高性能水性环氧树脂的合成及其在防水粘结层中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种高性能水性环氧树脂的合成及其在防水粘结层中的应用，该高性能水性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：（1）将氯代烷和双酚A环氧树脂加入有机溶剂中在催化剂的催化下升温反应得到中间产物；所述氯代烷的质量占双酚A环氧树脂质量的10%～50%；所述催化剂的质量占反应体系总质量的0.2%～0.5%；（2）向降温后的中间产物中加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，升温反应即得到目标产物。本发明专利技术采用在双酚A上接支直链型亲油剂，可促使新型双酚A环氧树脂与沥青进行融合，克服了普通双酚A环氧树脂易于沥青分离的难题，增强了防水粘结层的抗拉和抗剪切强度，延长的沥青路面的使用寿命。

Synthesis of a new type of high performance waterborne epoxy resin and its application in waterproof adhesive layer

The synthesis and the present invention discloses a novel high performance waterborne epoxy resin used in waterproof bonding layer and preparation method of the high performance of waterborne epoxy resin, which comprises the following steps: (1) the chloralkane bisphenol A epoxy resin and adding organic solvent in the catalytic reaction to obtain intermediate temperature product quality; the chloralkane mass of bisphenol A epoxy resin 10% ~ 50%; the quality of the catalyst of the total quality of the reaction system from 0.2% to 0.5%; (2) adding polyethylene glycol or polyethylene glycol derivatives to the intermediate product after cooling, the temperature rise of the reaction to obtain the target product. The invention adopts pick up a straight chain lipophilic agent in bisphenol A, can promote the new type of bisphenol A epoxy resin and asphalt were fused, overcome the problem of ordinary bisphenol A epoxy resin easy separation of asphalt, enhance the waterproof and cohesive layer tensile and shear strength, prolong the service life of the asphalt pavement.

