一種發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可進(jìn)行發(fā)泡處理的環(huán)氧瀝青混合材料的制備方法，具體地，涉及 一種發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧瀝青材料起源于上世紀(jì)60年代的美國(guó)，后于本世紀(jì)初進(jìn)入中國(guó)，作為鋼橋面 鋪裝材料先后在我國(guó)南京長(zhǎng)江二橋、潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江三橋、杭州灣大橋、湛江海灣 大橋等大跨徑鋼橋面鋪裝中得到應(yīng)用，是一種性能十分優(yōu)異的路面材料，它具有強(qiáng)度高、剛 度大、韌性好、抗疲勞性能，水穩(wěn)定性能，抗化學(xué)腐蝕能力優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 目前所應(yīng)用的環(huán)氧瀝青中的固化體系多為酸酐類(lèi)、改性胺類(lèi)，均為高溫固化體系， 且固化溫度范圍狹窄，導(dǎo)致環(huán)氧瀝青施工溫度范圍的要求十分嚴(yán)格，現(xiàn)行的環(huán)氧瀝青施工 可操作時(shí)間太短，容易造成混合料的浪費(fèi)，攤鋪等待時(shí)間較短，也是導(dǎo)致許多施工質(zhì)量問(wèn)題 凸顯的原因。這是眾多環(huán)氧瀝青研宄人員的所共同研宄的焦點(diǎn)問(wèn)題。
[0004] 泡沫瀝青是基于基質(zhì)瀝青發(fā)泡，有著低排放、經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)、早期強(qiáng)度高、環(huán)境污染少、 儲(chǔ)存性能好等特點(diǎn)，其關(guān)鍵技術(shù)在于將少量水加入瀝青中，或通過(guò)發(fā)泡設(shè)備，或使用親水材 料（如沸石）、或潮濕的集料等，誘發(fā)瀝青發(fā)泡，通過(guò)發(fā)泡形成的瀝青膜結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)較低溫 度下對(duì)集料的裹覆和降低瀝青混合料操作溫度。但泡沫瀝青大多不能夠使用諸如SBS改性 或膠粉類(lèi)改性瀝青進(jìn)行發(fā)泡，因?yàn)檫@類(lèi)改性瀝青粘度往往較高，發(fā)泡效果甚微，而單單采用 基質(zhì)瀝青的泡沫瀝青往往強(qiáng)度無(wú)法提高，故導(dǎo)致泡沫瀝青技術(shù)大多只能運(yùn)用在基層或是修 補(bǔ)工程中，用途和用量受到極大的限制。
[0005] 常見(jiàn)鋼橋面鋪裝用環(huán)氧瀝青最大的施工弊端即在于其混合料在從攤鋪到終壓的 過(guò)程中粘度上升太快，然而這類(lèi)環(huán)氧瀝青中的固化體系均表現(xiàn)為憎水性，在施工過(guò)程中要 嚴(yán)格避免與水的接觸，直接將這類(lèi)環(huán)氧瀝青進(jìn)行發(fā)泡，會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂加入后仍無(wú)法固化， 廢料嚴(yán)重等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種用于可進(jìn)行發(fā)泡的環(huán)氧瀝青材料的制備方法。采用環(huán)氧 樹(shù)脂和固化劑改性的方法制備得到高強(qiáng)度、高耐熱性、高疲勞壽命的泡沫環(huán)氧瀝青材料，該 材料適用于高原路面、隧道鋪面、冬季施工鋪面等特殊路面。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述 的方法為將環(huán)氧樹(shù)脂與該發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的剩余組分混合制得；所述的環(huán)氧樹(shù)脂與該發(fā) 泡環(huán)氧瀝青材料的剩余組分的質(zhì)量比為I :1. 5~6. 3,優(yōu)選為I :2. 5。
[0008] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的剩余組 分包含：瀝青30~84重量份，順丁稀二酸酐4~17重量份，雙丙酮丙稀酰胺20~42重量 份，2-甲基咪唑8~20重量份，磷酸三丁酯3~10重量份。優(yōu)選的比例為：瀝青62重量 份，順丁烯二酸酐11重量份，雙丙酮丙烯酰胺8重量份，2-甲基咪唑15重量份，磷酸三丁酯 4重量份。
[0009] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的制備方法包含：將瀝青、順丁 烯二酸酐、雙丙酮丙烯酰胺、2-甲基咪唑、磷酸三丁酯按比例混合，然后進(jìn)行發(fā)泡處理，再加 入環(huán)氧樹(shù)脂拌合。
