本發(fā)明涉及公路與城市道路建材技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋼橋面鋪裝的新型環(huán)氧樹脂膠黏劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

大跨徑橋梁的橋面剛度相對較小而變形相對較大，鋼橋面鋪裝層在交通荷載、風(fēng)載、氣候條件及溫度變化等因素影響下的受力和變形十分復(fù)雜，對其強(qiáng)度、穩(wěn)定性和耐久性均有更高的要求。目前，世界上采用的鋼橋面鋪裝層主要為瀝青混凝土或環(huán)氧瀝青混凝土，但此類材料存在以下缺點(diǎn)：(1)容易出現(xiàn)車轍、開裂、推移、疲勞破壞等早期病害；(2)鋪裝時(shí)均需加熱，對溫度要求控制精準(zhǔn)，且后期固化太慢，開放交通時(shí)間較長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有瀝青混凝土或環(huán)氧瀝青混凝土鋼橋面鋪裝層存在的上述不足，提供一種能夠常溫固化且后期固化快，并且具有強(qiáng)度高、高低溫性能好、耐久性優(yōu)異、有一定變形能力的鋼橋面用新型環(huán)氧樹脂混凝土材料及其制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種用于鋼橋面鋪裝的新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料，由樹脂膠粘劑和石料在常溫下攪拌后壓實(shí)制得，所述樹脂膠粘劑包括A組分和B組分，其中A組分包括環(huán)氧樹脂、稀釋劑、聚氨酯預(yù)聚體，B組分包括咪唑固化劑、脂環(huán)氨固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑以及促進(jìn)劑。

按照上述方案，樹脂膠粘劑中A組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為X，B組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(1-X)，樹脂膠粘劑與石料的質(zhì)量百分比為7％-13％，X的取值為0.6-0.9。

按照上述方案，A組分包括以下按重量份數(shù)計(jì)的原料：環(huán)氧樹脂50-80份、稀釋劑10-20份、聚氨酯預(yù)聚體10-25份。

按照上述方案，B組分包括以下按重量份數(shù)計(jì)的原料：咪唑固化劑20-50份，脂環(huán)氨固化劑25-60份，增韌劑10-30份，偶聯(lián)劑1-5份，促進(jìn)劑1-3份。

按照上述方案，所述環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當(dāng)量230-280的雙酚A型環(huán)氧樹脂E42，所述稀釋劑為聚丙二醇二縮水甘油醚，所述聚氨酯預(yù)聚體由甲苯二異氰酸酯或二苯甲基烷二異氰酸酯，與聚醚或聚酯多元醇中的一種或幾種反應(yīng)而成，聚氨酯預(yù)聚體固化物的硬度為A30-A70。

按照上述方案，所述咪唑固化劑為二甲基咪唑、二甲基四乙基咪唑中的一種或幾種，所述脂環(huán)氨固化劑為間苯二甲胺，所述增韌劑為分子量600-1100的聚酰胺，所述偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷，所述促進(jìn)劑為2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚。

按照上述方案，所述石料為玄武巖碎石料、礦粉的混合物，礦粉用量為石料總重量的4-8％。

按照上述方案，所述玄武巖碎石料的最大公稱粒徑為9.5mm。

上述新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料的制備方法，包括以下步驟：(a)按比例稱取環(huán)氧樹脂、稀釋劑、聚氨酯預(yù)聚體，混合后在80℃下攪拌30-60min，冷卻后制成A組分；(b)按比例稱取咪唑固化劑、脂環(huán)氨固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、促進(jìn)劑，混合后在常溫下攪拌30-60min制成B組分；(c)將A組分與B組分按比例混合均勻，再將A、B組分混合物加入到石料中，混合均勻后壓實(shí)成型，放置2-24h即得。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：該新型環(huán)氧樹脂膠粘劑性能優(yōu)異，抗拉強(qiáng)度超過30MPa，抗彎強(qiáng)度超過80MPa，高低溫性能好，且常溫下2小時(shí)以內(nèi)即可固化。制備的環(huán)氧樹脂膠黏劑材料與現(xiàn)有的環(huán)氧瀝青混凝土相比，它無需加熱即可拌和，其后期固化速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有環(huán)氧瀝青混凝土，抗疲勞開裂性能得到顯著提高，開放交通的時(shí)間可以縮短至4小時(shí)以內(nèi)。

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員充分理解本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果，以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳實(shí)施方式，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限定。

一種用于鋼橋面鋪裝的新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料，由樹脂膠粘劑和石料配制壓實(shí)而得。樹脂膠粘劑由A組分和B組分構(gòu)成，其中A組分為60-90份，B組分為剩余的10-40份，A組分與B組分共計(jì)100份。樹脂膠粘劑與石料的質(zhì)量百分比為7％-13％。A組分包括以下按重量份數(shù)計(jì)的原料：環(huán)氧樹脂50-80份、稀釋劑10-20份、聚氨酯預(yù)聚體10-25份，B組分包括按重量份數(shù)計(jì)的咪唑固化劑20-50份，脂環(huán)氨固化劑25-60份，增韌劑10-30份，偶聯(lián)劑1-5份，促進(jìn)劑1-3份。各原料的具體型號及參數(shù)如下：環(huán)氧樹脂為環(huán)氧當(dāng)量230-280的雙酚A型環(huán)氧樹脂E42，稀釋劑為聚丙二醇二縮水甘油醚，聚氨酯預(yù)聚體由甲苯二異氰酸酯或二苯甲基烷二異氰酸酯與聚醚或聚酯多元醇中的一種或幾種反應(yīng)而成，聚氨酯預(yù)聚體固化物的硬度要求范圍為A30-A70。咪唑固化劑為二甲基咪唑、二甲基四乙基咪唑或其混合物，脂環(huán)氨固化劑為間苯二甲胺，增韌劑為分子量600-1100的聚酰胺，偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷，促進(jìn)劑為2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚，石料為玄武巖碎石料、礦粉中的一種或其混合物。玄武巖碎石料的最大公稱粒徑為9.5mm。石料選用玄武巖碎石料、礦粉的混合物效果較佳，其中礦粉用量為石料總重量的4-8％。

