一種高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于瀝青材料領(lǐng)域，具體涉及一種高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料 體系及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧瀝青具有極為優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能、超強(qiáng)的抗疲勞性能和優(yōu)異 的耐久性，被廣泛應(yīng)用于鋼橋面鋪裝、機(jī)場(chǎng)跑道鋪裝、隧道路面鋪裝等要求較高的交通路面 鋪裝。2001年環(huán)氧瀝青在我國(guó)南京長(zhǎng)江二橋首次應(yīng)用，十多年后仍然表現(xiàn)出極為優(yōu)良的使 用效果。但目前我國(guó)使用的環(huán)氧瀝青主要從美國(guó)ChemCoSystem公司以及日本大有建設(shè)公 司進(jìn)口，不但價(jià)格昂貴（大約是普通瀝青的10倍~20倍），而且產(chǎn)品品種單一，不能根據(jù)工 程的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
[0003] 由于環(huán)氧瀝青是一種熱固性鋪面材料，打破了以往人們對(duì)瀝青屬熱塑性材料的 認(rèn)識(shí)，其鋪裝過(guò)程較為復(fù)雜且難以控制，對(duì)溫度敏感且容留時(shí)間較為緊迫。美國(guó)ChemCo System公司以及目前國(guó)內(nèi)技術(shù)公開(kāi)的環(huán)氧瀝青材料多為采用酸酐類(lèi)固化劑的雙組份體系， 其混凝土鋪裝使用時(shí)必需在嚴(yán)格的溫度控制下加熱至120°C左右進(jìn)行拌合，拌和好的環(huán)氧 瀝青集料又必須40~50分鐘內(nèi)從拌和站運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)并鋪裝完成。這種溫拌環(huán)氧瀝青 拌合溫度過(guò)低、容留時(shí)間極其緊迫的缺陷使其存在施工難度大，攤鋪壓實(shí)不佳，穩(wěn)定性不好 等問(wèn)題，容易導(dǎo)致環(huán)氧瀝青鋪裝路面或橋面使用性能下降甚至發(fā)生嚴(yán)重病害，嚴(yán)重影響了 橋梁的正常使用。日本大有建設(shè)公司的TAF環(huán)氧瀝青拌和溫度為160~170°C左右，且容留 時(shí)間較長(zhǎng)，較好的解決了這一工藝性問(wèn)題，但其相容性不佳，韌性較差，成本過(guò)高，是限制其 大量應(yīng)用的關(guān)鍵因素。因此，如何使環(huán)氧瀝青盡可能沿用普通瀝青混凝土的拌合工藝、大幅 度延長(zhǎng)環(huán)氧瀝青在高溫條件下的容留時(shí)間、進(jìn)一步提高環(huán)氧瀝青的強(qiáng)度和韌性尤其是低溫 性能，開(kāi)發(fā)能夠在170~190°C高溫條件下拌和使用的低成本環(huán)氧瀝青材料成為亟待解決 的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種在高溫條件下容留時(shí) 間長(zhǎng)、固化后強(qiáng)度高且韌性好的高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系及其制備方 法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系包括樹(shù)脂 組份和固化組份；其中樹(shù)脂組份和固化組份的質(zhì)量比例為100 :30~80。
[0006] 所述的樹(shù)脂組份由環(huán)氧樹(shù)脂和稀釋劑80~90 :10~20的質(zhì)量比混合而成。
[0007] 所述的環(huán)氧樹(shù)脂為對(duì)苯二酚二縮水甘油醚、環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂或兩者以任意比 例的混合物。
[0008] 所述的稀釋劑為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧亞麻油、亞油酸二聚體二縮水甘油醚的一種或 多種以任意比例的混合物。
[0009] 所述的固化組份包括質(zhì)量份數(shù)60~80份的固化劑，10~20份的增韌劑和10~ 30份的增容劑。
[0010] 所述的固化劑為氰乙基化十二烷二胺、氰乙基化異佛爾酮二胺、氰乙基化孟烷二 胺的一種或多種以任意比例的混合物。
[0011] 所述的增韌劑為苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙 烯三元共聚物、三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠的一種或多種任意比例的混合物。
[0012] 所述的增容劑為十二醇、十八醇、十二烷基丙撐二胺或十八烷基丙撐二胺的一種 或多種任意比例的混合物。
[0013] 本發(fā)明高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系的制備方法如下：
[0014] 1)首先，將環(huán)氧樹(shù)脂和稀釋劑按80~90 :10~20的質(zhì)量比在60°C混合得樹(shù)脂組 份；
[0015] 2)其次，按質(zhì)量份數(shù)取60~80份的固化劑，10~20份的增韌劑和10~30份的 增容劑在60°C混合均勻得固化組份；
[0016] 3)最后，在60°C將樹(shù)脂組份和固化組份按100 :30~80的質(zhì)量比混合均勻得環(huán)氧 樹(shù)脂固化材料體系。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：
[0018] (I)本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系可與瀝青在170~190°C的高溫下拌合，也 可在120~150°C的中溫條件下拌合；
[0019] (II)采用本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系制備的環(huán)氧瀝青材料在高溫下具有很 長(zhǎng)的容留時(shí)間，170°c下粘度可在240分鐘內(nèi)維持在lOOOmPa·S以下；
[0020] (III)采用本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系制備的環(huán)氧瀝青材料在室溫條件下快 速固化，拌和后1~2天即可達(dá)到90%以上的固化程度；
[0021] (IV)采用本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系制備的環(huán)氧瀝青材料具有很高的強(qiáng) 度，其澆鑄體23°C下拉伸強(qiáng)度可達(dá)3MPa以上，斷裂伸長(zhǎng)率300%以上，韌性好；其混凝土馬 歇爾強(qiáng)度可達(dá)70kN以上，強(qiáng)度高；
