本发明涉及路面修复,具体涉及一种用于混凝土路面修复的自粘型卷材及其制备方法。
背景技术:
1、路面修复是城市基础设施管理中一项重要的工作内容。水泥混凝土路面设计、施工中的固有缺陷以及服役过程中受汽车和温度荷载的反复作用,会导致水泥路面表面层出现结合料老化、集料脱落、抗滑性不足等病害,特别是疲劳、反射裂缝导致的结构强度下降和渗水增大,更加快了轻微病害向中度、重度病害的扩展,严重影响到行车安全和路面使用寿命。为了防止由于应力集中导致的水泥路面裂缝进一步扩展,进而发生混凝土板断裂和路面翻浆、唧泥,保证路面的整体性和行车安全性,需对水泥路面裂缝采取及时、有效的填缝和修补措施。
2、现在一般对裂缝类病害的修补方法是将破损路面挖槽,热洒热沥青,或者使用大型机械做表面封层。该两种方法一方面需要长时间中断交通,另一方面还需要沥青撒布车、压路机、挖槽机等大型设备车辆和多名道路养护人员一起联合操作,费工费时。尤其是在交通繁忙的区域,断路施工会给人员车辆出行往来带来极大的不变。
3、中国专利文献cn106087642a公开了一种修复路面网裂和剥落的方法与材料,该申请所用的材料为改性沥青薄片,缺乏柔韧性的缓冲层,直接受到车辆荷载的冲击作用,在车辆反复碾压下,沥青层容易出现开裂,难以长期维持良好的防护效果。
技术实现思路
1、本发明的主要目的是提出一种用于混凝土路面修复的自粘型卷材,所述卷材是在土工布一侧涂覆自粘胶得到的复合材料,其复合结构增强了整体结构的韧性,提高了对外界荷载的抵抗能力,能够更好的适应路面的微小变形,减少车辆运行过程中对路面的破坏。
2、为实现上述目的,本发明提出了一种用于混凝土路面修复的自粘型卷材,包括高分子基材和涂覆在高分子基材一侧的自粘胶,所述高分子基材按重量份由以下原料组成:10-20份聚丙烯树脂、3-5份改性剂、0.1-0.3份抗氧剂。
3、优选的,所述改性剂的制备方法如下:
4、(1)将高岭土浸渍于稀酸水溶液中,加热搅拌,冷却、静置、过滤,收集固体物,洗涤干燥、研磨过筛得到预处理高岭土;
5、(2)将预处理高岭土加入到无水乙醇中,加入环氧氯丙烷、四亚乙基五胺、4-氨基-3-羟基苯甲酸、naoh水溶液,加热反应,冷却、过滤收集固体物,将固体物洗涤干燥得到改性高岭土;
6、(3)将改性高岭土分散于无水乙醇中,加入端羟基液体丁腈橡胶、naoh水溶液,加热反应,反应完成后冷却过滤,洗涤干燥得到改性剂。
7、进一步优选的,所述步骤(1)中高岭土与稀酸水溶液的质量比为1:10-20;所述稀酸水溶液的浓度为10-20wt%;所述加热温度为40-60℃。
8、进一步优选的,所述步骤(2)中预处理高岭土、环氧氯丙烷、四亚乙基五胺、4-氨基-3-羟基苯甲酸的质量比为20-30:10-15:5-8:6-10;所述加热温度为60-80℃。
9、进一步优选的,所述步骤(3)中改性高岭土、端羟基液体丁腈橡胶的质量比为10-15:8-10;所述加热温度为60-80℃。
10、优选的,所述抗氧剂为抗氧剂为亚磷酸酯、丁基羟基茴香醚和丁基羟基甲苯中的一种。
11、本发明的高分子基材为聚丙烯树脂熔融后经纺丝、牵引、铺网、针刺、热轧而成的土工织物,通过加入改性剂,可以显著提高的高分子基材的力学性能,首先,将高岭土用酸处理,有利于对其表面官能团进行活化,通过环氧氯丙烷的交联作用,在其表面引入具有较多活性官能团的四亚乙基五胺、4-氨基-3-羟基苯甲酸,在混合熔融纺丝的过程中,相互交联,有利于高分子基材抗撕裂性能的改善,并在其表面接枝端羟基液体丁腈橡胶,使得高分子基材的韧性和抗冲击性得到显著提高,使得高分子基材在受到车辆碾压时能显著降低断裂风险,进而提高高分子基材的耐久性。
12、优选的,所述自粘胶的制备方法如下:按质量份计,将20-40份环氧树脂、15-20份白油、10-20份纳米碳酸钙、0.1-3份邻苯二甲酸二异壬酯、1-5份六氢苯二甲酸酐、3-5份亚油酸-poss复合物搅拌混合均匀得到所述自粘胶。
13、优选的,所述亚油酸-poss复合物的制备方法如下:
14、将胺苯基poss、甲苯混合均匀后,加入亚油酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、柠檬酸盐缓冲液,然后在40-60℃搅拌反应4-6h,减压蒸除溶剂后得到亚油酸-poss复合物。
15、优选的,所述胺苯基poss、亚油酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺的质量比为10-15:6-8:5-7;所述加热温度为40-60℃。
