本發(fā)明涉及工程建設(shè)用材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種含水性超支化乳液的復(fù)合型防水密封填縫料，還涉及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

水泥路面填縫材料的好壞，是保證混泥土路面長期正常使用的一個重要因素。具有彈性、粘結(jié)性及耐久性等性能優(yōu)異的填縫材料能起到水密、氣密作用，并能接受接縫處反復(fù)拉伸和壓縮而不被破壞，起到長期保護水泥路面接縫處不被破壞的作用。現(xiàn)有的水泥公路填縫材料其配方較為復(fù)雜，且很多填縫材料施工時需要現(xiàn)場加熱，施工既不方便也不安全，且其粘結(jié)力、回彈力性能較差。

cn102604368a一種替代聚氨酯的活性基團－nco交聯(lián)的不怕水的水泥路面填縫膠。該填縫膠由甲組分、乙組分以及胺類促進劑組成，使用時，甲組分和乙組分按1：1～2的質(zhì)量比取料，同時加入乙組分質(zhì)量1.0％～2.0％的胺類促進劑，三料混合反應(yīng)制成；所述甲組分是由聚醚多元醇、異氰酸酯、端羥基有機硅、末端部分酯化的超支化聚合物和催化劑聚合制成的新型聚氨酯預(yù)聚體；所述乙組分由催化劑和多種填料混合而成。由雙組份組成，施工不便，并且原料中使用了異氰酸酯，施工固化現(xiàn)場氣味大，對環(huán)境及施工人員會不夠友好。

如cn105733490a公開了一種濕固化自交聯(lián)的水泥混凝土路面填縫材料，用硅羥基替代異氰酸酯基交聯(lián)固化，該填縫膠是單組份的，使用時只需擠出，該填縫膠中的組分就會與空氣中的水反應(yīng)，交聯(lián)固化；所述填縫膠是由聚醚多元醇、異氰酸酯、端羥基有機硅、甲氧基封端的超支化聚合物、催化劑、交聯(lián)劑和顏料等合成的新型聚氨酯預(yù)聚體。但其原料中使用了異氰酸酯，施工固化現(xiàn)場氣味大，對環(huán)境及施工人員會不夠友好。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上填縫材料存在的施工不便，并且原料中使用了異氰酸酯，施工固化現(xiàn)成氣味大，對環(huán)境及施工人員會不夠友好的問題，本申請公開了一種含水性單組份膠粘劑、不使用異氰酸酯，施工固化現(xiàn)場無氣味，對環(huán)境及施工人員友好的含水性超支化乳液的復(fù)合型防水密封填縫料。

本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的：

一種含水性超支化乳液的復(fù)合型防水密封填縫料，由膠條和水性膠粘劑組成，其中水性膠粘劑的原料重量配比如下：

乳化瀝青25份、eva乳液15份、硅丙乳液12份、水16份、填料55份、分散劑5份、增稠劑0.5份、紫外吸收劑0.3份、防霉劑0.3份及水性超支化乳液15份；

其中水性超支化乳液是通過以下步驟得到的：

(1)二異丙醇胺與等摩爾量的己二酸酐反應(yīng)得到ab2單體；

(2)三羥甲基氨基甲烷作為核分子，與ab2單體反應(yīng)得到超支化聚酰胺-酯；

(3)超支化聚酰胺-酯與己二酸酐反應(yīng)得到末端為羧基的超支化聚合物；

(4)末端為羧基的超支化聚合物與二乙醇胺反應(yīng)，得到末端為羥基的超支化聚合物，即為水性超支化乳液。

乳化瀝青是瀝青和乳化劑在一定工藝作用下，生成水包油或油包水(具體誰包誰要看乳化劑的種類)的液態(tài)瀝青。乳化瀝青是將通常高溫使用的道路瀝青，經(jīng)過機械攪拌和化學(xué)穩(wěn)定的方法(乳化)，擴散到水中而液化成常溫下粘度很低、流動性很好的一種道路建筑材料。

