一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物及其制备方法，该环氧沥青包括环氧沥青、抗氧化剂，其中，所述环氧沥青包括环氧沥青A组分、环氧沥青B组分、环氧沥青C组分，所述的环氧沥青A组分为双酚A型环氧树脂，环氧沥青B组分为长碳链的酸酐型固化剂，环氧沥青C组分为50#基质沥青或70#基质沥青，所述抗氧化剂为1010抗氧剂，利用少量的抗氧剂可以明显提高环氧沥青材料耐氧化能力；所采用的抗氧剂来源广、成本低，其可以嵌入在环氧沥青中三维网络结构中，可以清除沥青相自氧化老化过程中活性基团产生的自由基，阻止自由基与氧气分子反应，可以有效减缓沥青相的自氧化老化，可以降低材料成本。低材料成本。低材料成本。

【技术实现步骤摘要】
一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及道路建筑材料
，具体是一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧沥青是一种通过环氧树脂交联反应实现的高性能铺装材料。由于优异的性能，环氧沥青被广泛应用于大跨径钢桥面、高速公路、机场道面等关键工程项目。虽然现有环氧沥青材料可以提高路面结构的使用性能，但是其受环境影响的程度是不可忽略的。现有研究成果显示（DOI:https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.130482; https://doi.org/10.1080/14680629.2008.9690129;10.3969/j.issn.1671
‑
1815.2019.12.049;10.1061/(ASCE)MT.1943
‑
5533.0004408），在环氧沥青体系中，沥青相的老化与树脂相的后固化均会引起环氧沥青材料的性能劣化，从而影响环氧沥青路面结构的服役寿命；在热氧老化作用下，沥青材料受氧化程度比环氧树脂类材料明显，因而在沥青含量较高的环氧沥青材料中，其受氧老化程度很严重，引发抗变形、抗疲劳性能明显下降，进而无法体现环氧沥青本身优异的服役性能。此外，在一些特殊地区与混合料结构中，环境气候老化影响的作用尤其明显，比如长时间处于高温环境下的海南地区，路面受氧化程度大大增加；比如玛蹄脂碎石（SMA）结构、排水式开级配（OGFC）大孔径排水结构，由于其存在较大的空隙（甚至可达20%），大大增加了环氧沥青混合料与氧气接触的面积，使得结构产生较大幅度的环境老化。
[0003]现有文献报道关于沥青与树脂材料的抗老化方案的专利较多，未提出关于环氧沥青抗氧化方案。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供一种耐热氧老化型的环氧沥青及其制备方法，与常规的现有环氧沥青材料不同的是，本专利技术将环氧沥青与抗老化剂结合，采用较高比例的环氧树脂固化体系以提高材料整体耐热性，同时还引入受阻酚抗氧剂1010，利用抗氧剂1010的热稳定性与优异的相容性，提高环氧沥青的耐热氧老化，阻止环氧树脂体系的后固化与沥青成分的受氧化降解，所形成的环氧沥青材料不仅可以具有优越的路用性能，还具有优异的耐热氧老化性能，延长路面结构使用寿命。同时该体系可以拓宽环氧沥青材料的应用场景，使其具有应用于热带及特殊混凝土结构的路面的前景，具有一定的推广价值。
[0005]本专利技术是通过如下技术方案来实现的：一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物，其包括环氧沥青、抗氧化剂，所述环氧沥青包括环氧沥青A组分、环氧沥青B组分、环氧沥青C组分，各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分5～25份，环氧沥青B组分38～50份，环氧沥青C组分20～33.75份，
抗氧化剂0.1～1份；所述的环氧沥青A组分为双酚A型环氧树脂，环氧沥青B组分为长碳链的酸酐型固化剂，环氧沥青C组分为50#基质沥青或70#基质沥青；所述抗氧化剂为1010抗氧剂，用于替代部分沥青。
[0006]优选的，抗氧剂进行物理融合。
[0007]优选的，各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分25份，环氧沥青B组分38.5
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50份，环氧沥青C组分28.8
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33.75份，抗氧化剂0.15
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0.55份。
[0008]优选的，各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分25份，环氧沥青B组分38.5
