[发明专利]一种中温后固化的准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

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。

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

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120℃。

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。

进一步，A组分还包括固化促进剂0.5～3份。

进一步，所述沥青为石油沥青、氧化沥青、煤沥青或湖沥青。

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0～3∶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π-π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。

式1：马来酰亚胺改性沥青的机理示意

式2：N-苯基马来酰亚胺改性沥青的机理示意

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。

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SURFONAMINE^TM单胺系列，ML-300，MNPA-1000等的一种或者多种的混合物。

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。

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。

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℃的沥青加入反应器，然后加入预先升温至90～160℃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组分按比例混合均匀，即得中温后固化的准热固性环氧沥青材料。

进一步，将升温到90～160℃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℃，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℃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。