一种可防止路面二次开裂的灌缝材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种可防止路面二次开裂的灌缝材料及其制备方法，其是由以下质量份配比的原料制成：改性沥青100份，橡胶粉20～40份，稳定剂1～5份，增塑剂3～8份，增粘剂1～5份，微胶囊0.5～1份，本发明专利技术的灌缝材料具有高温稳定性、低温柔韧性、弹性恢复能力和抗疲劳性，又具有自修复特性，其锥入度、流动值、软化点、弹性恢复率、低温拉伸各项性能测试指标均满足JT/T740-2009《路面橡胶沥青灌缝胶》产品规范要求，应用前景广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于交通道路养护
，具体涉及一种含有微胶囊的具有自修复功能，可有效防止路面二次开裂的灌缝材料及其制备方法。
技术介绍
裂缝是沥青路面的主要病害之一。裂缝的形成初期对路面的使用功能影响不显著，但若不及时进行填补，裂缝渗水会导致路面基层以下的结构层软化，产生冲刷和水毁问题。此外，裂缝还会扩展，出现网裂、坑槽等现象。从而使道路承载能力下降，减少路面结构的使用寿命。为了延长路面使用寿命和质量，人们采取各种预防性养护措施。而研究表明，灌缝填封裂缝是所有路面预防性养护措施中效益费用比最优的处治方式。但是，国内采用的灌缝材料来源广泛，质量良莠不齐，使用效果不尽人意。实践证明，路面裂缝经灌缝修补后，一般1到2年，维修后的裂缝又在原灌缝位置重新开裂，其失效率在85％以上。由此可见，灌缝材料的选择尤为重要。现在的灌缝材料往往只能保证一段时间不开裂，而通常开裂位置是裂缝多发地带，如果再次开裂，只能重新灌缝，是对时间和金钱的极大浪费。因此，一种既能封填现有裂缝，又能对沥青路面灌缝位置再次出现的裂缝进行感知并修复的填缝材料就应用而生，那就是在灌缝材料中添加含有再生剂的微胶囊。对路面灌缝处二次开裂的自修复过程依次为：灌缝处在受力或其他因素作用下出现肉眼不可见的微小裂缝；微胶囊破损，并在毛细管作用下释放出再生剂；再生剂与老化沥青发生反应，生成的聚合物填充裂缝内部。此外，目前常用的灌缝材料的低温性能普遍很差，为此，本专利技术的灌缝材料还添加了增粘剂和增塑剂，通过二者的共同作用，来提高其低温性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既能发挥灌缝材料应有的特性，使填缝料在高温时不致变被车轮胎带走，低温时具有较好的变形能力不致被拉裂，耐老化、耐疲劳，又能在原灌缝位置对裂缝进行自修复的可防止路面二次开裂的灌缝材料。同时，本专利技术还提供了上述灌缝材料的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：该可防止路面二次开裂的灌缝材料，由以下质量份配比的原料制成：上述微胶囊由以下配比的原料制成：脲10～18％、甲醛15～25％、改性剂4％、间苯二酚5～7％、氯化铵5～7％、乳化剂0.4～0.8％、消泡剂0.1～0.2ml、沥青再生剂40～50％、水添加至100％。上述改性沥青可以选择苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青、乙烯-乙酸-乙烯酯共聚物改性沥青或丁苯橡胶改性沥青。上述橡胶粉为废旧轮胎加工而成的粉末物质，橡胶粉的粒径40～100目。上述稳定剂为古马隆树脂，增塑剂可以选择芳烃油、石蜡油、环烷油、重油、石蜡、凡士林中的任意一种，增粘剂可以是脂肪族石油树脂、脂环族石油树脂、松香和氢化松香树脂中的一种或多种组合。上述改性剂为NaCl和三聚氰胺按照质量比为3:1混合组成。上述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚中任意一种或者是烷基酚聚氧乙烯醚与十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠或十二烷基硫酸钠的复配，消泡剂为正辛烷或正辛醇。上述的可防止路面二次开裂的灌缝材料的制备方法由以下步骤组成：(1)将改性沥青加热到130℃～150℃，加入橡胶粉搅拌60～90min；(2)在110℃～130℃的条件下，按配方量加入稳定剂、增塑剂、增粘剂，搅拌混合50～60min；(3)在120℃～140℃的条件下加入微胶囊，搅拌混合，用胶体磨研磨1～3遍即可得到可防止路面二次开裂的灌缝材料。