優(yōu)選水性膠粘劑的原料重量配比如下：

乳化瀝青25份、eva乳液15份、硅丙乳液12份、水16份、填料55份、分散劑5份、增稠劑0.5份、紫外吸收劑0.3份、防霉劑0.3份及水性超支化乳液15份。

優(yōu)選步驟(2)中三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：3～21。

優(yōu)選步驟(3)中己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為6～24：1。

優(yōu)選步驟(4)中二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為6～24：1。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：3；所述步驟(3)中己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為6：1；所述步驟(4)中己二酸酐與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為6：1。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：9；所述步驟(3)中己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為12：1；所述步驟(4)中二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為12：1。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：21；所述步驟(3)中己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為24：1；所述步驟(4)中二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為24：1。

優(yōu)選所述紫外吸收劑為uv-1422，所述防霉劑為bek-550，所述填料為滑石粉，所述分散劑為十二烷基苯磺酸鈉，所述增稠劑為羥丙基甲基纖維素。

優(yōu)選水性超支化乳液為水性膠粘劑質(zhì)量的5～10％。

所述的復(fù)合型防水密封填縫料的制備方法，包括以下步驟：

將稱量后的乳化瀝青、eva乳液、硅丙乳液、水、填料、分散劑、增稠劑、紫外吸收劑、防霉劑及水性超支化乳液依次加入到容器中，調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn)速500-1500r/min，攪拌10-60min后即制得水性膠粘劑。

所述的復(fù)合型防水密封填縫料在接縫粘接中的應(yīng)用。

所述的應(yīng)用，優(yōu)選將水性膠粘劑涂抹于膠條與公路接縫的兩個界面處，涂抹厚度為0.5～1.5mm。

水性超支化乳液的具體反應(yīng)步驟如下：

(1)ab2單體的合成：等摩爾量的二異丙醇胺和己二酸酐反應(yīng)如下：

(2)超支化聚酰胺-酯的合成

(3)末端為羧基的超支化聚合物的合成

(4)水性超支化乳液的合成

本發(fā)明的有益效果：

1、通過科學(xué)合理的添加水性超支化乳液來改性通用的填縫料，由于水性超支化乳液具有三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支鏈多，活性點多，擁有大量活性基團及相當(dāng)強的化學(xué)活性的特點，從而增加填縫料的粘結(jié)性和回彈性，綠色環(huán)保，且可帶水施工作業(yè)，降低天氣原因?qū)κ┕淼牟涣加绊懀┕r無需再現(xiàn)場加熱，施工快速方便且安全，制作成本低；

2、配方簡單，施工時無需再現(xiàn)場加熱，施工方便且安全，制作成本低；通過該方法制備出的填縫料可具有粘結(jié)強度高和回彈性好的優(yōu)點，且綠色環(huán)保。

具體實施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例來進一步說明。

實施例1：

(1)水性超支化乳液的制備

(1-1)在裝有溫度計和恒壓漏斗的三口燒瓶中加入2.00g(0.015mol)的二異丙醇胺，接著加入5.0ml二甲基乙酰胺使二異丙醇胺充分溶解；取1.92g(0.015mol)己二酸酐于裝有4.0ml二甲基乙酰胺的燒杯中，待己二酸酐全部溶解后，將己二酸酐溶液轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中，在25min內(nèi)滴加完畢，在攪拌條件下常溫下反應(yīng)4h后得到中間產(chǎn)物ab2單體；

(1-2)稱取0.61g(0.005mol)的三羥甲基氨基甲烷作為核分子(三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：3)，用二甲基甲酰胺充分溶解后加入到三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入0.0227g催化劑氯化亞銅(對氯化亞銅的添加量為步驟(1)中二異丙醇胺、己二酸酐和三羥甲基氨基甲烷總重量的0.5％)和6.0ml帶水劑石油醚，再裝上帶有冷凝管的分水器，在攪拌條件下升溫至130℃，冷凝回流7～8h至三口燒瓶中沒有液體滴下，得到超支化聚酰胺-酯；

(1-3)稱取3.84g(0.03mol)己二酸酐滴加到上述體系中(己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為6：1)，25min內(nèi)滴加完，然后在80～90℃下反應(yīng)3～4h，得到末端為羧基的超支化聚合物；

