)熱拌和后的浙青狀況，按ASTM D2872標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，浙青壓力老化試驗(yàn)按ASTM D6521標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，對(duì)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱后的試樣在10(TC，2. IMPa條件下放置20h,然后用真空加熱爐抽真空除去浙青在老化過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生的氣泡，用來(lái)模擬10年后的路面浙青狀況。低溫流變性能測(cè)試采用美國(guó)CANNON公司生產(chǎn)的彎曲梁流變儀(BBR)，按ASTMD6648標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，BBR主要評(píng)價(jià)兩個(gè)重要參數(shù)一螺變勁度(S)(測(cè)定浙青如何抵抗恒定載荷)和蠕變速率(m)(測(cè)定在恒定載荷下浙青蠕變是如何變化的)[S〕。將壓力老化后的浙青試樣澆鑄在模具中，室溫冷卻O. 5h后刮去多余的試樣，繼續(xù)冷卻Ih后脫模，在目標(biāo)溫度下恒溫lh，然后對(duì)浙青試樣測(cè)試。2結(jié)果與討論2. I改性劑加入前后對(duì)浙青高溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響浙青結(jié)合料是一種粘彈性材料和熱塑性膠結(jié)料，如果浙青在高溫下有較高的復(fù)合模量(G*)和低的損耗角正切對(duì)提高浙青抗車轍能力是有利的，其中G* = G’ +G” (G’是彈性分量，G”是粘性分量)。圖I給出了基質(zhì)浙青、SBS改性浙青及有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青高溫下復(fù)合模量(G*)隨溫度變化的曲線。由圖I可以看出，基質(zhì)浙青在高溫下有較低的復(fù)合模量，在加人有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物后改性浙青的復(fù)合模量提高很多，而且比SBS改性浙青的G*也有較大的提高，特別是在有機(jī)膨潤(rùn)土的加入量為2%時(shí)尤為突出。這說(shuō)明有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的加入，使得改性浙青體系的高溫彈性進(jìn)一步增加，溫度敏感性也隨之降低，大大提高了改性浙青的高溫性能。這可能是因?yàn)樵谂悸?lián)劑作用下，不僅增強(qiáng)了有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS和浙青之間的相容性和結(jié)合力，而且還提高了有機(jī)膨潤(rùn)土的分散性，使得SBS在浙青中分散得非常均勻，形成了化學(xué)交聯(lián)的彈性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的緣故。2. 2改性劑加入前后對(duì)浙青老化后高溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響老化是指浙青在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工及使用過(guò)程中，由于長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，在環(huán)境因素作用下，會(huì)發(fā)生一系列的揮發(fā)、氧化、聚合，乃至浙青內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。通常在實(shí) 驗(yàn)室是通過(guò)RTFOT來(lái)模擬施工熱拌合過(guò)程中的浙青短期老化。圖2是基質(zhì)浙青、SBS改性浙青及有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青在RTFOT后G*隨溫度變化的曲線圖。由圖2可以看出，在RTFOT后浙青的G*比原樣的改性浙青增加了很多，這可能是老化過(guò)程會(huì)使浙青氧化，浙青質(zhì)組分含量增大，相對(duì)分子質(zhì)量提高，粘性成分減小，彈性成分增加，從而抵抗高溫下的變形能力大大提高，而且這種變化隨著老化時(shí)間的增加而增大。同時(shí)，由于SBS在150-185°C的溫度范圍內(nèi)，會(huì)發(fā)生熱氧化，使得物理性能變差，而有機(jī)膨潤(rùn)土本身具有良好的熱穩(wěn)定性能，所以高溫下的有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青的G*比SBS改性浙青也有較大的提高，這說(shuō)明有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青在短期老化后仍具有較好的高溫性能，提高了改性浙青的抗老化性能。2. 3改性劑加入前后對(duì)浙青老化后低溫動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的影響旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)和壓力老化試驗(yàn)后浙青試樣的低溫延度會(huì)降低，使浙青在低溫下彈性下降，易發(fā)生脆裂。美國(guó)SHRP規(guī)范采用彎曲梁流變儀來(lái)評(píng)價(jià)浙青的低溫性能，圖3是基質(zhì)浙青、SBS改性浙青及有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青在PAV后、一 18°C恒溫下，S和m值隨時(shí)間變化的曲線。由圖3可以看出，試樣的蠕變勁度(S)隨時(shí)間的延長(zhǎng)而下降，同時(shí)蠕變速率(m)隨時(shí)間的延長(zhǎng)顯著上升，但是加入有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的改性浙青，在相同的載荷時(shí)間下，與基質(zhì)浙青和SBS改性浙青相比，具有更低的S值和更大的m值。這說(shuō)明有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物改性浙青具有很強(qiáng)的抗恒定載荷能力和抗蠕變變形能力，低溫下有較好的抗疲勞開(kāi)裂性能。表I根據(jù)SHRP規(guī)范做出了改性劑對(duì)浙青高溫和低溫性能分級(jí)的影響，可以看出，有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS復(fù)配改性浙青比基質(zhì)浙青和SBS改性浙青高溫等級(jí)提高了 1-2個(gè)等級(jí)，比基質(zhì)浙青的低溫性能提高了 I個(gè)等級(jí)，表明其高溫抗車轍能力和低溫抗開(kāi)裂能力有明顯的提聞。
權(quán)利要求
1.一種路面裂縫用密封膠其主要特征是，有機(jī)彭潤(rùn)土復(fù)配SBS改性浙青，有機(jī)彭潤(rùn)土加入量在2%。
全文摘要
一種路面裂縫用密封膠通過(guò)有機(jī)膨潤(rùn)土復(fù)配SBS改性瀝青，通過(guò)考察改性劑及其用量對(duì)改性瀝青高溫和低溫性能的影響。結(jié)果表明，有機(jī)膨潤(rùn)土與SBS組合物的加人提高了瀝青的高溫復(fù)合模量，溫度敏感性顯著減弱，使得瀝青高溫性能得到了改善；同時(shí)降低了改性瀝青老化后的蠕變勁度，增大了蠕變速率，提高了瀝青老化后的低溫性能，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中有較好的抗疲勞開(kāi)裂性能。
文檔編號(hào)C08L53/02GK102876055SQ20111019328
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者趙金葉, 何廣勝 申請(qǐng)人:趙金葉