[发明专利]道桥用热固性环氧沥青材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种道路桥梁用改性沥青的制备方法，尤其涉及一种高性能的热固性环氧沥青材料的制备方法。

背景技术

沥青具有优良的防水性能和粘接性能，价格低廉，广泛用于路面和桥面的铺装。但由于沥青的低分子量和热塑性，其力学性能对温度敏感，造成沥青高温易流淌，低温易龟裂，几乎没有弹性，耐疲劳性能差，限制了沥青的更广泛的应用。

长期以来人们一直致力于改性沥青及改性沥青混合料的研究开发。近10年来改性沥青技术进入了工程实体推广应用阶段，大力发展改性沥青已成为当今国内外沥青生产技术的主要发展方向。为了提高沥青的性能，可以用橡胶、塑料等来对沥青进行改性。如在沥青中加入SBS、APP、EVA、SBR等高分子材料来改性沥青。沥青的路面性能得到很大改善，但是这些改性方法是热塑性高分子材料与沥青的物理共混，从本质上没有改变沥青的热塑性。这种沥青能够满足普通路面的要求，但是不能满足高负荷的路面以及钢架桥桥面的性能要求。

环氧沥青作为一种正交异性桥面板铺装材料，已有逾39年成功应用的历史。自1967年以来，已有逾12万吨被铺设于超过二十五个桥面上，铺装总面积突破9百万平方米。环氧沥青出色的抗疲劳性能，使之能够在正交异性钢桥面板上完好无损，即使是经过数百万次车轮荷载挠曲变形也不开裂。例如，从旧金山到奥克兰的大桥，每天每条车道有30万辆车开过，三十多年以来已经有超过2亿五千万车次经过，路面依然完好无损。环氧沥青是壳牌石油公司于上世纪五十年代末开发的。它最初应用于一种特殊的飞机跑道路面的铺设。在1967年，AdhesiveEngineering Company从壳牌石油公司获得了商业开发的许可证。环氧沥青最初的商业应用是用于铺设圣马刁-海沃德(San Mateo-Hayward)大桥的正交异性钢板。在投入使用逾39年后，圣马刁-海沃德大桥的铺面至今依然状况极佳，这期间只进行了少量的维修。目前，化学系统公司持有使用环氧沥青铺设桥梁和路面的许可证。

双组份的环氧沥青结合料是一种热固性两相共混聚合物。也就是说，它一旦固化即不会熔化。这是非常重要的。因为传统的沥青在特定高温下会开始融化。新铺设的环氧沥青路面不会产生车辙。这样，可以使用更少的添加料来混合沥青。其结果是路面具有更高的防水性；公路可以在短时间内开放。

热固性环氧沥青的制备方法有很多种。USP5576363和USP5604274提出了一种热固性的环氧沥青材料，以带有环氧基团的聚合物和丙烷萃取的壳牌沥青共混为A组分，使用10％左右的马来酸酐改性丙烷萃取的壳牌沥青作为B组分制备的热固性沥青。ZL200310106597.X给出了以沥青、脂肪族二元酸、脂肪酸酐、聚异丁烯丁二酸酐、环氧树脂和环氧固化促进剂为B组分，环氧树脂为A组分的环氧沥青组成物。ZL200610039988.8提出了一种以带羧基或者酸酐基团的改性沥青、脂肪族二元酸、二聚酸或者醇酸树脂、脂肪酸酐以及环氧固化促进剂为A组分，以环氧树脂为B组分的环氧沥青组成物。CN 101255276A公开了一种以带羧基或者酸酐基团的改性沥青、脂肪族多元醇、脂肪族二元酸、二聚酸或者醇酸树脂、脂肪酸酐以及环氧固化促进剂为A组分，以环氧树脂为B组分的环氧沥青组成物。CN 101003688A公开了一种以沥青、改性桐酸或者改性蓖麻油酸、消泡剂以及环氧固化促进剂为A组分，以环氧树脂为B组分的环氧沥青组成物。

国内外关于热固性环氧沥青的背景技术中，环氧沥青的性能尤其是拉伸强度和断裂伸长率并不理想，特别是拉伸强度和断裂伸长率不能兼顾的问题比较突出。

发明内容

为了解决现有技术存在的环氧沥青的拉伸强度和断裂伸长率不能兼顾、相容性不好的问题，本发明提供了一种道桥用热固性环氧沥青材料及其制备方法，可以兼顾拉伸强度和断裂伸长率，且相容性好。

一种道桥用热固性环氧沥青材料，该道桥用高性能热固性环氧沥青材料由A部分和B部分组成：

A部分：环氧树脂            10～40质量份

脂肪酸              3.5～28.8质量份

B部分：沥青                10～95质量份

固化剂              7.2～29.4质量份。

上述道桥用热固性环氧沥青材料A部分中，所述环氧树脂可以是双酚A型环氧树脂，马来海松酸型环氧树脂或者萜烯马来酸环氧树脂。

上述道桥用热固性环氧沥青材料A部分中，所述脂肪酸可以是油酸、亚油酸、桐酸或者二聚脂肪酸。脂肪酸与环氧树脂加热共混反应后形成A部分。