[发明专利]一种灌封胶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种灌封胶及其制备方法和应用，所述灌封胶主要由以下各组分制备而成：基质沥青、PBDMS‑二氧化硅树脂、橡胶、增粘树脂、骨料和助剂；其中，助剂包括偶联剂、温拌剂、抗剥离剂中的一种或多种。灌封胶的制备方法包括以下步骤：将相应质量份数的基质沥青、PBDMS‑二氧化硅树脂、橡胶、增粘树脂、骨料和助剂按照比例加入到反应釜中，在转速100‑140rpm下混合搅拌30‑50min，即得灌封胶。上述灌缝胶和裂缝断面骨料之间具备良好的化学相容性和物理相容性，与缝壁间的粘结力得到大幅度地提高，且该灌缝胶在更宽的温度应用范围内，对车轮冲击、剪切具有非常强度抵抗力和回弹性。

技术领域

本发明涉及公路沥青技术领域，尤其涉及一种灌封胶及其制备方法和应用。

背景技术

目前对沥青路面裂缝的修补养护主要有稀浆封层、微表处、贴缝、灌缝等方法。SHRP计划(即美国公路战略研究计划)研究表明，灌缝是所有裂缝养护方式中性价比最高的一种。目前市场上常用的灌缝材料主要有三大类：热用沥青类、冷用沥青类和功能树脂类，其中，热用沥青类由于其造价低廉、对操作人员要求低等原因应用最广，约占灌缝材料的85％，冷用沥青类应用次之，功能树脂类应用最少。但目前常用的这三大类材料都存在两个重大缺陷需要克服：上述现有灌缝材料在高温条件下易被挤出裂缝被行驶车辆带走；在低温条件下又易与裂缝壁发生重新开裂。

因此，现有灌缝材料有待进一步改进。

发明内容

针对现有灌缝材料存在高温易流失、低温易发生修补功能失效的问题，本发明实施例提供了一种新型的灌封胶及其制备方法和应用，这种灌封胶不仅与裂缝断面骨料具有良好的化学、物理相容性，与缝壁具有更强大的粘结力，而且该材料具有非常强的抵抗力和回弹性，具有耐候性，可以有效延长修补路面的寿命。

申请人基于对灌缝材料的长期研发和不断探索，发现现有常用的三类灌缝材料存在高温易流失、低温易发生修补功能失效这类重大缺陷的根部原因是：现有灌缝材料本身无骨架结构，基本不具有强度，在裂缝处起不到传递荷载力的作用，因此，当路面因高温发生膨胀时，现有灌缝材料就因被挤出裂缝而发生失效；而灌缝材料与裂缝壁粘附性能差则是导致灌缝材料与裂缝壁重新开裂的主要原因。因此，为从根本上解决现有灌缝材料的缺陷，申请人研发出本申请的兼顾骨架强度和与裂缝壁粘附性优异的新型灌封胶，其技术方案具体如下：

第一方面，本发明提供一种灌封胶，其主要由以下各组分制备而成：基质沥青、PBDMS-二氧化硅树脂、橡胶、增粘树脂、骨料和助剂。

上述成分中，PBDMS为羟基硅油((C₂H₆OSi)n)，为端基为羟基的线性聚二甲基硅氧烷，而PBDMS-二氧化硅树脂为羟基硅油与二氧化硅交联形成的一类树脂。这种高分子物质中，由于缺电子的硼原子会从相邻分子带电子对的氧原子上获得电子，因而PBDMS分子之间就形成了B-O交联键，而B-O交联键在室温条件下会吸收热能活化断裂，所以在受力时会赋予该材料以类似橡皮泥一样的形变特性。在遭受外界高速冲击或高频震动作用时，这种比交联键热化断裂的时间更短的外界作用，能让PBDMS-二氧化硅树脂的分子形成网状结构，展现出减震，高回弹等特性。

灌封胶的各成分间协同配合的作用原理为：由于橡胶分子采用的是分子量大于20万的线性高分子，经偶联剂偶联后，橡胶分子与骨料、PBDMS树脂形成高分子网络结构，在吸收沥青溶胀后进一步形成非牛顿力学流体，该流体在150度溶化后具有优异度流动性，使灌缝胶能够顺利、充分的流入路面裂缝中的每个孔隙，直至路面材料的内部，填满所有裂缝；在此基础上，增粘树脂通过与上述几种成分的配合，使灌缝胶和裂缝断面骨料之间具备良好的化学相容性和物理相容性，进一步地提高了灌封胶和缝壁间的粘结力。灌缝胶固化后，在填料和裂缝之间就能形成强有力的粘附力，避免了高温条件下易被挤出裂缝被行驶车辆带走和低温下易裂缝开裂的问题。在较宽的常温条件下，所述灌封胶表现为固体，对车轮冲击、剪切具有非常强度抵抗力和回弹性。

其中，助剂包括偶联剂、温拌剂、抗剥离剂中的一种或多种。