【技术实现步骤摘要】
新型高性能水性环氧树脂的合成及其在防水粘结层中的应用
本专利技术涉及一种新型高性能水性环氧树脂制备方法，尤其涉及一种防水粘结层用新型高性能水性环氧树脂的制备方法及其应用。
技术介绍
进入21世纪，随着我国经济的快速发展，道路、桥梁作为公共基础建设的重要组成部分，格外受到重视。国内20世纪90年代初建设的道桥桥面铺装基本上不设防水层，投入使用不久后，桥面沥青混凝土铺装层就会出现严重的破损、开裂、坑槽、涌包等早期破坏现象，严重影响桥梁的使用寿命和行车的舒适性、安全性。桥梁混凝土主要的病害原因有冻融破坏、钢筋腐蚀、碱集料反应、混凝土碳化等。通过分析可以知道，水是造成上述破坏的最直接和最重要的原因之一。因此，从根本上切断水的来源即做好桥面防水处理，是保证混凝土桥梁免遭破坏、延长桥梁使用寿命、提高桥梁上部结构耐久性的有效措施。随着道桥防水技术研究的不断深入，我国颁布实施了道桥用防水材料的相关标准，对推动我国道桥用防水材料的技术升级、更新换代和健康发展发挥了重要作用，并为确保道桥工程质量提供了技术支持。目前，道桥用沥青防水涂料存在涂抹后粘脚、干燥慢、容易分层、强度低等问题，所以开发一种具有优良防水性能的道桥用沥青涂料就显得格外重要。本课题研发了一种水性环氧沥青防水涂料，可以解决上述问题。该涂料兼具环氧树脂和沥青涂料的双重优点，涂膜干燥后具有力学性能好、剪切强度大、粘结力强、高低温性能好、不发软、不发粘等特点，还具有低温柔韧性优异、不透水性强、抗硌破性好等优点。目前国内道路行业针对水性环氧沥青研究还是仅仅拿到国外产品进行复配改性，没有任何报道针对环氧树脂结构进行改性，从分子结构上设计出适合我国高速公路用防水粘结层专用水性环氧树脂。本专利基于对市面上常用水性环氧树脂进行改性，使之能够与沥青发生作用结合到一起，从根本上解决目前水性环氧沥青中水性环氧树脂与沥青相离析的难题，大幅度提升水性环氧沥青的拉拔强度和抗剪切强度。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有的水性环氧沥青存在的缺陷，而提供一种新型高性能水性环氧树脂的制备方法及其应用，解决水性环氧树脂与乳化沥青易分离，高温拉拔强度低的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种高性能水性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：(1)将氯代烷和双酚A环氧树脂加入有机溶剂中在催化剂的催化下升温反应得到中间产物；所述氯代烷的质量占双酚A环氧树脂质量的10％～50％；所述催化剂的质量占反应体系总质量的0.2％～0.5％；(2)向降温后的中间产物中加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，升温反应即得到目标产物，所述的聚乙二醇或聚乙二醇衍生物占所述双酚A环氧树脂质量的80％～150％。步骤(1)中所述升温反应的反应温度为80℃～100℃，反应时间为3.5h～7h；步骤(2)中所述升温反应的反应温度为70℃～120℃，反应时间为5h～12h。步骤(1)中所述的催化剂为AlCl3、FeCl3、H2SO4、H3PO4、BF3、HF或ZnCl2。步骤(1)中所述的氯代烷为式(I)所示结构的化合物：R1Cl(I)R1为正壬基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基和正十六烷基中的一种。所述的双酚A环氧树脂为式(II)所示结构的化合物：步骤(2)中所述的聚乙二醇或者其衍生物为式(III)所示结构的化合物：R2为H、烯丙基、甲级烯丙基、甲基烯丁基或甲基烯戊基；所述的聚乙二醇是分子量为800、1000、2000或5000的聚乙二醇(即为聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇2000或聚乙二醇5000)；所述的聚乙二醇衍生物优选为甲基烯丙醇聚醚2400、甲基烯丙醇聚醚5000、甲基烯丙醇聚醚8000、烯丙醇聚醚2400、甲基烯丁醇聚醚2400或甲基烯戊醇聚醚2400。本专利技术所述高性能水性环氧树脂的制备方法中，新型高性能水性环氧树脂的具体反应过程如下：式IV中的R1与式I中的R1具有相同的含义，R1为正壬基、正辛基、正十二烷基，正十四烷基，正十六烷基中的一种。式IV中的R2与式III中的R2具有相同的含义，R2为H、烯丙基、甲级烯丙基、甲基烯丁基、甲基烯戊基；聚乙二醇的分子量为800、1000、2000或5000；聚乙二醇衍生物为甲基烯丙醇聚醚2400、甲基烯丙醇聚醚5000、甲基烯丙醇聚醚8000、烯丙醇聚醚2400、甲基烯丁醇聚醚2400、甲基烯戊醇聚醚2400。式IV中的n和m分别与式II中n和式III中的m具有相同的含义。步骤(1)中所述的有机溶剂为二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、二氧六环、乙腈、正辛烷、甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯、甲醇、四氢呋喃、乙酸乙酯、正己烷、环己烷、氯仿、二氯甲烷和吡啶中的任意一种。优选的，所述双酚A环氧树脂与有机溶剂的质量体积比(g：mL)为1:1～3。上述的方法制备的高性能水性环氧树脂。一种水性环氧沥青，将上述方法制备的高性能水性环氧树脂添加到乳化沥青中，所述高性能水性环氧树脂添加量占乳化沥青质量分数的2％-20％(w/w)。所述乳化沥青的固含量为40％～50％。上述的水性环氧沥青在防水粘结层中的应用。所述水性环氧沥青喷洒剂量为每平米0.2-0.6Kg。本专利技术采用在双酚A上接支直链型亲油剂，可促使新型双酚A环氧树脂与沥青进行融合，克服了普通双酚A环氧树脂易于沥青分离的难题，增强了防水粘结层的抗拉和抗剪切强度，延长的沥青路面的使用寿命。借由上述技术方案，本专利技术的新型改性水性环氧沥青的制备方法及其应用至少具有下列优点：解决水性环氧树脂与乳化沥青易分离，高温拉拔强度低的问题，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例详细说明如后。具体实施方式为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,对依据本专利技术提出的新型改性水性环氧沥青的制备方法及其应用其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。以下实施例中，双酚A环氧树脂通过液相色谱计算。液相色谱分离产物的条件为：采用反向色谱柱，流动相为甲醇/水＝80/20，紫外吸收波长选择在254nm，采用内标法测转化率。新型高性能水性环氧沥青的性能检测参照《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》(江苏省地方标准，DB32/T2285-2012)。实施例1将20g济宁华凯树脂有限公司的双酚A环氧树脂E51，0.3gAlCl3和4g1-氯代正壬烷加入50mlN,N-二甲基甲酰胺中，升温到85℃，反应4h得到环氧中间体。再将中间体降温到室温(25±5℃)，加入16g聚乙二醇2000，再升温到90℃反应7h得到目标产物，通过液相色谱测得双酚A环氧树脂的转化率为91.2％。水溶性环氧沥青制备及喷洒：取4g新型水性环氧树脂加入到100g的50％的阴离子乳化沥青中，通过胶体磨过磨一次，即得到水性环氧沥青乳液。乳液的喷洒量为0.3Kg/m2。陶氏水性环氧沥青的制备：取陶氏水性环氧树脂4g，加入到100g的50％的阴离子乳化沥青中，通过胶体磨过磨一次，即得到水性环氧沥青乳液。乳液的喷洒量为0.3Kg/m2。测试水性环氧沥青的技术指标如下：表1水性环氧沥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氯代烷和双酚A环氧树脂加入有机溶剂中在催化剂的催化下升温反应得到中间产物；所述氯代烷的质量占双酚A环氧树脂质量的10％～50％；所述催化剂的质量占反应体系总质量的0.2％～0.5％；(2)向降温后的中间产物中加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，升温反应即得到目标产物，所述的聚乙二醇或聚乙二醇衍生物占所述双酚A环氧树脂质量的80％～150％。

【技术特征摘要】
1.一种高性能水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将氯代烷和双酚A环氧树脂加入有机溶剂中在催化剂的催化下升温反应得到中间产物；所述氯代烷的质量占双酚A环氧树脂质量的10％～50％；所述催化剂的质量占反应体系总质量的0.2％～0.5％；(2)向降温后的中间产物中加入聚乙二醇或聚乙二醇衍生物，升温反应即得到目标产物，所述的聚乙二醇或聚乙二醇衍生物占所述双酚A环氧树脂质量的80％～150％。2.根据权利要求1所述的高性能水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述升温反应的反应温度为80℃～100℃，反应时间为3.5h～7h；步骤(2)中所述升温反应的反应温度为70℃～120℃，反应时间为5h～12h。3.根据权利要求1所述的高性能水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的催化剂为AlCl3、FeCl3、H2SO4、H3PO4、BF3、HF或ZnCl2。4.根据权利要求1所述的高性能水性环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的氯代烷为式(I)所示结构的化合物：R1-Cl(I)R1为正壬基、正辛基、正十二烷基、正十四烷基和正十六烷基中的一种。5.根据权利要求1所述的高性能水性环氧树脂的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈香，陈李峰，关永胜，李经纬，刘杰，潘友强，张建，
申请(专利权)人：江苏中路交通科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32