【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及改性沥青，具体涉及一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、粘结层是指铺筑于路桥结构中，对上下层起着“承上启下”作用的中间层。它主要具有两方面的作用，其一是发挥其粘结作用将上下层牢固地粘结在一起，提升整个铺装结构的力学稳定性；其二是作为防水层阻拦水分渗透进入下层结构，防止相关水损害的发生。路桥实际应用中，粘结层主要设置于水泥混凝土路面与加铺沥青层之间、旧沥青路面加铺新沥青路面之间、水泥混凝土桥面板与沥青加铺层之间以及钢桥面板与沥青加铺层之间，粘结层现已成为路桥结构中必不可少的一部分。
2、现阶段制备溶剂型沥青粘结材料使用的溶剂大多是甲苯、二甲苯等具有一定毒性，对人体和环境存在危害的有机溶剂，不符合环保、可持续发展理念；并且现阶段使用的溶剂型粘结材料在重载交通下粘结层仍然存在滑移失效、剥落开裂、抵抗剪切错动能力差等力学缺陷；此外，对粘结层关注的焦点集中在后期路用性能上，忽略了材料本身的粘结性能，事实上，粘结材料自身的初期粘结性能、持续粘结能力以及界面间的粘结强度都攸关粘结层的整体性能。
3、因此，针对目前研究的不足，综合考虑溶剂型粘结材料的毒性影响、材料自身的粘结性能以及作为粘结层的关键路用性能，通过深入研究制备出低毒、高效的新一代溶剂型沥青基层间粘结材料，对于推动路桥工程粘结层技术的绿色可持续发展以及行业整体水平的提升，均具有重大的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料及其制备方法
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，包括如下质量份数的原料：11～45份沥青、5.5～17份改性剂和50～75份三元体系溶剂，所述改性剂包括硅烷偶联剂，所述三元体系溶剂包括如下体积份数的原料：1～5环烷烃、1～5乙酸酯类、2～6四氢呋喃。
4、优选的，作为一种改进，所述改性剂还包括sbs和树脂；所述改性剂包括如下质量份数的原料：0.5～5份硅烷偶联剂、4～9份sbs、1～3份树脂。
5、优选的，作为一种改进，所述环烷烃为环乙烷、环戊烷、环己烷、环庚烷中任一种，乙酸酯类为乙酸甲酯、乙酸乙酯中任意一种。
6、优选的，作为一种改进，所述硅烷偶联剂为烷氧基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷中一种或多种组合。
7、优选的，作为一种改进，所述烷氧基硅烷为tes、tmos中一种或多种组合，所述乙烯基硅烷为a-121、a-173中一种或多种组合，所述环氧基硅烷为kh-560、a-186中一种或多种组合。
8、优选的，作为一种改进，所述树脂为天然树脂或合成树脂，包括萜烯、松香、酚醛、石油树脂中的一种或多种组合。
9、优选的，作为一种改进，本方案还提供一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料的制备方法，包括如下内容：将按上述比例计量的材料添加到溶剂中，在20～60℃，0～300rpm条件下处理，待其充分溶解，搅拌混合均匀，即可获得溶剂型沥青粘结材料。
10、优选的，作为一种改进，本方案还提供一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料的应用，将上述制备所得溶剂型沥青粘结材料用于任何铺设新沥青路面的基础路面上，所述基础路面包括水泥混凝土路面、旧沥青路面、水泥混凝土桥面板或钢桥面板中任一种，洒布量为0.4～1.4kg/m2。
11、本方案的原理及优点是：
12、针对溶剂安全性较差的问题，申请人尝试采用低毒性溶剂替代，然而现有低毒溶剂存在溶解性偏差的问题，无法兼顾低毒性和溶解性。本方案通过组合使用三元体系溶剂、改性剂和沥青组成粘结材料，其中三元体系溶剂组合了三种溶剂，使其不仅具有低毒性，且对沥青具有较高的溶解度，从而有助于提升粘结材料的整体粘结性能。此外，本方案通过组合使用硅烷偶联剂、sbs、树脂作为改性剂，其与沥青组合使用时，有效提升粘结材料整体的粘结性能，且其与三元体系溶剂和沥青相互作用，协同增效，有效提升粘接材料对骨架材料和基础路面的粘结效果，进而提升沥青铺设效果。
13、1、相比于现有技术采用的沥青溶剂含有毒性而言，本方案采用低毒性溶剂组合获得沥青粘结材料的溶剂。然而，针对低毒性有机溶剂对沥青的溶解能力和溶解效率均与常用的沥青粘结材料制备溶剂(如甲苯和二甲苯)存在一定差距的问题，本方案通过将几种低毒性单一溶剂进行混合复配形成高效的多元溶剂以增强对原材料的溶解性，达到替代甲苯和二甲苯制备沥青粘结材料的目的，从而有效提升沥青生产安全性。
14、2、本方案通过在溶剂型沥青粘结材料中加入添加剂硅烷偶联剂，可以提高粘结材料自身的初期粘结性能、持续粘结能力以及界面间的粘结强度，并且能提升其不被水破坏的能力。具体的，硅烷偶联剂作为增粘剂的原理在于它本身有两种基团(具体为硅烷基(si-or)和有机功能团(如氨基、甲基、环氧基等))：一种基团可以和被粘的骨架材料结合；而另一种基团则可以与高分子材料或粘结剂结合，从而在粘结界面形成强力较高的化学键，进而改善粘结强度。