(1-4)將上述反應(yīng)體系降溫至35℃，并向三口燒瓶中加入3.14g(0.03mol)二乙醇胺中和成鹽(二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為6：1)，得到末端為羥基的超支化聚合物，即第一代水性超支化乳液；

(2)水性膠粘劑的制備

將25.0g乳化瀝青、15.0geva乳液、12.0g硅丙乳液、16.0g水、55.0g滑石粉、5.0g十二烷基苯磺酸鈉、0.5g羥丙基甲基纖維素、0.3g紫外線吸收劑uv-1422、0.3g防霉劑bek-550及15.0g第一代水性超支化乳液依次加入到清潔干燥的鐵制容器中，調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn)速1000r/min，攪拌30min后即制得水性膠粘劑；

(3)復(fù)合型防水密封填縫料的制備

將水性膠粘劑涂抹于聚氨酯膠條與公路接縫的兩個界面處，涂抹厚度為0.5～1.5mm，即得到復(fù)合型防水密封填縫料。

實施例2

(1-1)在裝有溫度計和恒壓漏斗的三口燒瓶中加入4.00g(0.03mol)的二異丙醇胺，接著加入10.0ml二甲基甲酰胺使二異丙醇胺充分溶解；取3.84g(0.03mol)己二酸酐于裝有8.0ml二甲基甲酰胺的燒杯中，待己二酸酐全部溶解后，將己二酸酐溶液轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中，在25min內(nèi)滴加完畢，在攪拌條件下常溫下反應(yīng)4h后得到中間產(chǎn)物ab2單體；

(1-2)稱取0.40g(0.0033mol)的三羥甲基氨基甲烷作為核分子(三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：9)，用二甲基甲酰胺充分溶解后加入到三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入0.0412g催化劑氯化亞銅(對甲苯磺酸的添加量為步驟(1)中二異丙醇胺、己二酸酐和三羥甲基氨基甲烷總重量的0.5％)和12.0ml帶水劑石油醚，再裝上帶有冷凝管的分水器，在攪拌條件下升溫至130℃，冷凝回流7～8h至三口燒瓶中沒有液體滴下，得到超支化聚酰胺-酯；

(1-3)稱取5.13g(0.04mol)己二酸酐滴加到上述體系中(丁二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為12：1)，30min內(nèi)滴加完，然后在80～90℃下反應(yīng)3～4h，得到末端為羧基的超支化聚合物；

(1-4)將上述反應(yīng)體系降溫至35℃，并向三口燒瓶中加入4.16g(0.04mol)二乙醇胺中和成鹽(二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為12：1)，得到末端為羥基的超支化聚合物，即第二代水性超支化乳液；

(2)水性膠粘劑的制備

將25.0g乳化瀝青、15.0geva乳液、12.0g硅丙乳液、16.0g水、55.0g滑石粉、5.0g十二烷基苯磺酸鈉、0.5g羥丙基甲基纖維素、0.3g紫外線吸收劑uv-1422、0.3g防霉劑bek-550及15.0g第二代水性超支化乳液依次加入到清潔干燥的鐵制容器中，調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn)速1000r/min，攪拌30min后即制得水性膠粘劑；

(3)復(fù)合型防水密封填縫料的制備

將水性膠粘劑涂抹于聚氨酯膠條與公路接縫的兩個界面處，涂抹厚度為0.5～1.5mm，即得到復(fù)合型防水密封填縫料。

實施例3

一種含超支化乳液的復(fù)合型防水密封填縫料的制備方法，包括以下步驟：

(1-1)在裝有溫度計和恒壓漏斗的三口燒瓶中加入6.66g(0.05mol)的二異丙醇胺，接著加入15.0ml二甲基甲酰胺使二異丙醇胺充分溶解；取6.41g(0.05mol)己二酸酐于裝有12.0ml二甲基甲酰胺的燒杯中，待己二酸酐全部溶解后，將己二酸酐溶液轉(zhuǎn)移至恒壓滴液漏斗中，在25min內(nèi)滴加完畢，在攪拌條件下常溫下反應(yīng)4h后得到中間產(chǎn)物ab2單體；