[0022] (V)采用本發(fā)明的環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系制備的環(huán)氧瀝青混合料可以用普通瀝 青拌合樓進(jìn)行生產(chǎn)，無(wú)需其它特殊設(shè)備。本發(fā)明適用于現(xiàn)有環(huán)氧瀝青鋪裝層的快速維修，同 時(shí)也可用于大跨徑鋼橋面、城市高架橋、高速公路、隧道、機(jī)場(chǎng)跑道等路面的鋪裝和維修養(yǎng) 護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的環(huán)氧瀝青材料在170°C下的容留時(shí)間，其中橫坐標(biāo)為時(shí) 間，縱坐標(biāo)為粘度。
[0024] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的環(huán)氧瀝青材料放大400倍熒光顯微照片。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
[0026] 實(shí)施例1:
[0027] 本實(shí)施例給出一種高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系，包括樹(shù)脂組份和 固化組份；其中樹(shù)脂組份和固化組份的質(zhì)量比例為100:80 ;
[0028] 所述的樹(shù)脂組份以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下材料組成：對(duì)苯二酚二縮水甘油醚樹(shù)脂90 份，環(huán)氧大豆油10份；
[0029] 所述的固化組份以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下材料組成：氰乙基化十二烷二胺60份、苯 乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物10份、十二醇30份。
[0030] 本實(shí)施例的高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系的制備方法如下：
[0031] 1)首先，將環(huán)氧樹(shù)脂和稀釋劑按90 :10的質(zhì)量比在60°C混合得樹(shù)脂組份；
[0032] 2)其次，按質(zhì)量份數(shù)取60份的固化劑，10份的增韌劑和30份的增容劑在60°C混 合均勻得固化組份；
[0033] 3)最后，在60°C將樹(shù)脂組份和固化組份按100 :80的質(zhì)量比混合均勻得環(huán)氧樹(shù)脂 固化材料體系。
[0034] 使用時(shí)，將上述環(huán)氧樹(shù)脂材料體系直接加入瀝青混合料拌合樓，環(huán)氧樹(shù)脂材料體 系與瀝青的質(zhì)量比為35 :65,然后再和石料在170-190°C下拌合均勻即可得到環(huán)氧瀝青混 凝土。拌合后按照與普通瀝青混凝土相同的方法在3小時(shí)內(nèi)完成鋪裝，室溫下養(yǎng)護(hù)2-4天 即可通車(chē)。
[0035] 性能測(cè)試：如圖1所示本發(fā)明的環(huán)氧瀝青材料在高溫下具有很長(zhǎng)的容留時(shí)間，在 170°C下，其粘度在180分鐘內(nèi)始終小于600mPa.s;
[0036] 如圖2所示，用熒光顯微鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)，在400倍放大熒光顯微照片所示：黑 色圓點(diǎn)部分為瀝青，被均勻分散成2. 5um大小的圓球，熒光亮光部分為環(huán)氧樹(shù)脂，呈連續(xù)相 分布，整個(gè)環(huán)氧瀝青固化后呈海島狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明本實(shí)施例所得到的增容劑具有極佳的增容 效果。
[0037] 本發(fā)明的環(huán)氧瀝青材料具有很高的強(qiáng)度，其澆鑄體23°C下拉伸強(qiáng)度可達(dá)3MPa以 上，斷裂伸長(zhǎng)率300%以上，韌性好；其混凝土馬歇爾強(qiáng)度可達(dá)70kN以上，強(qiáng)度高。
[0038] 實(shí)施例2 :
[0039] 本實(shí)施例給出一種高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系，包括樹(shù)脂組份和 固化組份；其中樹(shù)脂組份和固化組份的質(zhì)量比例為100 :65 ;
[0040] 所述的樹(shù)脂組份以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下材料組成：環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂88份，環(huán) 氧亞麻油12份；
[0041] 所述的固化組份以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下材料組成氰乙基化異佛爾酮二胺70份、苯 乙烯-異戊二烯-苯乙烯三元共聚物20份、十八醇10份。
[0042] 本實(shí)施例的高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系的制備方法如下：
[0043] 1)首先，將環(huán)氧樹(shù)脂和稀釋劑按88:12的質(zhì)量比在60°C混合得樹(shù)脂組份；
[0044] 2)其次，按質(zhì)量份數(shù)取70份的固化劑，20份的增韌劑和10份的增容劑在60°C混 合均勻得固化組份；
[0045] 3)最后，在60°C將樹(shù)脂組份和固化組份按100 :65的質(zhì)量比混合均勻得環(huán)氧樹(shù)脂 固化材料體系。
[0046] 使用時(shí)，將上述環(huán)氧樹(shù)脂材料體系直接加入瀝青混合料拌合樓，環(huán)氧樹(shù)脂材料體 系與瀝青的質(zhì)量比為30 :70,然后再和石料在170-190°C下拌合均勻即可得到環(huán)氧瀝青混 凝土。拌合后按照與普通瀝青混凝土相同的方法在3小時(shí)內(nèi)完成鋪裝，室溫下養(yǎng)護(hù)2-4天 即可通車(chē)。
[0047] 實(shí)施例3 :
[0048] 本實(shí)施例給出一種高溫拌合環(huán)氧瀝青用環(huán)氧樹(shù)脂固化材料體系，包括樹(shù)脂組份和 固化組份；其中樹(shù)脂組份和固化組份的質(zhì)量比例為100 :70 ;
[0049] 所述的樹(shù)脂組份以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，由以下材料組成：對(duì)苯二酚二縮水甘油醚樹(shù)脂與 環(huán)氧化聚丁二烯樹(shù)脂的混合物80份，亞油酸二聚體二縮水甘油醚20份；
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