[发明专利]一种易施工和养护的高性能环氧沥青混合料及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性环氧树脂改性沥青混合料，具体的说是一种施工简单、养护时间短的环氧沥青混合料及其制备方法。

背景技术

石油沥青是沥青路面建设与养护不可或缺的材料，其性能直接决定沥青路面的工程质量和路面的结构形式。由于石油沥青的分子量分布和极性变化较大，这样的组成和结构特点决定了其在高温时易软化，低温时易脆裂。为了提高沥青的性能，通常用添加聚合物的办法进行改性。用于沥青改性的聚合物可分为四大类：热塑性树脂、橡胶、热塑性弹性体和反应性聚合物。橡胶(如丁苯橡胶，SBR)和热塑性弹性体(如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，SBS)将赋予改性沥青很好的弹性，而热塑性树脂(如聚乙烯，PE和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物，EVA)和反应性聚合物(如马来酸酐改性的热塑性弹性体和含有环氧基团的乙烯基共聚物)将会提高改性沥青的刚性和降低载荷下的变形。与上述四大类改性沥青的聚合物不同，环氧树脂本身是一种单体，它可以作为沥青的改性剂，可以有效地提高沥青的性能，但一旦沥青中的环氧树脂与固化剂发生固化反应，就会形成不可逆的两相三维热固性复合物，这种两相热固性复合物是以交联的环氧树脂为连续相，沥青作为分散相。沥青被牢牢地束缚在环氧树脂形成的交联网络中，这样高温时沥青的无法流动，低温时沥青的抗裂性也得到提高，从而从根本上改变沥青的热塑性行为，赋予沥青优良的性能。因此，环氧沥青具有强度高、刚度大、耐疲劳性能优异、耐温性好以及抗腐蚀性好等特点。

自从2001年以来，我国有30多座大跨径钢桥面采用美国环氧沥青进行铺装。该系列环氧沥青是以羧酸作为固化剂，这一体系最大的特点就是固化反应慢、反应时间较长，用其所制备的环氧沥青混合料后期养生时间较长，一般需要30-45天的时间，因此，对于发生病害的环氧沥青路面无法再用该系列材料进行维修。另外，美国环氧沥青混合料的施工工艺比较复杂，施工中对时间和温度的要求也十分严格，施工难度较大；如对桥梁所在地的气候环境(温度)、交通荷载等因素考虑不足而设计失误或是施工控制不严，或铺摊压实不佳引起稳定性不好，以及铺装后养护时间不够，这些都会导致环氧沥青铺装路面或桥面的使用性能下降甚至发生严重病害，严重了影响了桥梁的正常使用。

发明内容

本发明的目的是提出一种施工简单、养护时间短的环氧沥青材料及其制备方法，该环氧沥青材料具有高强度、高韧性、耐疲劳性能优异、易施工、养护时间短的特点，适用于大跨径钢桥面、高等级公路、隧道、机场跑道等路面的铺装。

本发明的技术方案为：

一种高性能热固性环氧沥青混合料，它包括A、B、C和D四个组分，A组分主要由环氧树脂、改性增韧剂、促进剂和稀释剂组成，B组分主要由柔性固化剂、促进剂、增强剂和稀释剂组成，C组分由沥青组成，D组分由集料和矿粉组成，各组分的质量份数为：

A组分：

B组分：

C组分：

        重交通沥青    100-150份

D组分：

集料    90份

矿粉    10份

其中，A组分和B组分的质量比例为100∶50-100∶100，A和B之和与C组分的质量比例为100∶100-100∶160，A、B和C组分之和与D组分的质量比例为6∶94-7∶93。

所述的环氧树脂选用液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂(DGEBA)，其结构式如下：

所述的改性增韧剂是选用甲苯二异氰酸酯(TDI)改性的端羟基聚丁二烯液体橡胶(HTPB)，其结构式如下：

其中：

所述的A组分促进剂选用的是四丁基碘化铵(TBAI)，B组分促进剂选用叔胺促进剂邻羟基苄基二甲胺(DMP-10)，其结构式分别如下：

四丁基碘化铵(TBAI)

邻羟基苄基二甲胺(DMP-10)

所述的A组分稀释剂选用环氧树脂活性稀释剂，如苯基缩水甘油醚或苯甲醇缩水甘油醚，B组分稀释剂选用三苯基膦(TPP)，其结构式分别如下：

苯基缩水甘油醚

苯甲醇缩水甘油醚

三苯基膦(TPP)