本發(fā)明涉及道路工程，具體涉及一種霧封層用耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、霧封層是在路表層噴灑特制的具有封閉孔隙、再生功能的流動(dòng)乳液(一般為乳化瀝青)，屬于一種預(yù)防性養(yǎng)護(hù)材料。將固態(tài)瀝青轉(zhuǎn)為液體流動(dòng)狀一般有三種方法：(1)加熱至流動(dòng)；(2)溶劑稀釋瀝青；(3)制備乳化瀝青；基此，霧封層對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)機(jī)理主要有兩大類，一是采用乳化瀝青噴灑到路表而形成短期的保護(hù)層，二是使用還原劑材料噴灑到路表，改善瀝青因老化而發(fā)硬的問(wèn)題。

2、還原劑霧封層對(duì)路面再生的作用原理一方面是對(duì)瀝青路面進(jìn)行物理隔離，防止路面集料因粘附性不足而脫落和路表水的下滲，另一方面霧封層中的再生組分依據(jù)相似相溶原理滲透到瀝青中，補(bǔ)償瀝青老化過(guò)程中飽和分和芳香分的轉(zhuǎn)化部分，平衡四組分的比例，從而改善老化瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度等性能。

3、目前，道路施工中采用的霧封層常存在以下問(wèn)題：1、稀釋瀝青多為基質(zhì)瀝青，與原瀝青基面滲透性差，粘結(jié)強(qiáng)度低。2、霧封層材料破乳/揮發(fā)時(shí)間慢，以致施工后較長(zhǎng)時(shí)間開放交通。3、材料組成簡(jiǎn)單，無(wú)法實(shí)現(xiàn)路面瀝青膜磨光后的補(bǔ)償，厚度較薄，無(wú)法做到“長(zhǎng)效耐久防滲”。4、母液儲(chǔ)存不穩(wěn)定，分散不均勻，易出現(xiàn)分層、絮凝、離析等現(xiàn)象。

4、因此，開發(fā)一種粘結(jié)強(qiáng)度高、滲透性強(qiáng)、防水抗污、耐磨耗、耐紫外的霧封層材料勢(shì)在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種霧封層用耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青及其制備方法，提升霧封層材料的再生還原及滲透能力，增加保護(hù)膜的附著力及耐磨性能，延長(zhǎng)霧封層材料使用壽命。

2、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青，包括以下重量份數(shù)的原料：

4、

5、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述石油瀝青為埃索90#石油瀝青或110#石油瀝青。

6、催化裂化油漿，簡(jiǎn)稱fcc油漿，是煉廠催化裂化裝置副產(chǎn)品。fcc油漿中芳香分含量較高，滲透能力強(qiáng)。

7、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述fcc油漿中含有30-40％重量的飽和烴和50-55％重量的芳香烴。

8、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述有機(jī)硅高聚物樹脂組合物是由有機(jī)硅樹脂、熱固性丙烯酸樹脂、氫化松香和耐磨助劑混合而成；優(yōu)選地，所述有機(jī)硅樹脂、熱固性丙烯酸樹脂、氫化松香、耐磨助劑的質(zhì)量比為4:4:1:2。

9、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述耐磨助劑為二甲基硅氧烷、硅酮改性聚硅氧烷中的一種或幾種。

10、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述改性氧化石墨烯是由三乙醇胺和氧化石墨烯制成，三乙醇胺與氧化石墨烯的質(zhì)量比為1:48。

11、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述引發(fā)劑為十六烷基三甲基氯化銨、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化氫中的一種或幾種。其中，十六烷基三甲基氯化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑，同時(shí)具有一定的軟化作用，用作紫外吸收劑和氧化石墨烯的改性。

12、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述有機(jī)穩(wěn)定劑是由丁苯橡膠、鹽酸、松節(jié)油、有機(jī)錫和烷基酚聚氧乙烯醚混合而成；優(yōu)選地，所述丁苯橡膠、鹽酸、松節(jié)油、有機(jī)錫、烷基酚聚氧乙烯醚的質(zhì)量比為66:4:4:3:23，其中鹽酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)1％的稀鹽酸，具體制備方法如下：

13、a、將丁苯橡膠、松節(jié)油、有機(jī)錫加入去離子水中，高速剪切，然后超聲處理，得到乳液；

14、b、將烷基酚聚氧乙烯醚加入上述乳液中，并滴加鹽酸，攪拌均勻，得到有機(jī)穩(wěn)定劑。

15、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述懸浮劑為硅藻土、高嶺土、硅鋁酸鎂、膨潤(rùn)土中的一種或幾種。

16、在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述紫外線吸收劑為二苯甲酮類紫外線吸收劑，選自2,4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮、2-羥基-4-正辛氧基二苯甲酮的一種或幾種。

17、本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種所述耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青的制備方法，包括以下步驟：

