专利名称：一种柔性环氧胶粘剂及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柔性环氧胶粘剂及其应用，更具体地说，涉及一种柔性环氧胶粘剂及其在路面覆层方面的应用，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
随着我国社会经济快速发展，道路的建设也非常惊人，高速公路、高等级公路到处可见，四通八达的交通网已经形成。高等级路面面层有水泥混凝土路面和浙青路面两种结构形式。水泥混凝土路面具有强度高，刚度大、施工简便、使用寿命长等优点，但有拉槽刻痕防滑效果衰减迅速、行车舒适性较差、噪音大等缺点。浙青路面的主要优点是行车舒适安全、噪音小、不起尘，但浙青路面具有高温车辙、低温开裂和耐自然因素差等缺点。在水泥混凝土路面上刮涂环氧树脂胶粘剂薄层，再撒上耐磨骨料，可得到水泥混凝土 -环氧覆层路面。与水泥混凝土路面和浙青路面相比，具有抗滑耐磨，经久耐用，施工及维护方便，行车舒适，后期费用低等优点。CN 201280677Y发明专利公开了一种改进型环氧树脂类超薄防滑铺装结构，该专利采用的是普通环氧胶粘剂和防滑骨料构造的防滑铺装结构。由于普通环氧树脂具有弹性不够、脆性大、耐冲击性差等缺点，使这类超薄防滑铺装结构行车舒适性不够、耐应力开裂性能差，从而易出现脆性开裂。CN 1746427A发明专利公开了一种环氧薄层抗滑层路面结构及施工方法，该专利采用的是改性浙青增加环氧树脂的变现能力。环氧浙青类材料胶黏剂一般与骨料和原有路面的粘结性能差、耐老化性差，且制备方法复杂和耗能。高等级路面面层昼夜、夏冬温差很大，在经过一段时间的使用后，路面覆层用胶粘剂的柔韧性会大幅度地下降，从而造成路面铺装层整体功能性下降，进而影响其使用寿命。环氧树脂作为一种热固性树脂，机械性能非常优异，但固化后交联密度高，成三维网状结构，存在内应力大、韧性、耐疲劳、耐冲击性差等不足。在一般情况下必须对环氧树脂进行增韧增柔，使用聚氨酯弹性体增韧增柔技术是一种效果较为显著的手段。使用端环氧基聚氨酯和端氨基聚氨酯改性环氧树脂较为常见，这两种改性方法使环氧树脂固化物存在耐低温性差和耐老化性差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种柔性环氧胶粘剂，该柔性环氧胶粘剂不但保持环氧树脂机械性能好的特点，而且还具有耐老化性能优异、耐低温性好、柔韧性好、断裂伸长率高等优异性能。本发明的另外一个目的是将本发明的柔性环氧胶粘剂作为路面覆层用胶粘剂的应用。本发明一种柔性环氧胶粘剂，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为 2 0. 8 1. 2 ；所述A组分包括以下质量份数的组份
双酚A型环氧树脂 100，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯 30 50，稀释剂 15 20，偶联剂1-2;所述B组分包括以下质量份数的组份改性固化剂 100，促进剂1-2，消泡剂0.1 0.5;所述丙烯酸酯基团封端的聚氨酯是由端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与羟基丙烯酸酯反应得到；所述改性固化剂是由苯酚、壬基酚和甲醛与聚醚多元胺固化剂经曼尼希反应得到。所述端异氰酸酯基聚氨酯预聚体是由聚醚多元醇与多异氰酸酯经加聚反应得到。所述聚醚多元醇为聚乙二醇PEG、聚丙二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMEG的一种或者两种以上的混合物。所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯TDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、苯二亚甲基二异氰酸酯an的一种或者两种以上的混合物。所述羟基丙烯酸酯化合物为丙烯酸羟乙酯HEA、丙烯酸羟丙酯ΗΡΑ、丙烯酸羟丁酯 HBA的一种或者两种以上的混合物。所述A组分中的双酚A型环氧树脂为Ε51、Ε44或者两者的混合物。所述A组分中的稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯甲醇、二丁酯中的一种或一种以上的化合物；所述A组分中的偶联剂为硅烷偶联剂，如ΚΗ560。所述的聚醚多元胺固化剂为聚醚胺D230和聚醚胺D400的混合物。所述B组分中的促进剂为壬基酚、DMP-30或两者的混合物；消泡剂为有机硅消泡剂，如 ΒΥΚ-Α530。本发明的柔性环氧胶粘剂可应用作为路面覆层用胶粘剂。具体应用在于，可将本发明的柔性环氧胶粘剂和耐磨骨料共同构造路面覆层；该路面覆层具有防滑耐磨、路面舒适度高、耐久性能优异和经济环保等特点，可以应用于高等级路面和桥梁的路面铺装及加铺改造，城市道路的美化和防滑处理等方面。本发明具有如下优点1.聚氨酯链段是通过末端的丙烯酸脂基团和改性固化剂之间的迈克尔加成反应引入到环氧树脂体系中，不同于其它环氧树脂-聚氨酯体系的形成过程，没有衍生出新的活性基团，显著地减少了在高温环境下和长期使用过程中继续发生交联反应的可能性，使柔韧性得到很好的保持从而具有优异的耐老化性能。该体系不但兼具有聚氨酯的柔韧性、 耐低温性，环氧树脂机械性能好等特点，而且通过协同作用提高了耐老化性能。2.采用曼尼希改性的聚醚多元胺固化剂，显著改善聚醚胺需要中高温固化的缺点，此固化剂和A组分中的丙烯酸酯基团封端的聚氨酯有非常好的适应性，形成的环氧胶粘剂有很好的柔韧性和优异的耐老化、耐低温性能。3.柔性环氧胶粘剂具有弹性缓冲作用，可视为应力吸收层，改变力的传递速度，使
