一种中温后固化的准热固性环氧沥青材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种化学改性沥青及其制备方法，具体涉及一种中温后固化的双组分 准热固性环氧沥青材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 沥青通常用作铺路和防水材料，本质上属于一种热塑性的物质，由此这种特性表 现在用沥青铺设的路面，在夏天高温季节，重载荷作用下路面易出现车辙；在冬天寒冷季 节，易出现温缩裂缝。随着公路等级的提高和大跨度钢箱梁、结构桥梁的普遍采用，对铺装 材料的强度、变形稳定性和疲劳耐久性等提出了很高的要求，同时在使用性能上又提出了 高黏结性和不透水等特殊要求。而作为桥梁车系的重要组成部分，桥面铺装的好坏直接影 响到行车的安全性、舒适性、桥梁耐久性及投资经济效益。显然，如此高的性能要求是普通 沥青所无法胜任的，必须使用改性沥青。
[0003] 目前，在长期研究的研究和应用过程中，环氧沥青的优异性能已经得到公认。但 是现有环氧沥青必须在夏季高温时才能施工，且要求在施工完成后要继续封闭固化较长时 间，一般需要4~6周才能开放交通。因此，增大施工期选择的弹性及缩短完工后的开放交 通时间，即提高环氧沥青在摊铺压实之后的固化速率，成为环氧沥青进一步推广应用的瓶 颈；同时，热固性环氧沥青材料成本昂贵，也极大的限制了它的应用。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有高强度、高延伸率和耐疲劳性能优 异、施工期选择范围大，完工后的开放交通时间短且成本低的中温后固化的准热固性环氧 沥青材料及其制备方法，其中，"准热固性"是指，在较大的温度范围内，可高达120Γ。
[0005] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种中温后固化的准热固性环氧沥青 材料，由A组分和B组分组成，其中，A组分包括以下重量份数的原料：沥青62~90份，低分 子量单胺10~35份；B组分为环氧树脂，A组分与B组分的质量比为2.2 : 1~10 : 1。
[0006] 进一步，A组分还包括固化促进剂0· 5~3份。
[0007] 进一步，所述沥青为石油沥青、氧化沥青、煤沥青或湖沥青。
[0008] 进一步，所述沥青为马来酰亚胺及其衍生物与普通沥青反应制得的马来酰亚胺改 性沥青，其中，普通沥青和马来酰亚胺及其衍生物的质量比为〇~3 : 100。通过将基质沥 青进行胺化改性，可显著提高沥青含量，降低成本，如式1，式2所示，反应机理可能是沥青 中的沥青质和马来酰亚胺及其衍生物通过迈克尔加成、双烯合成或JT-JT电荷转移反应， 使沥青本身成为一种环氧树脂固化剂，这极大地改善了再加入的其它室温和中温环氧树脂 胺类固化剂及固化促进剂同沥青的相容性。
[0009] CN 105176114 A 说明书 2/6 页
[0010] 式1 :马来酰亚胺改性沥青的机理示意
[0012] 式2 :N-苯基马来酰亚胺改性沥青的机理示意
[0013] 进一步，所述低分子量单胺为聚醚单胺，分子量在200~20000。配合马来酰亚胺 改性沥青，可得到储存相当稳定的环氧沥青A组分。
[0014] 进一步，所述聚醚单胺的分子量在600~10000,且带有极性醚键或脂键的 单胺，分子链中带有苯环或联苯刚性基团的一种或多种的混合物。例如Huntsman的 JEFFAMINE? M系列产品，M-600, M-1000, M-2005, M-2070等中的一种或者多种的混合物， 或者SURF0NAMINE?单胺系列，ML-300, MNPA-1000等的一种或者多种的混合物。
[0015] 进一步，所述环氧树脂是含有两个环氧基的液态环氧树脂。例如E-51、E-44或者 聚乙二醇二缩水甘油醚等。
[0016] 进一步，所述固化促进剂是叔胺类或叔胺盐类固化促进剂。例如DMP-30, DMP-30 的三-2-乙基己酸盐等。
[0017] 本发明进一步解决其技术问题采用的技术方案是，一种中温后固化的准热固性 环氧沥青材料的制备方法，将升温到90~160°C的沥青加入反应器，然后加入预先升温至 90~160°C的A组分中其它原料组分，通过高速分散得到A组分；最后在使用时，将A组分 和B组分按比例混合均勾，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料。