[0010] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的按比例混合，其過(guò)程包含以下 步驟：步驟1，按比例取瀝青30~84重量份，順丁稀二酸酐4~17重量份，雙丙酮丙稀酰 胺20~42重量份，2-甲基咪唑8~20重量份，磷酸三丁酯3~10重量份；步驟2,將順丁 烯二酸酐與瀝青在140~158°C環(huán)境下拌合4~6小時(shí)；瀝青中的瀝青質(zhì)會(huì)產(chǎn)生順酐化反 應(yīng)；步驟3, 一次性向步驟2所得的混合物中加入雙丙酮丙烯酰胺，在140~158°C環(huán)境下混 合均勻；使順酐化后的瀝青進(jìn)一步酸酐化，瀝青質(zhì)會(huì)繼續(xù)酸酐化反應(yīng)；步驟4,將2-甲基咪 唑加入步驟3所得的混合物中繼續(xù)攪拌混合；2-甲基咪唑每分鐘加入的質(zhì)量為步驟1中所 有組分總質(zhì)量的2%，且2-甲基咪唑在混合物溫度降到100°C前添加完畢；步驟5,在步驟4 進(jìn)行的同時(shí)加入磷酸三丁酯進(jìn)行攪拌混合；所述的磷酸三丁酯一次性添加完畢；步驟6,各 成分混合均勻后靜置得到混合組分。
[0011] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的步驟6的混合組分制得后，通 過(guò)發(fā)泡機(jī)進(jìn)行發(fā)泡處理，再加入環(huán)氧樹(shù)脂拌合，其包含以下步驟：步驟a，打開(kāi)發(fā)泡機(jī)泵與 加熱裝置，進(jìn)行預(yù)熱；步驟b，將所述的步驟6的混合組分倒入發(fā)泡機(jī)中的瀝青存儲(chǔ)罐，調(diào)節(jié) 溫度至130~150°C，打開(kāi)循環(huán)系統(tǒng)；步驟c，調(diào)節(jié)水量至1 %~4%，優(yōu)選2% ;步驟d，進(jìn)行 發(fā)泡，然后將發(fā)泡后的瀝青直接噴入拌和鍋；步驟e，按比例取環(huán)氧樹(shù)脂加入拌和鍋進(jìn)行拌 和。
[0012] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的環(huán)氧樹(shù)脂在拌合前單獨(dú)密封 存儲(chǔ)。
[0013] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù) 脂。
[0014] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，所述的環(huán)氧樹(shù)脂包含牌號(hào)為E-54、 E-52、E-51或E-44的環(huán)氧樹(shù)脂中的任意一種或幾種的組合。這四種牌號(hào)的雙酚A型環(huán)氧 樹(shù)脂可以等質(zhì)量替代，其中牌號(hào)越高則粘度越低。最優(yōu)選地采用環(huán)氧樹(shù)脂E-51，因?yàn)槲覈?guó)此 牌號(hào)環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)量大，成本較低，且常溫下為容易拌和的液態(tài)。
[0015] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，牌號(hào)為E-44的所述環(huán)氧樹(shù)脂必須與 其他環(huán)氧樹(shù)脂混合使用。
[0016] 上述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料的制備方法，其中，牌號(hào)為E-44的所述環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量 小于或等于發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料中環(huán)氧樹(shù)脂總質(zhì)量的10%，以保證環(huán)氧樹(shù)脂常溫下的粘度不 會(huì)過(guò)高。其他三種環(huán)氧樹(shù)脂的比例無(wú)特殊要求。
[0017] 所述的發(fā)泡環(huán)氧瀝青材料，由于各種環(huán)氧樹(shù)脂摻量不同會(huì)造成環(huán)氧樹(shù)脂和剩余組 分的比例變化，根據(jù)其平均環(huán)氧值的不同，其變化可按下列式子計(jì)算：
[0018] 設(shè)環(huán)氧樹(shù)脂總質(zhì)量中環(huán)氧樹(shù)脂E-54、環(huán)氧樹(shù)脂E-52、環(huán)氧樹(shù)脂E-51、環(huán)氧樹(shù)脂 E-44的占總質(zhì)量比值分別為a、b、c和d (其中d