[发明专利]改性热固性环氧沥青材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性环氧沥青材料及其制备方法，主要用于建筑领域中。

背景技术

沥青具有优良的耐水、防潮、防腐蚀性，并且其资源丰富，价格较低，长期以来一直被用于路面材料和防水材料等。但由于沥青的相对分子量较低和其分子量分布较宽，使其对温度敏感性较高。在升高温度时，沥青的强度下降；在降低温度时沥青材料变脆。故很大程度上限制了沥青的广泛应用。

随着我国公路建设的快速发展，国家干线公路网正在形成之中，高等级公路的大量铺筑，大跨径桥梁的建设。使得道路沥青材料的使用越来越显得重要和普遍。我国属于多江多湖的国家，在公路建设中大跨度桥梁得到广泛应用，大跨径桥梁具有构键质量轻、运输与架设方便、施工周期短等特点，大跨度桥梁的桥面结构虽然具有施工简单、自重轻的优点，但是桥面铺装的问题也显得越来越突出。尤其是桥面易于产生早期破坏。由于沥青混凝土耐高温性能差，而钢结构属于热的良导体，夏季高温时，在汽车荷载与高温的耦合作用下钢板与沥青混凝土之间的界面容易发生推移；同时，由于沥青混凝土具有一定的空隙，雨水易透过沥青面层渗至钢板表面，在水与空气的共同作用下，钢板表面的防水粘结层易遭受破坏，进而降低钢板与沥青混凝土之间的界面粘结强度。使得钢箱梁桥遇到夏季高温时就会出现不同程度的推移、拢包以及车辙等病害。冬季时需要沥青混合料有较强的变形能力。因此，对钢桥桥面铺装用的沥青不仅需要优良的高温抗车辙能力，低温抗开裂能力，而且需要优良的抗疲劳变形能力。显然。普通沥青不能满足上述要求，只有对沥青进行改性，才能满足上述要求。

改性沥青一股是指聚合物改性沥青，用于改性的聚合物种类很多，一股常用的有天然橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯丁二烯嵌段共聚物、聚乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物及环氧树脂等。其中环氧改性沥青常用于高速公路及道桥用的沥青改性材料。在CN1546571中给出了一种高速公路及道桥用的包含用聚异丁烯丁二酸酐改性的环氧沥青材料。在CN1952012中给出了一种使用含有弱极性的高级脂肪碳链和强极性的曼尼期碱或者环氧树脂与多元醇组成的化合物的环氧沥青材料的专用增容剂改性的热固性环氧沥青材料、它不须对沥青进行化学改性，也不需要限定沥青的种类，只需要在沥青中加入专用增容剂，配合常规的环氧树脂和固化剂就可以形成热固性环氧沥青材料。在CN101003688中给出了涉及一种以沥青，固化剂，促进剂，消泡剂组成的高性能环氧沥青路面材料。它具有优良的耐蚀性、耐水性、耐候性、耐疲劳性、高温耐蠕变性及低温抗脆裂性。在CN101020601中给出了一种以改性烷基酚、缩水甘油醚改性的环氧沥青浇注式路面铺筑材料。它是一种具有施工温度低、流动性好、施工便利的环氧沥青浇注式混凝土材料。USP6399680给出了用改性沥青总量的0.02-3％的硫酸、磷酸、冰醋酸或硝酸作促进剂，含有改性沥青总量的0.2-15％的环氧基的共聚物制成的改性沥青；USP4162998中给出了用多胺和环氧树脂改性沥青的方法；USP5576363给出了用含有环氧基团的共聚物及羧酸等改性来制备双组分改性沥青材料的方法；USP4360608给出了以沥青，环氧树脂和聚醚多元醇增容剂组成的环氧沥青材料，作为路面铺设材料，它具有较好的抗热变形能力和流淌性。USP5095055中给出了含有无机酸基团的改性沥青和线性或支化的聚合物来制备的改性沥青，铺设此种材料的路面具有改进性的粘弹性，软化点升高，存储稳定性改善。USP5306750中给出了总量0.1-5％含有环氧基团的聚合物改性沥青材料，含有环氧基团的聚合物在沥青中形成连续相，由此得到具有抗车辙，低温抗开裂，抗柔性断裂和抗潮湿破坏能力的热固性改性沥青。在热塑性聚合物改性沥青中，因为环氧树脂与沥青的相容性差，由热塑性聚合物改性沥青中的沥青、环氧树脂和聚合物并没有形成网状的交联结构，时间久了容易从沥青组分中析出，从而导致改性沥青的质量下降。在热固性环氧树脂改性沥青中，是将少量环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生固化反应，形成网状交联的不可逆的固化剂，其固化反应使沥青从热塑性转变成热固性，因此热固性环氧沥青具有比普通沥青优异得多的物理、力学性能，如高强度、优良的抗疲劳性能、良好的耐久性及抗老化性能等。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性热固性环氧沥青材料及其制备方法，该方法得到的改性热固性环氧沥青材料中沥青和环氧树脂混合均匀性好。