本专利技术所提供的可防止路面二次开裂的灌缝材料是由改性沥青、橡胶粉、稳定剂、增塑剂、增粘剂以及微胶囊按照合适的配比量制成，具有高温稳定性、低温柔韧性、弹性恢复能力和抗疲劳性，又具有自修复特性，其锥入度、流动值、软化点、弹性恢复率、低温拉伸各项性能测试指标均满足JT/T740-2009《路面橡胶沥青灌缝胶》产品规范要求，应用前景广泛，与现有技术相比其有益效果主要是：1、本专利技术利用增粘剂与增塑剂的配合协同提高材料的低温性能，增加灌缝材料的粘弹性和可塑性以及粘结强度。2、本专利技术的灌缝材料中添加微胶囊的成分，利用NaCl和三聚氰胺协同改性，大大提高灌缝材料的路用性能和稳定性，NaCl溶液的添加可促进壁材性能的发挥，使之更充分地包覆在乳化液滴表面形成包覆效果良好的微胶囊，并且形成微胶囊的概率也大大增加。而三聚氰胺可与羟甲基脲反应，在消耗大量-OH和-CONH的同时引入三氮杂环，封闭掉亲水基团，可显著提高脲醛树脂的耐水性和耐热性，同时三聚氰胺本身具有一个包含六个活性基团的环状结构，可促进脲醛树脂的交联，促进三维网状结构的形成，改善微胶囊的热力学性能以及机械稳定性。3、本专利技术的灌缝材料中使用了价格低廉的废旧轮胎橡胶粉，既可以提高其性能，又可以减少环境污染。4、本专利技术的灌缝材料中加入稳定剂，该稳定剂可以使橡胶粉与改性沥青之间形成一个稳定的混合物，有利于提高其高温性能，并且增塑剂与增粘剂的共同作用，可以防止灌缝材料低温开裂，此外，微胶囊的加入又可以在灌缝材料服役期间，对其产生的微裂缝进行自修复，可防止路面二次开裂。具体实施方式现结合实验数据和实施例对本专利技术的技术方案进行进一步说明。实施例1现以原料改性沥青100份为例制备可防止路面二次开裂的灌缝材料的方法如下：(1)将100份SBS改性沥青(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青)，加热到140℃呈流动状态，加入80目橡胶粉30份搅拌80min；(2)在120℃的条件下，按配方量加入4份古马隆树脂、6份芳烃油、4份脂肪族石油树脂，搅拌混合55min；(3)在130℃的条件下加入0.8份微胶囊，搅拌混合30min，用胶体磨在转速为3500RPM条件下研磨2遍即可得到可防止路面二次开裂的灌缝材料。本实施例的橡胶粉是由废旧轮胎加工而成的粉末物质。本实施例的微胶囊由以下配比的原料制成：脲15％、甲醛20％、改性剂4％、间苯二酚6％、氯化铵6％、乳化剂0.6％、消泡剂0.15ml、沥青再生剂45％，水添加至100％。本实施例微胶囊是按照常规工艺制成，所用乳化剂为十二烷基磺酸钠，消泡剂为正辛烷或正辛醇，改性剂为NaCl和三聚氰胺按照质量比为3:1混合组成。实施例2现以原料改性沥青100份为例制备可防止路面二次开裂的灌缝材料的方法如下：(1)将100份乙烯-乙酸-乙烯酯共聚物改性沥青，加热到140℃呈流动状态，加入40目橡胶粉40份搅拌80min；(2)在120℃的条件下，按配方量加入1份古马隆树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可防止路面二次开裂的灌缝材料，其特征在于由以下质量份配比的原料制成：所述微胶囊由以下配比的原料制成：脲10～18％、甲醛15～25％、改性剂4％、间苯二酚5～7％、氯化铵5～7％、乳化剂0.4～0.8％、消泡剂0.1～0.2ml、沥青再生剂40～50％、水添加至100％。

【技术特征摘要】
1.一种可防止路面二次开裂的灌缝材料，其特征在于由以下质量份配比的原
料制成：
所述微胶囊由以下配比的原料制成：
脲10～18％、甲醛15～25％、改性剂4％、间苯二酚5～7％、氯化铵5～7％、乳
化剂0.4～0.8％、消泡剂0.1～0.2ml、沥青再生剂40～50％、水添加至100％。
2.根据权利要求1所述的可防止路面二次开裂的灌缝材料，其特征在于：所
述改性沥青为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物改性沥青、乙烯-乙酸-乙烯酯共
聚物改性沥青或丁苯橡胶改性沥青。
3.根据权利要求1所述的可防止路面二次开裂的灌缝材料，其特征在于：所
述橡胶粉为废旧轮胎加工而成的粉末物质，橡胶粉的粒径40～100目。
4.根据权利要求1所述的可防止路面二次开裂的灌缝材料，其特征在于：所
述稳定剂为古马隆树脂，增塑剂为芳烃油、石蜡油、环烷油、重油、石蜡或凡士
林，所述增粘剂是脂肪族石油树脂、脂环族石油树脂、松香和氢化松香树脂中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴建中，王慧峰，李蕊，许竞，张梦丽，张久鹏，薛斌，陈佳奇，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61