(1-2)稱取0.28g(0.0023mol)的三羥甲基氨基甲烷作為核分子(三羥甲基氨基甲烷與ab2單體的摩爾比為1：21)，用二甲基甲酰胺充分溶解后加入到三口燒瓶中，再向三口燒瓶中加入0.0668g催化劑氯化亞銅(氯化亞銅的添加量為步驟(1)中二異丙醇胺、己二酸酐和三羥甲基氨基甲烷總重量的0.5％)和20.0ml帶水劑石油醚，再裝上帶有冷凝管的分水器，在攪拌條件下升溫至130℃，冷凝回流7～8h至三口燒瓶中沒有液體滴下，得到超支化聚酰胺-酯；

(1-3)稱取7.05g(0.055mol)己二酸酐滴加到上述體系中(己二酸酐與超支化聚酰胺-酯的摩爾比為24：1)，25min內(nèi)滴加完，然后在80～90℃下反應(yīng)3～4h，得到末端為羧基的超支化聚合物；

(1-4)將上述反應(yīng)體系降溫至35℃，并向三口燒瓶中加入5.52g(0.055mol)二乙醇胺中和成鹽(二乙醇胺與末端為羧基的超支化聚合物的摩爾比為24：1)，得到末端為羥基的超支化聚合物，即第三代水性超支化乳液；

(2)水性膠粘劑的制備

將25.0g乳化瀝青、15.0geva乳液、12.0g硅丙乳液、16.0g水、55.0g滑石粉、5.0g十二烷基苯磺酸鈉、0.5g羥丙基甲基纖維素、0.3g紫外線吸收劑uv-1422、0.3g防霉劑bek-550及15.0g第三代水性超支化乳液依次加入到清潔干燥的鐵制容器中，調(diào)節(jié)攪拌器轉(zhuǎn)速1000r/min，攪拌30min后即制得水性膠粘劑；

(3)復(fù)合型防水密封填縫料的制備

將水性膠粘劑涂抹于聚氨酯膠條與公路接縫的兩個界面處，涂抹厚度為0.5～1.5mm，即得到復(fù)合型防水密封填縫料。

對比例1：同實施例1相比，將水性膠粘劑中的第一代水性超支化乳液替換為cn103755939a中的第二代端羥基超支化聚胺-酯聚合物,第二代端羥基超支化聚胺-酯聚合物中加入一定量的乳化劑op-10和蒸餾水，攪拌30min成超支化乳液。后續(xù)操作同實施例1相同。即制得防水密封填縫料。

對比例2：同實施例2相比，將水性膠粘劑中的第二代水性超支化乳液替換為cn103755939a中的第三代端羥基超支化聚胺-酯聚合物，第三代端羥基超支化聚胺-酯聚合物中加入一定量的乳化劑op-10和蒸餾水，攪拌30min成超支化乳液。后續(xù)操作同實施例2相同。即制得防水密封填縫料。

對比例3：同實施例3相比，將水性膠粘劑中的第三代水性超支化乳液替換為cn103755939a中的第四代端羥基超支化聚胺-酯聚合物，第四代端羥基超支化聚胺-酯聚合物中加入一定量的乳化劑op-10和蒸餾水，攪拌30min成超支化乳液。后續(xù)操作同實施例3相同。即制得防水密封填縫料。

檢測實驗

按照標(biāo)準(zhǔn)jt/t203-2014《公路水泥混凝土路面接縫材料》對實施例1、2、3和對比例1、2、3所得到的填縫劑制備試樣并測定其粘結(jié)強度和負(fù)溫抗裂性，結(jié)果見表1。

表1性能測試表

由表1可以看出，采用本發(fā)明制備的水性超支化乳液處理過的接縫界面，相比于cn103755939a中超支化聚合物制備成的乳液處理過的接縫界面具有較高的粘結(jié)強度。本發(fā)明中的界面劑中，第三代水性超支化乳液處理過的接縫界面效果最好，粘結(jié)強度最高。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受實施例的限制，其它任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、組合、替代、簡化均應(yīng)為等效替換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。