[0018] 进一步，将升温到90~160°C的基质沥青加入反应器，然后将基质沥青质量的1~ 3%的马来酰亚胺或其衍生物加入到反应器中，升温到140~160°C，在压力0. 2~0. 3MPa， 反应3~6小时获得马来酰亚胺改性沥青；然后泄压至0. 05~0. 15MPa加入预先升温至 90~160°C的预混合的A组分中其它原料组分；最后在使用时，将A组分和B组分按比例混 合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料。
[0019] 本发明在一定时间内喷洒在路面或钢板上可作为环氧沥青粘结层材料，若再按照 一定的油石比拌入集料（一般准热固性环氧沥青材料与石料的比为4%~9. 3% )，即可在 一定时间内铺装在路面上压实并60°C养护3天后后开放交通，作为磨耗层使用。
[0020] 本发明之准热固性环氧沥青材料形成了一种弱交联的3D网络结构，在此网络上 缠结了大量的长链产物并填充了惰性沥青组分，既具有高的强度，又有好的柔韧性，可根据 不同的要求提供相应的操作时间，还可随意调整满足不同性能要求，储存稳定性好，相应的 环氧沥青混凝土耐疲劳性能优异，且可在中温（60°C )进行固化反应，使得施工期选择范围 大，并在铺装完成后能迅速开放交通，价格低，适用于大跨度桥梁及高速公路等要求较高的 场合，也可用于城市干道、公共汽车停靠站及机场道面的铺装。
【附图说明】
[0021] 图1为准热固性环氧沥青的力学特征图，其中，（A)温度稳定系；(B)弹性特征。
[0022] 图2为准热固性环氧沥青的微观结构图，其中㈧微观结构模型；⑶显微图。
【具体实施方式】
[0023] 下面通过具体的实施例对本发明进一步说明，但是实施例均不是对本发明的限 制。
[0024] 实施例1
[0025] 将升温到90~160°C的石油沥青（产地：单家寺）85份（质量，下同）加入反应 器，加入马来酰亚胺1. 2份，升温到130~135°C，待压力稳定后，通入N2，使总的压力保持在 0. 25MPa，反应4小时后，缓慢泄压至0.1 MPa，加入聚醚单胺JEFFAMINE? M-1000 13. 8份， 混合30min得到A组分；最后按2.2 : 1比例加入B组分环氧树脂（E-51，无锡树脂厂）混 合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料，可作为铺装的粘结层150°C下使用。该 材料的环氧沥青粘结层试验（lh@150°C +60°C @3d)结果见表1。
[0026] 实施例2
[0027] 将升温到90~160°C的石油沥青（产地：单家寺）68份（质量，下同）加入反应 器，然后加入预先升温至90~160°C的聚醚单胺SURFONAMINE? ML-300 (huntsman，美国）32 份，混合30min得到A组分；最后按4.5 : 1比例加入B组分环氧树脂（E-51，无锡树脂厂） 混合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料，可作为铺装的粘结层150°C下使用。 该材料的环氧沥青粘结层试验（lh@150°C +60°C @3d)结果见表1。
[0028] 实施例3
[0029] 将升温到90~160°C的石油沥青（产地：单家寺）65份（质量，下同）加入反应器， 然后加入预先升温至90~160°C的聚醚单胺JEFFAMINE? M-2070 34. 5份、0. 5份DMP-30 固化促进剂，混合30min得到A组分；最后按8.5 : 1比例加入B组分环氧树脂（E-51，无锡 树脂厂）混合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料，可作为铺装的粘结层150°C 下使用。该材料的环氧沥青粘结层试验（lh@150°C +60°C @3d)结果见表1。
[0030] 实施例4
[0031] 将升温到90~160°C的煤沥青（山西恒德化工有限公司）72份（质量，下同）加 入反应器，加入马来酰亚胺I. 0份，升温到130~135°C，待压力稳定后，通入N2，使总的压 力保持在〇. 25MPa，反应4小时后，缓慢泄压至0.1 MPa后加入预先升温至90~160°C的聚 醚单胺J^FAMTNE? M-200527份混合30min得到A组分，最后按5. 0 : 1比例加入B组分 环氧树脂（E-51，无锡树脂厂）混合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料，可作 为铺装的粘结层150°C下使用。该材料的环氧沥青粘结层试验（lh@150°C +60°C @3d)结果 见表1。
[0032] 实施例5
[0033] 将升温到90~160°C的氧化沥青（国营中捷友谊农场六分场氧化沥青厂）75份 加入反应器，然后加入N-苯基马来酰亚胺1. 5份，升温到15