一种改性乳化沥青及其制备方法和应用技术

技术编号:17768650 阅读:34 留言:0更新日期:2018-04-21 21:56
本发明专利技术提供了一种改性乳化沥青及其制备方法和应用,所述改性乳化沥青由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。与现有技术相比,本发明专利技术利用石墨烯优良的各项性能,配合特定用量的组分,与乳化沥青中胶体形成高强度的网格状骨架结构,得到封层、裂缝修补的效果好、抗水损害能力强的改性乳化沥青。实验结果表明,本发明专利技术提供的改性乳化沥青能够用于路面封层和路面裂缝修补,且对病害裂缝的修补效果较好、能够有效解决路面排水及水损害问题。

【技术实现步骤摘要】
一种改性乳化沥青及其制备方法和应用
本专利技术涉及道路工程
,更具体地说,是涉及一种改性乳化沥青及其制备方法和应用。
技术介绍
随着国民经济的飞速发展,公路道路以及城市道路交通量的增大和车辆超重日益严重,对路面的磨耗和损害等较以前大大加剧,导致公路在使用年限内较早出现病害。而作为与车辆直接接触的路面封层,往往是最先受到破坏,发生龟裂、纵向裂缝、松散、波浪拥包、车辙等路面损害问题,如果不及时进行养护维修就会影响路面的使用性能和使用寿命。如今路面封层修补材料主要有热沥青和乳化沥青两种,但是热沥青浪费能源,污染环境,施工不便;而乳化沥青存在与旧路面粘结力不足,成型后强度不足,破乳速度慢,通车时间较长,抗水剥离差等原因使其在使用方面受到限制。目前,为了提高乳化沥青的性能,往往会在乳化沥青中掺入添加剂或改性剂。现有的聚合物改性剂改性乳化沥青中,主要是采用丁苯胶乳、氯丁胶乳来改性。但是,现有技术公开的高分子聚合物类改性乳化沥青中聚合物只是吸附了沥青中的油分发生溶胀后分布在沥青中,不能与乳化沥青中胶体形成高强度的网格状骨架结构,也不具有促进乳化沥青在一到两个小时内形成高粘度材料的性能,从而对病害裂缝的修补效果较差;同时,其抗水损害能力差。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种改性乳化沥青及其制备方法和应用,本专利技术提供的改性乳化沥青能够用于路面封层和路面裂缝修补,并且封层、裂缝修补的效果好、抗水损害能力强。本专利技术提供了一种改性乳化沥青,由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。优选的,所述改性剂包括浓硫酸、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、浓硝酸、过硫酸铵、双氧水、硝酸钠、水溶性硅油、高锰酸钾、硅烷偶联剂和三氧化二锑中的一种或多种。优选的,所述改性聚乙烯醇溶液由质量比为1:(18~20)的质量浓度为30%的丙烯酸钠水溶液和质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液组成。优选的,所述助剂包括硼氢化钠、丙烯酸丙基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷的二异丁酮溶液和多异氰酸酯中的一种或多种。优选的,所述缓凝剂选自苯磺酰氯和/或对甲苯磺酰氯。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的改性乳化沥青的制备方法,包括以下步骤:a)将石墨烯和改性剂在溶剂中进行改性反应,干燥后得到水溶性氧化石墨烯;b)将步骤a)得到的水溶性氧化石墨烯与改性聚乙烯醇溶液、助剂混合,得到石墨烯/聚乙烯醇胶体溶液;c)将步骤c)得到的石墨烯/聚乙烯醇胶体溶液、缓凝剂与乳化沥青混匀,得到改性乳化沥青。优选的,步骤a)中所述溶剂为水或异丙醇;所述溶剂与石墨烯的用量比为(500mL~1000mL):(5g~10g)。优选的,步骤a)中所述改性反应的温度为95℃~99℃。优选的,步骤b)中所述混合的温度为50℃~70℃,时间为10min~20min。本专利技术还提供了一种上述技术方案所述的改性乳化沥青或上述技术方案所述的制备方法制备得到的改性乳化沥青在路面封层和路面裂缝修补中的应用。本专利技术提供了一种改性乳化沥青及其制备方法和应用,所述改性乳化沥青由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。与现有技术相比,本专利技术利用石墨烯优良的各项性能,配合特定用量的组分,与乳化沥青中胶体形成高强度的网格状骨架结构,得到封层、裂缝修补的效果好、抗水损害能力强的改性乳化沥青。实验结果表明,本专利技术提供的改性乳化沥青能够用于路面封层和路面裂缝修补,且对病害裂缝的修补效果较好、能够有效解决路面排水及水损害问题。另外,本专利技术提供的改性乳化沥青的制备方法工艺简单,制备原料无污染且成本低。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例,对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种改性乳化沥青,由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。在本专利技术中,所述乳化沥青优选为阳离子乳化沥青;本专利技术对所述阳离子乳化沥青的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中,所述改性乳化沥青包括100重量份的乳化沥青。在本专利技术中,所述石墨烯为纳米级石墨烯,具有优良的耐热性能,极高的强度和拉伸性能。在本专利技术中,所述石墨烯的尺寸大小优选为0.5μm~3μm,更优选为1μm~2μm;所述石墨烯的厚度优选为0.05nm~1.2nm,更优选为0.1nm~1.0nm。本专利技术对所述石墨烯的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的市售商品即可。在本专利技术中,所述改性乳化沥青包括0.05重量份~0.1重量份的石墨烯,优选为0.08重量份~0.09重量份。在本专利技术中,所述改性剂优选包括浓硫酸、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、浓硝酸、过硫酸铵、双氧水、硝酸钠、水溶性硅油、高锰酸钾、硅烷偶联剂和三氧化二锑中的一种或多种,更优选为浓硝酸、双氧水、硝酸钠、水溶性硅油、高锰酸钾和硅烷偶联剂中的一种或多种。在本专利技术中,所述改性剂能够对石墨烯进行改性,有利于其进一步与乳化沥青相互作用,实现更好的优化改性效果。在本专利技术一个优选的实施例中,所述改性剂为浓硝酸、双氧水、硝酸钠和高锰酸钾;其中,所述硝酸钠的用量优选为石墨烯质量的1倍~3倍;所述浓硝酸、双氧水、硝酸钠和高锰酸钾的质量比优选为(30~35)∶(5~7)∶1:(2~4),更优选为322∶62∶10:30。在本专利技术另一个优选的实施例中,所述改性剂为浓硝酸、水溶性硅油、硝酸钠和硅烷偶联剂;其中,所述硝酸钠的用量优选为石墨烯质量的1倍~3倍;所述浓硝酸、水溶性硅油、硝酸钠和硅烷偶联剂的质量比优选为(30~35):(5~7)∶1∶(2~4),更优选为315∶50∶10∶25。本专利技术对所述改性剂的来源没有特殊限制,采用本领域技术人员熟知的上述浓硫酸、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、浓硝酸、过硫酸铵、双氧水、硝酸钠、水溶性硅油、高锰酸钾、硅烷偶联剂和三氧化二锑的市售商品即可。在本专利技术中,所述改性乳化沥青包括2重量份~6重量份的改性剂,优选为4重量份~4.24重量份。在本专利技术中,所述改性聚乙烯醇溶液优选由质量比为1∶(18~20)的质量浓度为30%的丙烯酸钠水溶液和质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液组成,更优选由质量比为1∶19的质量浓度为30%的丙烯酸钠水溶液和质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液组成。在本专利技术中,所述改性聚乙烯醇溶液为无色透明液体且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性乳化沥青,由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。

