一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用。通过对多乙烯多胺进行亲油、亲水改性，即在多乙烯多胺分子中引入柔性聚醚链段以及与环氧树脂匹配的链段，从而制得自乳化型非离子水性环氧树脂固化剂；水性环氧沥青中包括该自乳化型非离子水性环氧树脂固化剂、乳化沥青和水性环氧树脂主剂，采用本发明专利技术合成的自乳化型非离子水性环氧树脂固化剂制备出的水性环氧树脂乳液具有优异的稳定性，且与乳化沥青间的配伍性好。本发明专利技术的水性环氧沥青韧性好，应用于桥面防水粘结层时，其综合性能得到大幅度改善。

A water based epoxy resin curing agent, a preparation method thereof and a waterborne epoxy asphalt containing the same, a preparation method and an application thereof

The invention discloses a waterborne epoxy resin curing agent, a preparation method thereof and a waterborne epoxy asphalt containing the curing agent, a preparation method and an application thereof. The polyamine is oleophilic and hydrophilic modification, namely the introduction of flexible polyether in polyamine molecules and chain segment matching with epoxy resin, so as to obtain a self emulsifying non-ionic waterborne epoxy resin curing agent; waterborne epoxy asphalt including the self emulsifying type non ion water epoxy resin curing agent, asphalt emulsion and waterborne epoxy resin is the main agent, the synthetic non self emulsified waterborne epoxy resin emulsion prepared by ionic waterborne epoxy curing agent system has excellent stability, and good compatibility between asphalt emulsion. The water soluble epoxy asphalt has good toughness, and the comprehensive performance is greatly improved when applied to the waterproof bonding layer of the bridge deck.