4荷载产生的巨大冲击势能得到有效化解。该柔性环氧胶粘剂具有变形大的特点，可以明显减少环境变化引起的各种应力和应变，浸渍在胶粘剂中的骨料提供强度，裸露在表层的骨料提供耐磨性。因此由该柔性环氧胶粘剂和耐磨骨料构造的路面覆层具有防滑耐磨、路面舒适度高、轻质高强、耐久性能优异、经济环保等优点。
具体实施例方式下面结合实例对本发明作进一步说明，但不是对本发明的进一步限定。实施例1 丙烯酸酯基团封端的聚氨酯的制备将800g聚乙二醇(PEG)升温至105°C脱水 lh，冷却至室温，加入IOOg甲苯二异氰酸酯(TDI)、100g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)升温至85°C反应2. 5小时，然后加入38克丙烯酸羟乙酯(HEA)继续反应，通过红外光谱监测反应，直至反应完全，这样就得到了目标产物。产物粘度为30000mpa. s(25°C )(旋转粘度计测试)。改性固化剂的制备苯酚400g、壬基酚500g、甲醛450g、D230800g、D400800g加入反应容器中，升温至115°C反应2h，然后蒸馏出小分子物质，这样就得到目标产物。A组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到E51100，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯42，苯甲醇5，丁基缩水甘油醚10，KH5602。B组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到改性固化剂100，DMP301， BYK-A5300. 2。环氧胶粘剂由A组分与B组分按质量比例为2 1.05混合搅拌均勻而成。实施例2 丙烯酸酯基团封端的聚氨酯的制备将500g聚乙二醇(PEG)、500g聚丙二醇 (PPG)升温至105°C脱水lh，冷却至室温，加入70g甲苯二异氰酸酯(TDI)、90g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、60g异佛尔酮二异氰酸酯IPDI升温至85°C反应2. 5小时，然后加入20克丙烯酸羟乙酯(HEA)、25克丙烯酸羟丙酯(HPA)继续反应，通过红外光谱监测反应，直至反应完全，这样就得到了目标产物。粘度为35000mpa. s(25°C )(旋转粘度计测试)。改性固化剂的制备苯酚600g、壬基酚300g、甲醛550g、D2301000g、D400700g加入反应容器中，升温至115°C反应2h，然后蒸馏出小分子物质，这样就得到目标产物。A组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到E5180，E4420，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯30，苯甲醇9，丁基缩水甘油醚8，苯基缩水甘油醚2，KH5602。B组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到改性固化剂100，壬基酚2， BYK-A5300. 2。环氧胶粘剂由A组分与B组分按质量比例为2 0. 85混合搅拌均勻而成。实施例3 丙烯酸酯基团封端的聚氨酯的制备将300g聚乙二醇PEG、700g聚丙二醇PPG、 200g聚四氢呋喃二醇PTMEG升温至100°C脱水lh，冷却至室温，加入IOOg 二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、80g苯二亚甲基二异氰酸酯)(DI、50g六亚甲基二异氰酸酯(HDI)升温至85°C 反应2. 5小时，然后加入15g丙烯酸羟乙酯HEA、20g丙烯酸羟丙酯HPA、15g丙烯酸羟丁酯HBA继续反应，通过红外光谱监测反应，直至反应完全，这样就得到了目标产物。粘度为37000mpa. s (25 °C )(旋转粘度计测试)。改性固化剂的制备苯酚300g、壬基酚700g、甲醛450g、D230600g、D4001200g加入反应容器中，升温至115°C反应2h，然后蒸馏出小分子物质，这样就得到目标产物。A组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到E5170，E4430，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯50，二丁酯5，丁基缩水甘油醚12，KH5602。B组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到改性固化剂100，DMP301， BYK-A5300. 