16、胺苯基poss是一种新型的纳米结构杂化材料,胺苯基poss拥有有机物和无机纳米材料的优点,其热稳定表现突出,可以增强自粘胶的耐热性能、力学性能、阻燃性能,改善材料的加工性能,在其表面接枝具有脂肪长链的亚油酸,亚油酸具有较长的疏水烷基长链结构,将其引入到自粘胶中,能够有效降低自粘胶的亲水性能,可以有效阻止水分渗透进入路面基层,减少因水分侵入造成的路面破坏,胺苯基poss分子上的多个活性氨基,能与基体路面形成强的氢键作用,增强与路面间的粘接能力,通过在自粘胶中加入亚油酸-poss复合物,使得自粘胶的耐热性和韧性得到显著提高。
17、优选的,所述用于混凝土路面修复的自粘型卷材的制备方法,包括如下步骤:将聚丙烯树脂、改性剂、抗氧剂混合熔融,得到熔体,所述熔体依次经过纺丝、牵引、铺网、针刺、热轧得到高分子基材;将高分子基材一侧均匀涂覆自粘胶,并在自粘胶远离基材的一侧附上隔离膜,室温静置,最后卷筒包装得到所述用于混凝土路面修复的自粘型卷材。
18、优选的,所述熔融温度为230-250°c,所述熔体流动速率为19-25g/10min。
19、优选的,所述高分子基材的长度为200-300m,宽度为3.6-3.8m。
20、优选的,所述自粘胶的涂覆量为100-200g/m2。
21、优选的,所述隔离膜为聚丙烯薄膜、pet薄膜中的一种。
22、优选的,所述自粘型卷材的厚度为0.6-1.5mm。
23、本发明还公开了上述用于混凝土路面修复的自粘型卷材的使用方法:揭除用于混凝土路面修复的自粘型卷材上的隔离膜,直接贴敷于待修补或待矫正性养护的路面。
24、与现有技术相比,本发明的有益效果:
25、1、本发明制得的自粘型卷材具有轻质的特点,基本不增加原路面自重,抗压强度、韧性、拉伸强度及粘结强度好,能够很好地承受车辆荷载而不发生破坏,防水能力强,能够有效保护路面不受水损害;路面施工及修补工序简单,封路时间短,封路范围小,降低对车辆通行的影响;
26、2、本发明通过在高分子基材中加入改性剂,可以显著提高高分子基材的抗撕裂性能,避免高分子基材在受到车辆碾压时能显著降低断裂风险,提高了高分子基材的耐久性;
27、3、本发明通过在自粘胶中加入亚油酸-poss复合物,能有效降低自粘胶的亲水性能,可以有效阻止水分渗透进入路面基层,减少因水分侵入造成的路面破坏;使得自粘胶的耐热姓性和韧性得到显著提高,提高自粘胶的使用寿命。
1.一种用于混凝土路面修复的自粘型卷材,包括高分子基材和涂覆在高分子基材一侧的自粘胶,所述高分子基材按重量份由以下原料组成:10-20份聚丙烯树脂、3-5份改性剂、0.1-0.3份抗氧剂;
2.根据权利要求1所述的卷材,其特征在于:所述步骤(1)中高岭土与稀酸水溶液的质量比为1:10-20;所述稀酸水溶液的浓度为10-20wt%;所述加热温度为40-60℃。
3.根据权利要求1所述的卷材,其特征在于:所述步骤(2)中预处理高岭土、环氧氯丙烷、四亚乙基五胺、4-氨基-3-羟基苯甲酸的质量比为20-30:10-15:5-8:6-10。
4.根据权利要求1所述的卷材,其特征在于:所述步骤(3)中改性高岭土、端羟基液体丁腈橡胶的质量比为10-15:8-10。
5.根据权利要求1所述的卷材,其特征在于,所述自粘胶的制备方法如下:按质量份计,将20-40份环氧树脂、15-20份白油、10-20份纳米碳酸钙、0.1-3份邻苯二甲酸二异壬酯、1-5份六氢苯二甲酸酐、3-5份亚油酸-poss复合物搅拌混合均匀得到所述自粘胶。
6.根据权利要求5所述的卷材,其特征在于,所述亚油酸-poss复合物的制备方法如下:
7.根据权利要求6所述的卷材,其特征在于:所述胺苯基poss、亚油酸、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺的质量比为10-15:6-8:5-7。
8.一种权利要求1-7任一项所述卷材的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将聚丙烯树脂、改性剂、抗氧剂混合熔融,得到熔体,所述熔体依次经过纺丝、牵引、铺网、针刺、热轧得到高分子基材;将高分子基材一侧均匀涂覆自粘胶,并在自粘胶远离基材的一侧附上隔离膜,室温静置,最后卷筒包装得到所述用于混凝土路面修复的自粘型卷材。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于:所述隔离膜为聚丙烯薄膜、pet薄膜中的一种。