【技术实现步骤摘要】
一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用
本专利技术涉及建筑领域用粘结材料，具体涉及一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用。
技术介绍
桥梁、道路等建筑常需要防水粘结材料，以桥梁为例，桥面防水粘结层是指设置在水泥混凝土桥面板与桥面铺装层间的用于阻止雨水等有害介质进入桥面板内部并提供桥面铺装层与桥面板间粘结力的保护功能层。防水粘结层的性能好坏直接决定了下层桥面板及上层铺装层的服役年限。以热沥青为桥面防水粘结层，不仅能耗高、污染大，且其耐高温性能较差；以乳化沥青或传统改性乳化沥青为桥面防水粘结层，则存在粘结强度低、柔韧性差、强度较小等性能缺陷，尤其在高温、超载、纵坡等不利条件下无法保障上层铺装层与混凝土桥面板间具有良好的粘结力，从而导致拥包、推挤、层间滑移等破坏的发生。为了克服现有乳化沥青粘结强度低、低温柔韧性差、高温强度小等性能缺陷，以粘结性好、收缩率低、抗蠕变性强等优点的水性环氧树脂来改性乳化沥青成为近年来改性乳化沥青领域的研究热点。目前，水性环氧改性乳化沥青多是直接运用市面上现有的水性环氧对乳化沥青进行改性，由于原水性环氧树脂所用乳化剂类型未知，故往往存在与乳化沥青配伍性差等性能缺陷。此外，目前市面上现有的水性环氧均是从强度出发调整配方，而桥面防水粘结层对材料的韧性、尤其是对疲劳韧性要求较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的其中一个问题是提供一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下两种技术方案：方案一，包括步骤：(1)在多乙烯多胺(C)分子结构中引入聚醚结构，即聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)与多乙烯多胺(C)反应生成中间产物D1，优选的，具体步骤为：将多乙烯多胺(C)溶于有机溶剂中，逐渐升温至50～70℃，然后在0.5～1h内逐步滴加溶解于有机溶剂中的聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)，滴加完毕后升温至60～80℃，继续反应3～5h，反应式见下：其中，R选自H或CH3；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。优选的，所述多乙烯多胺(C)与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)的物质的量之比为2.0～2.5：1。(2)在固化剂分子结构中引入与环氧树脂相匹配的分子链段，即将中间产物D1与环氧树脂(B)反应，生成水性环氧树脂固化剂E1，优选的，将中间产物D1经减压蒸馏除去未反应的多乙烯多胺(C)，然后加入计量的环氧树脂(B)在60～80℃下保温3～5h，最后除去有机溶剂并加入去离子水稀释至一定浓度即可，反应式见下：其中，R选自H或CH3；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。优选的，所述中间产物D1与环氧树脂(B)的物质的量之比为2.0～2.2：1。方案二，包括步骤：(1)在多乙烯多胺(C)分子结构中引入与环氧树脂相匹配的分子链段，即环氧树脂(B)与多乙烯多胺(C)反应生成中间产物D2，优选的，具体步骤为：将多乙烯多胺(C)溶于有机溶剂中，逐渐升温至50～70℃，然后在1～2h内逐步滴加溶解于有机溶剂中的环氧树脂(B)，滴加完毕后升温至60～80℃，继续反应3～5h，反应式见下：其中，R选自H或CH3；n为2～5间的任意整数。优选的，所述多乙烯多胺(C)与环氧树脂(B)的物质的量之比为2.0～2.5：1。(2)在固化剂分子结构中引入聚醚结构，即中间产物D2与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)反应，得水性环氧树脂固化剂E2。优选的，具体步骤为：将中间产物D2经减压蒸馏除去未反应的多乙烯多胺(C)，然后加入计量的聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)在60～80℃下保温3～5h，最后除去有机溶剂并加入去离子水稀释至一定浓度即可，反应式见下：其中，R选自H或CH3；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。优选的，所述中间产物D2与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)的物质的量之比为2.0～2.2：1。优选的，上述环氧树脂(B)选自双酚A缩水甘油醚型环氧树脂和/或脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂。优选的，上述两种方法中所述有机溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙醇、环己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氢呋喃、环己酮、甲苯、苯中的任意一种或几种。本专利技术要解决的另外一个问题是提供一种水性环氧沥青及其制备方法。该水性环氧沥青能够作为粘结剂在建筑领域应用，特别的是作为防水粘结层应用于水泥混凝土桥面。为解决上述技术问题，采用了以下方案：一种水性环氧沥青，包括组分：乳化沥青、水性环氧树脂主剂和水性环氧树脂固化剂，所述水性环氧树脂固化剂为上述水性环氧树脂固化剂E1或E2。优选的，所述乳化沥青、水性环氧树脂主剂和水性环氧树脂固化剂质量比为1：0.05～0.20：0.05～0.20。优选的，所述乳化沥青为非离子型乳化沥青、阳离子型乳化沥青、阴离子乳化沥青中的一种，其固含量为20％～60％。优选的，所述水性环氧树脂主剂为双酚A缩水甘油醚型环氧树脂，进一步优选的，选自E44，E51，E54型环氧树脂中的一种或几种。制备上述水性环氧沥青的方法，包括步骤：S1：将水性环氧树脂固化剂、水性环氧树脂主剂和去离子水搅拌均匀，形成水性环氧树脂乳液；优选的，具体加料步骤为：1)向水性环氧树脂固化剂，即水性环氧树脂固化剂E1或E2中加入适量的去离子水，搅拌均匀，进一步优选的，该搅拌速度为10～30r/min。2)以一定速率缓慢加入水性环氧树脂主剂，进一步优选的，将搅拌速率调整为30～80r/min，并以1～10ml/min的速率缓慢加入水性环氧树脂主剂；3)待水性环氧树脂主剂加入完毕后，继续搅拌，直至出现均匀的乳白色液体，进一步优选的，在30～80r/min搅拌速率下继续搅拌30～60min，直至出现均匀的乳白色液体。优选的，所述去离子水、水性环氧树脂主剂及水性环氧树脂固化剂间的质量比为1：0.4～0.6：0.4～0.6。S2：将上述水性环氧树脂乳液与乳化沥青混合搅拌均匀，得水性环氧沥青。优选的，具体加料步骤及工艺参数为：先在室温下，将乳化沥青置于搅拌速率为10～90r/min的搅拌机中搅拌10～30min；然后在上述乳化沥青中加入S1中所制备的水性环氧树脂乳液，继续在搅拌速率为10～90r/min的搅拌机中搅拌10～30min，即可制得水性环氧沥青。优选的，所述乳化沥青与水性环氧树脂乳液间的质量比为1：0.2～0.8。本专利技术所达到的有益效果：(1)本专利技术采用两部扩链法对多乙烯多胺进行亲水亲油改性，从而实现自乳化型非离子水性环氧树脂固化剂的制备，打破了传统环氧-多胺加成物通过添加酸液来增加固化剂亲水性的现状，所制水性环氧树脂乳液具有优异的稳定性，且与乳化沥青间的配伍性好。(2)本专利技术采用分子剪裁设计将聚醚柔性链段引入自乳化型非离子固化剂中，避免了橡胶类弹性体或热塑性树脂増韧改性对水性环氧树脂加工过程带来的不利影响，实现了韧性水性环氧树脂的制备，从而改善了水性环氧沥青的综合性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例一：(1)水性环氧树脂固化剂，即自乳化型非离子水性环氧树脂固化剂的合成在干燥N2保护下，将146.2g(1.0mol)三乙烯四胺(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性环氧树脂固化剂，由包括以下步骤的方法制得：(1)聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)或环氧树脂(B)与多乙烯多胺(C)反应分别生成中间产物D1或D2：

【技术特征摘要】
1.一种水性环氧树脂固化剂，由包括以下步骤的方法制得：(1)聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)或环氧树脂(B)与多乙烯多胺(C)反应分别生成中间产物D1或D2：(2)中间产物D1或D2再分别与环氧树脂(B)或聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)反应得水性环氧树脂固化剂E1或E2：其中：R选自H或CH3；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。2.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂固化剂，其特征在于，所述环氧树脂(B)选自双酚A缩水甘油醚型环氧树脂和/或脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂。3.根据权利要求1所述的一种水性环氧树脂固化剂，其特征在于，使用有机溶剂作为反应介质，所述有机溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙醇、环己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氢呋喃、环己酮、甲苯、苯中的任意一种或几种。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种水性环氧树脂固化剂，其特征在于，步骤(1)中多乙烯多胺(C)与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)，或多乙烯多胺(C)与环氧树脂(B)的物质的量之比均为2.0～2.5：1；步骤(2)中中间产物D1与环氧树脂(B)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李款，陈李峰，潘友强，张辉，张健，
申请(专利权)人：江苏中路工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32