[发明专利]一种氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青粘结剂及其应用

说明书

一种氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青粘结剂及其应用，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为100：(228.4~429），其中，A组分为环氧树脂，B组分原料按质量份数配比如下：SBS改性沥青、固化剂、固化促进剂、氧化石墨烯、偶联剂、芳烃油。本发明采用氧化石墨烯作为增韧剂来提高热固性SBS改性沥青的韧性，在保证环氧树脂和SBS改性沥青良好相容性的同时，提高了热固性SBS改性沥青固化物的力学强度和韧性。本发明为解决热固性SBS改性沥青低温脆性问题提供了新的思路。本发明的氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青主要适用于钢桥面、城市高架桥、水泥混凝土桥面、隧道、高速公路等高等级路面的铺装。

技术领域

本发明涉及道路桥梁施工用材料技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青粘结剂及其应用。

背景技术

在桥面铺装过程中，设置防水粘结层是确保桥面铺装结构耐久性的重要措施之一。在桥面铺装过程中，为了防止水分渗入桥面，腐蚀混凝土中的钢筋或钢桥面板，威胁桥梁安全，铺装防水粘结层将桥面板和铺装层粘结成一个整体，不仅改善桥面板与铺装层的受力情况，还能够防止水分渗入。

用于钢桥面铺装粘结层的材料主要有热熔型粘结材料，溶剂型粘结材料和热固性粘结材料。热熔型粘结材料由沥青掺加树脂（如松香）和各种高分子材料（如乙烯－乙酸乙烯（醋酸乙烯）酯共聚物、聚乙烯和丁苯橡胶等）组成。热熔型粘结材料具有一定的变形能力，对钢板变形具有跟随能力，也具有良好的防水作用。然而，此种材料在高温下容易变软，粘结力下降。而且，热熔型材料必须在施工前充分融化，升温至规定的温度后搅拌均匀，再用沥青撒布车均匀撒布，施工难度相对较大。施工前的预热也会降低热熔型粘结材料的粘结效果。溶剂型粘结材料一般多指乳化沥青和可溶性橡胶沥青，其缺点是高温易软化，且材料内部含有热敏性物质，遇摊铺高温时会释放出气体，从而使铺装层产生气泡。

热固性粘结材料主要是环氧树脂和环氧沥青。环氧沥青是一种以热固性环氧树脂改性沥青材料，使热塑性的沥青从根本上转变为热固性材料，赋予环氧沥青优良的力学强度、柔韧性、耐疲劳性能、耐高温性能以及抗腐蚀性能等特点。环氧沥青无论在粘结力、变形能力、还是在热稳定性方面，都具有显著优势。然而，环境温度较低时，如秋冬季节，环氧沥青呈脆性，容易造成铺装层开裂、脱层等病害。因此，有必要开发高韧性、热固性SBS改性沥青粘结剂用于路桥的防水与粘结。

发明内容

解决的技术问题：针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青粘结剂及其应用，该粘结剂材料具有优良的粘结性能、力学强度、韧性，主要适用于钢桥面防水粘结层铺装。

技术方案：一种氧化石墨烯增韧的热固性SBS改性沥青粘结剂，包括A组分和B组分，A组分与B组分的质量比为100：(228.4~429），其中，A组分为环氧树脂，B组分原料按质量份数配比如下：SBS改性沥青135~280份、固化剂80~100份、固化促进剂5~20份、氧化石墨烯0.4~4份、偶联剂3~5份、芳烃油5~20份。

作为优选，所述环氧树脂为液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，环氧值在0.41~0.54之间，包括E-51和E-44中的一种或两种的混合物。

作为优选，所述固化剂为聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、二聚脂肪酸、十二烯基琥珀酸酐的一种或几种的混合物。

作为优选，所述固化促进剂为苄基二甲胺、三乙胺、N，N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2,4,6-三（二甲氨基甲基）苯酚、咪唑、2-甲基咪唑、2，4-二甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种的混合物。

作为优选，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-560、KH-550、KH-602、KH-792和SJ-42中的至少一种。

作为优选，所述B组分的制备过程如下：

（1）将氧化石墨烯、偶联剂、芳烃油混合后，超声分散30min；