基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术提出一种基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的配方及制备方法和应用，属于道面工程预养护技术领域。丙烯酸作为一种自交联材料，对其进行水性处理和阳离子处理后可以改善其与乳化沥青体系的相容性，在避免雾封材料提前破乳和失效的前提下，可以用于SBS改性沥青乳液的改性处理这种利用自交联特性的雾封层材料具有优异的高温性能和机械强度，避免了雾封层因为提前剥落而导致早期失效的问题；增大了雾封层与道面的粘附性，延长了道面养护处理的有效年限，具有便于养护管理和节约养护成本的利用价值。成本的利用价值。成本的利用价值。

【技术实现步骤摘要】
基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及制备方法和应用


[0001]本专利技术属于道面工程预养护


技术介绍

[0002]雾封层是常见的道面预防性养护措施之一，当沥青路面正常服役几年后，表面会出现轻微的低温开裂、疲劳龟裂、细骨料损失等现象，导致路面的渗水性大大提高。环境水会经过裂缝或细骨料损失处渗入到沥青混合料中，进一步加速了路面的水损坏。如果在这一时期不进行及时的预养护处理，会导致网裂、坑洞等更严重的路面破坏。喷洒雾封层材料后，借助材料的流动性，雾封层可以渗入到裂缝中去，从而填补路表微小裂缝和空隙，防止路表水下渗。路表沥青粘附力的恢复，可以将路面性能维持2～3年时间，推迟造价更高的加铺工程甚至是铣刨再生，提高了道路服役的经济效益。
[0003]雾封层技术可以将碎石固定，防止由于碎石飞溅而引起交通事故。特别是对于机场道面而言，可以减少松散的碎石，避免碎石颗粒对于高速行驶中的飞机造成严重危害。
[0004]但是现有的雾封层材料仍然面临着强度不足，早期老化和粘结力不足而剥落失效的问题。应尽可能的开发可用于常温技术的雾封层改性材料，避免需要配置其他特别的处理设备，以扩大自身的使用范围，降低养护技术的成本，最大限度的提高路面的长期性能和交通使用性能，延长道路的维修周期。
[0005]水性丙烯酸乳液已广泛应用于水性涂料市场，并在塑料加工中用作常见的相容剂。通过将两个或多个反应性官能团(羟基，羧基，酰胺或羟甲基等)引入丙烯酸酯预聚物中，聚合物链上的这些官能团将相互反应并在加热或催化时自行交联，从而提高了丙烯酸酯的机械强度。另外，丙烯酸基团可以提高与碱性骨料的粘接强度。利用丙烯酸乳液的自交联特性，对其进行阳离子化处理，改善其与沥青体系的相容性，可以尝试将其用于雾封层材料的常温改性过程，以增强雾封层材料的强度，高温性能和耐久性。
[0006]将丙烯酸乳液从传统的涂料行业应用到道路养护的雾封层材料，需要突破丙烯酸预聚物与乳化沥青相容性差的技术困难，直接添加会引起乳化沥青的稳定性下降甚至破乳，因此本专利技术对丙烯酸乳液进行水基处理和阳离子处理，通过乳化液滴阳离子环的排斥力来保持两种材料的相容性。
[0007]目前并没有针对丙烯酸乳液进行阳离子化处理并将其直接用于雾封层材料改性过程的报道。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料及其制备方法和应用。丙烯酸作为一种自交联材料，对其进行水性处理和阳离子处理后可以改善其与乳化沥青体系的相容性，在避免雾封材料提前破乳和失效的前提下，可以用于SBS改性沥青乳液的改性处理这种利用自交联特性的雾封层材料具有优异的高温性能和机械强度，避免了雾封层因为提前剥落而导致早期失效的问题；增大了雾封层与道面的粘附性，延长了
道面养护处理的有效年限，具有便于养护管理和节约养护成本的利用价值。
[0009]通过以下技术方案实现：
[0010]技术方案一配方
[0011]基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料，特征在于，原材料质量比：苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物(2
‑
3份)、沥青(55
‑
60份)、阳离子乳化剂(3.5
‑
4份)、添加剂氯盐(2
‑
3份)、去离子水(40
‑
45份)、阳离子水性丙烯酸乳液(3
‑
9份)、渗透剂(3
‑
5份)和稳定剂(4
‑
6份)。
[0012]进一步的，所需沥青为70#基质沥青或者90#基质沥青。
[0013]进一步的，所需阳离子乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基溴化吡啶。
[0014]进一步的，所需渗透剂为有机油酸或者多元醇。
[0015]进一步的，所需稳定剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯氧丙烯甘油或者聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。
[0016]进一步的，本专利技术需要自制阳离子水性丙烯酸乳液。
[0017]技术方案二制备和应用方法
[0018]制备自交联SBS改性乳化沥青并将其应用于雾封层材料的方法，其特征是，包括以下步骤：
[0019]步骤一.按质量份称重，将40
‑
45份去离子水、3.5
‑
4份阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和2
‑
3份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.8
‑
2.2，然后加热至60
‑
70℃，制备得到皂液；提供给步骤二。
[0020]步骤二.按质量份称重，将55
‑
60份基质沥青加热至170
‑
190℃，与2
‑
