一种高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于沥青材料领域，具体涉及一种高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料 体系及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 环氧沥青具有极为优良的高温稳定性及低温抗裂性能、超强的抗疲劳性能和优异 的耐久性，被广泛应用于钢桥面铺装、机场跑道铺装、隧道路面铺装等要求较高的交通路面 铺装。2001年环氧沥青在我国南京长江二桥首次应用，十多年后仍然表现出极为优良的使 用效果。但目前我国使用的环氧沥青主要从美国ChemCoSystem公司以及日本大有建设公 司进口，不但价格昂贵（大约是普通沥青的10倍~20倍），而且产品品种单一，不能根据工 程的实际情况进行调整。
[0003] 由于环氧沥青是一种热固性铺面材料，打破了以往人们对沥青属热塑性材料的 认识，其铺装过程较为复杂且难以控制，对温度敏感且容留时间较为紧迫。美国ChemCo System公司以及目前国内技术公开的环氧沥青材料多为采用酸酐类固化剂的双组份体系， 其混凝土铺装使用时必需在严格的温度控制下加热至120°C左右进行拌合，拌和好的环氧 沥青集料又必须40~50分钟内从拌和站运输至施工现场并铺装完成。这种温拌环氧沥青 拌合温度过低、容留时间极其紧迫的缺陷使其存在施工难度大，摊铺压实不佳，稳定性不好 等问题，容易导致环氧沥青铺装路面或桥面使用性能下降甚至发生严重病害，严重影响了 桥梁的正常使用。日本大有建设公司的TAF环氧沥青拌和温度为160~170°C左右，且容留 时间较长，较好的解决了这一工艺性问题，但其相容性不佳，韧性较差，成本过高，是限制其 大量应用的关键因素。因此，如何使环氧沥青尽可能沿用普通沥青混凝土的拌合工艺、大幅 度延长环氧沥青在高温条件下的容留时间、进一步提高环氧沥青的强度和韧性尤其是低温 性能，开发能够在170~190°C高温条件下拌和使用的低成本环氧沥青材料成为亟待解决 的技术问题。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种在高温条件下容留时 间长、固化后强度高且韧性好的高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系及其制备方 法。
[0005] 为了实现上述任务，本发明高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系包括树脂 组份和固化组份；其中树脂组份和固化组份的质量比例为100 :30~80。
[0006] 所述的树脂组份由环氧树脂和稀释剂80~90 :10~20的质量比混合而成。
[0007] 所述的环氧树脂为对苯二酚二缩水甘油醚、环氧化聚丁二烯树脂或两者以任意比 例的混合物。
[0008] 所述的稀释剂为环氧大豆油、环氧亚麻油、亚油酸二聚体二缩水甘油醚的一种或 多种以任意比例的混合物。
[0009] 所述的固化组份包括质量份数60~80份的固化剂，10~20份的增韧剂和10~ 30份的增容剂。
[0010] 所述的固化剂为氰乙基化十二烷二胺、氰乙基化异佛尔酮二胺、氰乙基化孟烷二 胺的一种或多种以任意比例的混合物。
[0011] 所述的增韧剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙 烯三元共聚物、三元乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶的一种或多种任意比例的混合物。
[0012] 所述的增容剂为十二醇、十八醇、十二烷基丙撑二胺或十八烷基丙撑二胺的一种 或多种任意比例的混合物。
[0013] 本发明高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系的制备方法如下：
[0014] 1)首先，将环氧树脂和稀释剂按80~90 :10~20的质量比在60°C混合得树脂组 份；
[0015] 2)其次，按质量份数取60~80份的固化剂，10~20份的增韧剂和10~30份的 增容剂在60°C混合均匀得固化组份；
[0016] 3)最后，在60°C将树脂组份和固化组份按100 :30~80的质量比混合均匀得环氧 树脂固化材料体系。
[0017] 本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
[0018] (I)本发明的环氧树脂固化材料体系可与沥青在170~190°C的高温下拌合，也 可在120~150°C的中温条件下拌合；
[0019] (II)采用本发明的环氧树脂固化材料体系制备的环氧沥青材料在高温下具有很 长的容留时间，170°c下粘度可在240分钟内维持在lOOOmPa·S以下；
[0020] (III)采用本发明的环氧树脂固化材料体系制备的环氧沥青材料在室温条件下快 速固化，拌和后1~2天即可达到90%以上的固化程度；