15、3、本方案通过组合添加sbs、固体沥青和其余添加剂到三元体系溶剂中，常温或适当加热，待其充分溶解，搅拌混合均匀，得到硅基多元溶剂型沥青粘结材料，制得的粘结材料能够大幅提高沥青的粘结和耐水性能，并具有极低的毒性影响。
16、4、本方案通过将上述粘结材料用于任何铺设新沥青路面的基础路面上，包括水泥混凝土路面、旧沥青路面、水泥混凝土桥面板或钢桥面板中任一种，且通过限定其洒布量，有效提升粘接材料对基础路面和沥青的粘结效果，提升新铺设沥青的路面的性能。申请人通过长期实验发现，若是洒布量不足会导致粘结层沥青质量缺失，表现出较差的粘结效果；而洒布过多的沥青粘结材料会产生过量毛细流失现象，降低粘结层的实际留存沥青量，不利于长期粘结。
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1.一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：11～45份沥青、5.5～17份改性剂和50～75份三元体系溶剂，所述改性剂包括硅烷偶联剂，所述三元体系溶剂包括如下体积份数的原料：1～5环烷烃、1～5乙酸酯类、2～6四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述改性剂还包括SBS和树脂；所述改性剂包括如下质量份数的原料：0.5～5份硅烷偶联剂、4～9份SBS、1～3份树脂。
3.根据权利要求2所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述环烷烃为环戊烷、环己烷、环庚烷中任一种，乙酸酯类为乙酸甲酯、乙酸乙酯中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为烷氧基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷中一种或多种组合。
5.根据权利要求4所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述烷氧基硅烷为TES、TMOS中一种或多种组合，所述乙烯基硅烷为A-121、A-173中一种或多种组合，所述环氧基硅烷为KH-560、A-186
6.根据权利要求1所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述树脂为天然树脂或合成树脂，包括萜烯、松香、酚醛、石油树脂中的一种或多种组合。
7.一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料的制备方法，其特征在于：包括如下内容：将按权利要求1～6任一项所述的比例计量的材料添加到溶剂中，在20～60℃，0～300rpm条件下处理，待其充分溶解，搅拌混合均匀，即可获得溶剂型沥青粘结材料。
8.一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料的应用，其特征在于：将权利要求1～6任一项所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料用于任何铺设新沥青路面的基础路面上，所述基础路面包括水泥混凝土路面、旧沥青路面、水泥混凝土桥面板或钢桥面板中任一种，洒布量为0.4～1.4kg/m2。
...【技术特征摘要】
1.一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：包括如下质量份数的原料：11～45份沥青、5.5～17份改性剂和50～75份三元体系溶剂，所述改性剂包括硅烷偶联剂，所述三元体系溶剂包括如下体积份数的原料：1～5环烷烃、1～5乙酸酯类、2～6四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述改性剂还包括sbs和树脂；所述改性剂包括如下质量份数的原料：0.5～5份硅烷偶联剂、4～9份sbs、1～3份树脂。
3.根据权利要求2所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述环烷烃为环戊烷、环己烷、环庚烷中任一种，乙酸酯类为乙酸甲酯、乙酸乙酯中任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为烷氧基硅烷、乙烯基硅烷、环氧基硅烷中一种或多种组合。
5.根据权利要求4所述的一种硅基多元溶剂型沥青粘结材料，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：周刚，张颖，李汝凯，石大为，蒋飞，杨俊，赵睿，
申请(专利权)人：重庆交通大学，
类型：发明
国别省市：
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