3份苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160
‑
170℃的温度下发育2h,制备得到SBS改性沥青。然后与40
‑
45份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨。胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到SBS改性乳化沥青；提供给步骤四。
[0021]步骤三.自制阳离子水性丙烯酸乳液，用于提供给步骤四
[0022]阳离子水性丙烯酸乳液，其制备组分按所含原材料质量比依次包括丙烯酸酯(95
‑
100份)、引发剂(3
‑
5份)、交联剂(1
‑
3份)和阳离子表面活性剂(5
‑
8份)。所需丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
‑
甲基丙烯酸甲酯或者2
‑
甲基丙烯酸乙酯等。所需引发剂为过硫酸铵或者过硫酸钾，用于引发不饱和聚酯的交联固化。所需交联剂为有机二元酸、N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺或者二叔丁基过氧化物。所需阳离子表面活性剂为烷基季铵盐例如十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐。
[0023]阳离子水性丙烯酸乳液，其制备工艺：按质量份称重，将丙烯酸酯(95
‑
100份)加入到250ml三口烧瓶中，并进行恒温水浴，使用磁力搅拌机设定为250
‑
300转/分钟充分分散丙烯酸酯，将引发剂过硫酸钾(3
‑
5份)溶解于50ml烧杯中，使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加引发剂过硫酸钾溶液，20
‑
30分钟滴完后在70℃水浴继续保温1
‑
2小时。称取交联剂N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺(1
‑
3份)和阳离子表面活性剂十八烷基胺聚氧乙烯醚双季铵盐(5
‑
8份)溶解于50ml烧杯中，并使用分液漏斗向250ml三口烧瓶中缓慢滴加，使用磁力搅拌机设定为2000
‑
2500转/分钟高速分散，20
‑
25分钟滴完后，静置于干燥箱中2h，温度设定为50
±
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的配方，其特征在于，原材料质量比：苯乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯嵌段共聚物(2
‑
3份)、沥青(55
‑
60份)、阳离子乳化剂(3.5
‑
4份)、添加剂氯盐(2
‑
3份)、去离子水(40
‑
45份)、阳离子水性丙烯酸乳液(3
‑
9份)、渗透剂(3
‑
5份)和稳定剂(4
‑
6份)；所述沥青为70#基质沥青或者90#基质沥青；所述阳离子乳化剂为十六烷基三甲基溴化铵或者十六烷基溴化吡啶；所述渗透剂为有机油酸或者多元醇；所述稳定剂为聚二甲基硅氧烷、聚氧乙烯氧丙烯甘油或者聚醚改性聚硅氧烷消泡剂。2.一种采用如权利要求1所述的配方制备基于阳离子水性丙烯酸的自交联雾封材料的方法，其特征是，包括以下步骤：步骤一.按质量份称重，将40
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45份去离子水、3.5
‑
4份阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵和2
‑
3份氯盐添加剂混合搅拌均匀，缓缓加入盐酸，调节溶液PH值至1.8
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2.2，然后加热至60
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70℃，制备得到皂液；提供给步骤二；步骤二.按质量份称重，将55
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60份基质沥青加热至170
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190℃，与2
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3份苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯嵌段共聚物高速剪切1h,并在160
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170℃的温度下发育2h,制备得到SBS改性沥青；然后与40
‑
45份皂液搅拌混合，缓缓注入胶体磨；胶体磨预热至110℃，乳液在换热器中静置1小时，制备得到SBS改性乳化沥青；提供给步骤四；步骤三.自制阳离子水性丙烯酸乳液，用于提供给步骤四阳离子水性丙烯酸乳液，其制备组分按所含原材料质量比依次包括丙烯酸酯(95
‑
100份)、引发剂(3
‑
5份)、交联剂(1
‑
3份)和阳离子表面活性剂(5
‑
8份)；所需丙烯酸酯为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2
‑
甲基丙烯酸甲酯或者2

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞鹏，徐凌，李进，李先锐，金勇强，
申请(专利权)人：勤山上海机场场道工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：