[发明专利]一种热固性环氧沥青及其制备方法

说明书

本发明公开了一种热固性环氧沥青及其制备方法。该热固性环氧沥青，包括以下原料组分：改性调和沥青、环氧树脂、引发剂、固化剂、柔化调节剂、环糊精和催化剂，其中，所述柔化调节剂为端羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体聚丁二烯橡胶、无规羧基丁腈橡胶中的一种或几种；按重量份计：改性调和沥青：100份；环氧树脂：35~64份；引发剂：0.1~0.9份；柔化调节剂：2~16份；环糊精：1~8份；催化剂：0.3~1.6份。本发明的热固性环氧沥青相容性高、柔韧性好，并且使用环境友好的天然改性材料，改性过程中有机试剂的使用量较少。

技术领域

本发明涉及一种道路桥梁施工用材料及制备方法，具体涉及一种热固性环氧沥青及其制备方法。

背景技术

热固性环氧沥青是进行大跨径钢桥面铺装的优异材料，道路工作者对环氧沥青材料的研发投入了大量精力，但是环氧沥青的相容性和柔韧性差的问题都没有得到很好地解决。

石油沥青与环氧树脂的物理、化学性质相差较大，若直接混合，二者极易出现相分离。二者物理和化学性质的差异主要体现在溶解度参数、密度、介电常数等方面。石油沥青的溶解度参数约为8.71，而环氧树脂的溶解度参数约为10.42，二者有较大差距，属于热力学不相容体系。石油沥青的密度约为0.98~1.01g/cm³，而常用环氧树脂的密度约为1.15~1.20g/cm³，二者混合后易发生物理沉降和分层。石油沥青作为一种化学成分极其复杂的混合物，其介电常数为2.5~3.0，属于非极性或弱极性物质，而较常用的环氧树脂的介电常数约为3.9，属于极性物质。石油沥青和树脂混合后，非极性的沥青难以与极性的树脂形成均相，无法达到整体均匀性，环氧树脂固化后沥青被析出，沥青的热塑性未被固化体系改变，材料整体相关性能较差。目前环氧沥青固化后普遍强度太大，柔韧性不足，与钢桥面的变形协调性不好。且在低温条件下会产生很大的温度应力，产生疲劳裂缝。所以，要在保证相容性时兼顾柔韧性。

CN1837290A公开了一种道桥用热固性环氧沥青材料及其制备方法。该制备方法是通过对基质沥青进行顺酐化改性来提高环氧树脂与基质沥青的相容性，虽然相容性得到一定程度提高，但是顺酐化过程转化率很低，沥青加热会出现大量酸雾影响安全环保；未转化的酸酐单体存在于沥青中使得固化体系出现很多孔洞，影响最终固化体系的强度和拉伸性能，此种顾此失彼的方法不可取。

CN101255276A公开了一种道桥用环氧沥青材料及其制备方法，该方法主要对顺酐化改性提高相容性存在的问题进行了改善，通过添加有机醇类物质将未反应的顺酐单体中和转化，防止了顺酐挥发对环境的污染。但是该方法涉及反应较多，反应进程不好控制，难以将顺酐单体完全转化，且过量加入有机醇类会影响后期固化体系强度。

CN107603248A公开了一种环氧桐油热固性沥青增容剂、改性热固性环氧沥青及其制备方法，该方法通过将桐油进行改性来制备增容剂，通过加入增容剂来提高体系相容性。但该方法制备的增容剂与环氧树脂、沥青之间主要通过物理作用来提高相容性，效果不大；且所制备增容剂中含有环氧基，不能将固化剂提前与之接触，使得使用过程变得复杂。

综上，现有技术在解决环氧沥青相容性和柔韧性的问题时存在不同程度缺陷，酸类物质和有机溶剂用量较大，存在环境污染问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种热固性环氧沥青及其制备方法。本发明的热固性环氧沥青相容性高、柔韧性好，并且使用环境友好的天然改性材料，改性过程中有机试剂的使用量较少。

本发明提供了一种热固性环氧沥青，包括以下原料组分：改性调和沥青、环氧树脂、引发剂、固化剂、柔化调节剂、环糊精和催化剂，其中，所述柔化调节剂为端羧基液体丁腈橡胶、端羧基液体聚丁二烯橡胶、无规羧基丁腈橡胶中的一种或几种；按重量份计：

改性调和沥青：100份；

环氧树脂：35~64份，优选为40~55份；