【技术特征摘要】
1.一种改性乳化沥青,由包括以下组分的原料制备而成:乳化沥青100重量份;石墨烯0.05重量份~0.1重量份;改性剂2重量份~6重量份;改性聚乙烯醇溶液5重量份~15重量份;助剂1重量份~4重量份;缓凝剂0.5重量份~2重量份;所述石墨烯的尺寸大小为0.5μm~3μm,厚度为0.05nm~1.2nm。2.根据权利要求1所述的改性乳化沥青,其特征在于,所述改性剂包括浓硫酸、过氧乙酸、重铬酸钠、铬酸、浓硝酸、过硫酸铵、双氧水、硝酸钠、水溶性硅油、高锰酸钾、硅烷偶联剂和三氧化二锑中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的改性乳化沥青,其特征在于,所述改性聚乙烯醇溶液由质量比为1:(18~20)的质量浓度为30%的丙烯酸钠水溶液和质量浓度为10%的聚乙烯醇水溶液组成。4.根据权利要求1所述的改性乳化沥青,其特征在于,所述助剂包括硼氢化钠、丙烯酸丙基三甲氧基硅烷、聚硅氧烷的二异丁酮溶液和多异氰酸酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的改性乳化沥青,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:尹应梅黄太昌张荣辉
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:广东,44

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