[0021] (IV)采用本发明的环氧树脂固化材料体系制备的环氧沥青材料具有很高的强 度，其浇铸体23°C下拉伸强度可达3MPa以上，断裂伸长率300%以上，韧性好；其混凝土马 歇尔强度可达70kN以上，强度高；
[0022] (V)采用本发明的环氧树脂固化材料体系制备的环氧沥青混合料可以用普通沥 青拌合楼进行生产，无需其它特殊设备。本发明适用于现有环氧沥青铺装层的快速维修，同 时也可用于大跨径钢桥面、城市高架桥、高速公路、隧道、机场跑道等路面的铺装和维修养 护。
【附图说明】
[0023]图1是本发明实施例1的环氧沥青材料在170°C下的容留时间，其中横坐标为时 间，纵坐标为粘度。
[0024] 图2是本发明实施例1的环氧沥青材料放大400倍荧光显微照片。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。
[0026] 实施例1:
[0027] 本实施例给出一种高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系，包括树脂组份和 固化组份；其中树脂组份和固化组份的质量比例为100:80 ;
[0028] 所述的树脂组份以质量份数计，由以下材料组成：对苯二酚二缩水甘油醚树脂90 份，环氧大豆油10份；
[0029] 所述的固化组份以质量份数计，由以下材料组成：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] 本实施例的高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系的制备方法如下：
[0031] 1)首先，将环氧树脂和稀释剂按90 :10的质量比在60°C混合得树脂组份；
[0032] 2)其次，按质量份数取60份的固化剂，10份的增韧剂和30份的增容剂在60°C混 合均匀得固化组份；
[0033] 3)最后，在60°C将树脂组份和固化组份按100 :80的质量比混合均匀得环氧树脂 固化材料体系。
[0034] 使用时，将上述环氧树脂材料体系直接加入沥青混合料拌合楼，环氧树脂材料体 系与沥青的质量比为35 :65,然后再和石料在170-190°C下拌合均匀即可得到环氧沥青混 凝土。拌合后按照与普通沥青混凝土相同的方法在3小时内完成铺装，室温下养护2-4天 即可通车。
[0035] 性能测试：如图1所示本发明的环氧沥青材料在高温下具有很长的容留时间，在 170°C下，其粘度在180分钟内始终小于600mPa.s;
[0036] 如图2所示，用荧光显微镜观察其微观结构，在400倍放大荧光显微照片所示：黑 色圆点部分为沥青，被均匀分散成2. 5um大小的圆球，荧光亮光部分为环氧树脂，呈连续相 分布，整个环氧沥青固化后呈海岛状结构，说明本实施例所得到的增容剂具有极佳的增容 效果。
[0037] 本发明的环氧沥青材料具有很高的强度，其浇铸体23°C下拉伸强度可达3MPa以 上，断裂伸长率300%以上，韧性好；其混凝土马歇尔强度可达70kN以上，强度高。
[0038] 实施例2 :
[0039] 本实施例给出一种高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系，包括树脂组份和 固化组份；其中树脂组份和固化组份的质量比例为100 :65 ;
[0040] 所述的树脂组份以质量份数计，由以下材料组成：环氧化聚丁二烯树脂88份，环 氧亚麻油12份；
[0041] 所述的固化组份以质量份数计，由以下材料组成氰乙基化异佛尔酮二胺70份、苯 乙烯-异戊二烯-苯乙烯三元共聚物20份、十八醇10份。
[0042] 本实施例的高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系的制备方法如下：
[0043] 1)首先，将环氧树脂和稀释剂按88:12的质量比在60°C混合得树脂组份；
[0044] 2)其次，按质量份数取70份的固化剂，20份的增韧剂和10份的增容剂在60°C混 合均匀得固化组份；
[0045] 3)最后，在60°C将树脂组份和固化组份按100 :65的质量比混合均匀得环氧树脂 固化材料体系。
[0046] 使用时，将上述环氧树脂材料体系直接加入沥青混合料拌合楼，环氧树脂材料体 系与沥青的质量比为30 :70,然后再和石料在170-190°C下拌合均匀即可得到环氧沥青混 凝土。拌合后按照与普通沥青混凝土相同的方法在3小时内完成铺装，室温下养护2-4天 即可通车。
[0047] 实施例3 :
[0048] 本实施例给出一种高温拌合环氧沥青用环氧树脂固化材料体系，包括树脂组份和 固化组份；其中树脂组份和固化组份的质量比例为100 :70 ;
[0049] 所述的树脂组份以质量份数计，由以下材料组成：对苯二酚二缩水甘油醚树脂与 环氧化聚丁二烯树脂的混合物80份，亚油酸二聚体二缩水甘油醚20份；
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