18、(1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將有機(jī)硅高聚物組合物、fcc油漿、有機(jī)穩(wěn)定劑和引發(fā)劑反應(yīng)形成接枝共聚物，得到預(yù)聚體乳液，超聲處理，冷卻至室溫；

19、(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將超聲處理后的預(yù)聚體乳液升溫至120-140℃，加入石油瀝青和改性氧化石墨烯，高速剪切，然后降溫至100-120℃，加入懸浮劑和紫外線吸收劑，高速剪切，得到耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青。

20、在引發(fā)劑的作用下，fcc油漿、有機(jī)穩(wěn)定劑對(duì)有機(jī)硅高聚物組合物進(jìn)行接枝改性。

21、在一些具體的實(shí)施方式中，所述接枝反應(yīng)的溫度為60-85℃。

22、在一些具體的實(shí)施方式中，所述超聲處理的頻率為50-60hz，功率為400-500w。超聲處理的目的是形成高濃度、低分子尺寸的乳液分散體，提高乳化質(zhì)量。

23、本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供所述耐磨抗老化型有機(jī)硅改性瀝青在制備路面霧封層中的應(yīng)用。

24、本發(fā)明的有益效果是：

25、1、本發(fā)明中的有機(jī)硅高聚物樹脂組合物是由有機(jī)硅樹脂、熱固性丙烯酸樹脂、氫化松香和耐磨助劑合理配比制得，確保揮發(fā)后的薄層具有較好的抗剪切破壞能力，有機(jī)硅樹脂的分子結(jié)構(gòu)由-si-o-si-相互交聯(lián)，構(gòu)成疏水性主鏈，側(cè)鏈為甲基和乙氧基，是非極性基團(tuán)，側(cè)鏈圍繞主鏈環(huán)繞從而具有較強(qiáng)“憎水性”，可提高體系的水穩(wěn)定性，相較環(huán)氧樹脂具有親和性好、干燥快、堅(jiān)固度高等優(yōu)點(diǎn)，提高硅改性瀝青成膜后的耐磨性和粘附性；熱固性丙烯酸樹脂作為輔助成膜物質(zhì)，加入后可提高涂層的柔韌性和耐刮性；氫化松香中含有松香酸，松香酸分子結(jié)構(gòu)中含有大量雙鍵或羧基官能團(tuán)，與體系中有機(jī)硅凝膠形成氫鍵結(jié)合，從而增強(qiáng)體系的內(nèi)聚強(qiáng)度，提升體系的膠粘強(qiáng)度。

26、2、本發(fā)明利用fcc油漿中芳烴類輕質(zhì)組分與有機(jī)硅高聚物樹脂中的樹脂分子間力，使樹脂大分子鏈斷裂分散，形成有機(jī)硅基團(tuán)，可避免因有機(jī)硅材料與瀝青的化學(xué)性質(zhì)差異較大而導(dǎo)致的相容性差的問(wèn)題；有機(jī)硅基團(tuán)與有機(jī)錫發(fā)生反應(yīng)，生成有機(jī)硅錫化合物，提高材料的耐候性、耐高溫及耐腐蝕性；有機(jī)硅極性基團(tuán)與氫化松香中雙鍵或羧基官能團(tuán)，形成氫鍵結(jié)合，提高材料的耐磨性和附著性。

27、3、本發(fā)明采用所述預(yù)聚體改性的石油瀝青含有富余的芳烴類輕質(zhì)組分及氫鍵組合，能在瀝青基面上具有良好的分散、浸潤(rùn)、滲透作用，通過(guò)滲透基體可使霧封層面與原瀝青路面形成統(tǒng)一整體，增強(qiáng)材料的粘結(jié)強(qiáng)度。

28、4、本發(fā)明中采用的改性氧化石墨烯可在不飽和樹脂基體中分散，使有機(jī)硅凝膠完成對(duì)其整體包裹，從而避免存放過(guò)程中的二次團(tuán)聚問(wèn)題；同時(shí)改性氧化石墨烯自身較大的比表面積和褶皺結(jié)構(gòu)保證了與有機(jī)硅凝膠的最大接觸面積，有利于成膜后受到的應(yīng)力從基體有機(jī)硅樹脂向改性石墨烯轉(zhuǎn)移，使薄膜的力學(xué)性能有所提升。

29、5、本發(fā)明中采用的懸浮劑的主要成分為層狀硅酸鹽礦物，特殊的片層結(jié)構(gòu)可阻緩氧在瀝青中的運(yùn)動(dòng)，從而減輕瀝青的熱氧老化；同時(shí)懸浮劑還可以穩(wěn)定瀝青中的輕質(zhì)組分，具有一定的膠溶作用，與瀝青形成穩(wěn)定膠體結(jié)構(gòu)，提升體系的熱穩(wěn)定性和耐老化性。