2。环氧胶粘剂由A组分与B组分按质量比例为2 1.1混合搅拌均勻而成。对比例1由上述实施例1中相同质量份数的环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、稀释剂、偶联剂组成的环氧胶粘剂的主要成分，曼尼希改性胺作为固化剂。A组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到E51100，聚氨酯改性环氧树脂42，苯甲醇5，丁基缩水甘油醚10，KH5602。B组分由如下质量份数的组分混合搅拌得到曼尼希改性胺(D300和D400) 100， DMP301, BYK-A5300. 2。环氧胶粘剂由A组分与B组分按质量比例为2 1混合搅拌均勻而成。将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的A组分、B组分按照比例搅拌均勻成型试件，在23 士 2°C下固化7天后，在23°C和_5°C环境下根据GB/T2568-1995分别进行性能检测。测试结果对比见表一。将实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的A组分、B组分按照比例搅拌均勻成型试件，在23士2°C下固化7天后，再在80°C下固化7天，然后在23°C和_5°C环境下根据 GB/T 2568-1995分别进行性能检测。测试结果对比见表二。表一
权利要求
1.一种柔性环氧胶粘剂，包括A组分和B组分，其特征在于，所述A组分包括以下质量份数的组份双酚A型环氧树脂100，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯30 50，稀释剂15 20，偶联剂1-2 ；所述B组分包括以下质量份数的组份改性固化剂100，促进剂1-2，消泡剂0. 1 0. 5 ；其中A组分与B组分的质量比为2 0. 8 1. 2 ；所述丙烯酸酯基团封端的聚氨酯是由端异氰酸酯基聚氨酯预聚体与羟基丙烯酸酯反应得到；所述改性固化剂是由苯酚、壬基酚和甲醛与聚醚多元胺固化剂经曼尼希反应得到。
2.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述端异氰酸酯基聚氨酯预聚体是由聚醚多元醇与多异氰酸酯经加聚反应得到。
3.根据权利要求2所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述聚醚多元醇为聚乙二醇PEG、聚丙二醇PPG、聚四氢呋喃二醇PTMEG的一种或者两种以上的混合物。
4.根据权利要求2所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯 TDI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、苯二亚甲基二异氰酸酯的一种或者两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂为E51、E44或者两者的混合物。
6.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述羟基丙烯酸酯化合物为丙烯酸羟乙酯HEA、丙烯酸羟丙酯ΗΡΑ、丙烯酸羟丁酯HBA的一种或者一种以上的混合物。
7.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述稀释剂为丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、苯甲醇、二丁酯的一种或者一种以上的混合物；所述偶联剂为硅烷偶联剂。
8.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述的聚醚多元胺固化剂为聚醚胺 D230和聚醚胺D400。
9.根据权利要求1所述环氧胶粘剂，其特征在于，所述促进剂为壬基酚、DMP30或两者的混合物；消泡剂为有机硅消泡剂。
10.权利要求1 9任一项所述的环氧胶粘剂作为路面覆层用胶粘剂的应用。
全文摘要
一种柔性环氧胶粘剂及其应用，包括A组分和B组分，A组分是由以下质量份数的组份组成环氧树脂100，丙烯酸酯基团封端的聚氨酯30～50，稀释剂15～20，偶联剂1-2，B组分是由以下质量份数的组份组成改性固化剂100，促进剂1-2，消泡剂0.1～0.5，其中A与B组分的质量比为2∶0.8～1.2。另外还涉及该环氧胶粘剂作为路面覆层用胶粘剂的应用。本发明的柔性环氧胶粘剂不但保持环氧树脂机械性能好的特点，且还具有常温快速固化、耐老化性能优异、耐低温、柔韧性好、断裂伸长率高等优异性能。由这种柔性环氧胶粘剂和耐磨骨料构造的路面覆层具有防滑耐磨、路面舒适度高、耐久性能优异，经济环保等特点。
文档编号C09J175/16GK102408860SQ20111031796
公开日2012年4月11日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者单远铭, 彭勃, 田甜, 黄燎 申请人:湖南固特邦土木技术发展有限公司