該新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料的制備方法，包括以下步驟：(a)按比例稱取環(huán)氧樹脂、稀釋劑、聚氨酯預(yù)聚體，混合后在80℃下攪拌30-60min制成A組分；(b)按比例稱取咪唑固化劑、脂環(huán)氨固化劑、增韌劑、偶聯(lián)劑、促進(jìn)劑，混合后在常溫下攪拌30-60min制成B組分；(c)將A組分與B組分按比例混合均勻，再將A、B組分混合物加入到石料中，混合均勻后壓實(shí)成型，放置2-24h即得。

本發(fā)明所使用的原料均為普通市售。

實(shí)施例1

環(huán)氧樹脂膠黏劑材料及用量比例如下：

樹脂膠粘劑：A組分 8個(gè)單位重量

(其中，E42環(huán)氧樹脂74份，聚丙二醇二縮水甘油醚15份，A70聚氨酯預(yù)聚體11份)

B組分 2個(gè)單位重量

(其中，二甲基咪唑7份，二甲基四乙基咪唑20份，間苯二甲胺55份，聚酰胺16份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷1份，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚1份)

石料：玄武巖碎石料 84.4個(gè)單位重量

礦粉 5.6個(gè)單位重量

實(shí)施例2

環(huán)氧樹脂膠黏劑材料及用量比例如下：

樹脂膠粘劑：A組分 7.4個(gè)單位重量

(其中，E42環(huán)氧樹脂67份，聚丙二醇二縮水甘油醚14份，A50聚氨酯預(yù)聚體19份)

B組分 2.2個(gè)單位重量

(其中，二甲基咪唑12份，二甲基四乙基咪唑29份，間苯二甲胺40份，聚酰胺16份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚1份)

石料：玄武巖碎石料 85.1個(gè)單位重量

礦粉 5.3個(gè)單位重量

實(shí)施例3

環(huán)氧樹脂膠黏劑材料及用量比例如下：

樹脂膠粘劑：A組分 5.5個(gè)單位重量

(其中，E42環(huán)氧樹脂64份，聚丙二醇二縮水甘油醚15份，A60聚氨酯預(yù)聚體21份)

B組分 2.7個(gè)單位重量

(其中，二甲基咪唑10份，二甲基四乙基咪唑26份，間苯二甲胺33份，聚酰胺27份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷2份，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚2份)

石料：玄武巖碎石料 87.3個(gè)單位重量

礦粉 4.5個(gè)單位重量

實(shí)施例4

環(huán)氧樹脂膠黏劑材料及用量比例如下：

樹脂膠粘劑：A組分 9.5個(gè)單位重量

(其中，E42環(huán)氧樹脂62份，聚丙二醇二縮水甘油醚19份，A50聚氨酯預(yù)聚體19份)

B組分 1.7個(gè)單位重量

(其中，二甲基咪唑4份，二甲基四乙基咪唑17份，間苯二甲胺48份，聚酰胺25份，γ-氨丙基三乙氧基硅烷4份，2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚2份)

石料：玄武巖碎石料 82.2個(gè)單位重量

礦粉 6.6個(gè)單位重量

為充分了解本發(fā)明新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料的性能，我們對其進(jìn)行了相應(yīng)的測試。分別按照實(shí)施例1-4的配方制備A組分和B組分，冷卻至常溫后，將A組分和B組分混合均勻脫除氣泡，倒入模具中固化。按照GB/T2567—2008《樹脂澆鑄體性能試驗(yàn)方法》測試了新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料拉伸強(qiáng)度、伸長率及彎曲強(qiáng)度。還按照GB/T7193.6—1987《不飽和聚醋樹脂25℃凝膠時(shí)間測定方法》測試了新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料的固化時(shí)間。測試的結(jié)果如下表1所示。

另一方面，按實(shí)施例1-4的配比將樹脂膠粘劑與石料及礦粉混合攪拌，壓實(shí)成型后，即得由新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料制備的環(huán)氧樹脂混凝土，并參考JTJ052-2000《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》對實(shí)施例1-4所制備的環(huán)氧樹脂混凝土行了測試。測試的結(jié)果如下表1所示。

表1用于鋼橋面鋪裝的新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料性能匯總表

從表1的結(jié)果可以看出，實(shí)施例1-4中的一種用于鋼橋面鋪裝的新型環(huán)氧樹脂膠黏劑材料固化物拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度高，具有一定的變形能力，固化速度快；對應(yīng)的樹脂混凝土高低溫性能優(yōu)異，疲勞耐久性優(yōu)異。