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50份，环氧沥青C组分28.8
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33.75份，抗氧化剂0.138份
‑
0.5份。
[0009]优选的，各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分20份，环氧沥青B组分40份，环氧沥青C组分33.75份，抗氧化剂0.15份。
[0010]作为本专利技术的另一方面，本专利技术提供一种制备耐热氧老化型的环氧沥青方法，其包括以下步骤，步骤1：先将环氧沥青C组分加热至100
‑
140℃，再将抗氧剂缓慢加入环氧沥青C组分中，搅拌；步骤2：将环氧沥青B组分加入步骤1产物中，分散搅拌至混合均匀，得到含有抗氧剂固化物液体；步骤3：向步骤2产物中加入环氧沥青A组分，保持温度在100
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120℃，均匀搅拌，即制得耐热氧老化型的环氧沥青。
[0011]优选的，步骤2中，所述分散搅拌，其为以500
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1000 r/min的搅拌速度进行。
[0012]本专利技术的有益效果在于：（1）本专利技术的抗氧剂用量在0.138%
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0.897%，相比于现有一般抗氧剂用量的0.5%~5%有了明显的降低，足以保证环氧沥青具有优异的抗热氧老化性能；即使0.138%
‑
0.5%的抗氧剂用量也可以极大改善环氧沥青耐热氧老化能力。
[0013]一般情况下，没有老化下，沥青越多，可以阻碍环氧树脂固化体系的固化程度，但会导致强度较低。而现有技术中，对于抗氧剂的选用和用量控制均是基于抗氧化效果的需要，本专利技术中将易受氧化的沥青成分微量替代稳定优异的抗氧剂成分，使得沥青和抗氧化剂均可通过物理隔阻碍环氧树脂固化体系的固化程度，有效起到隔离作用，且抗氧剂熔点在115
‑
118℃，80℃以下均保持固态及半固化形貌，解决了现有技术中沥青过多导致强度较低的问题。少量的抗氧剂通过物理隔离作用，阻碍环氧树脂相在受热氧作用下产生的后交
联反应，从而减少环氧树脂相的后固化进程，有效减缓环氧沥青材料氧化硬化，提升了环氧沥青材料的抗热氧老化能力。
[0014]（2）本专利技术专利少量的抗氧剂可以明显提高环氧沥青材料耐氧化能力，同时可以降低材料成本。
[0015]（3）本专利技术的环氧树脂成分具有不明显的后固化反应，其受热氧老化影响较低，可以减缓环氧沥青受热氧化影响；根据现有研究成果，在环氧沥青材料的服役过程中，沥青相成分受热氧降解的进程远高于环氧树脂相体系的后固化老化进程。在制备方法中，本专利技术先将具有优异热稳定性的抗氧剂先掺入C组分基质沥青材料中，以保证抗氧剂充分融于沥青相中，以提高沥青相的抗氧能力，防止沥青相受氧化降解挥专利技术显而影响环氧沥青整体的抗氧性能。其次，在高速分散机制备材料中，过高搅拌转速导致抗氧剂过多融于环氧树脂体系而影响前期化学固化反应，过低搅拌转速导致抗氧剂与环氧沥青相容不佳，因而设定合理的转速与搅拌时间是确保抗氧剂均匀分散在环氧沥青材料的体系中，挥发其重要的抗氧功能。
[0016]（4）本专利技术专利中所采用的抗氧剂来源广、成本低、具有优异的抗氧性，制备后可以嵌入在环氧沥青中三维网络结构中，可以清除沥青相自氧化过程中活性基团产生的自由基（如氢过氧化物、羰基生成物等一般自由基类型），阻止自由基与氧气分子反应，可以有效减缓沥青相的自氧化老化。
附图说明
[0017]图1是抗氧剂1010 的微观SEM图；图2是实施例3与实施例5的微观SEM图；其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物，其特征在于，包括环氧沥青、抗氧化剂，所述环氧沥青包括环氧沥青A组分、环氧沥青B组分、环氧沥青C组分，各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分5～25份，环氧沥青B组分38～50份，环氧沥青C组分20～33.75份，抗氧化剂0.1～1份；所述的环氧沥青A组分为双酚A型环氧树脂，环氧沥青B组分为长碳链的酸酐型固化剂，环氧沥青C组分为50#基质沥青或70#基质沥青；所述抗氧化剂为1010抗氧剂，用于替代部分沥青。2.根据权利要求1所述的制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物，其特征在于：抗氧剂与其他组分之间进行物理融合。3.根据权利要求1所述的制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物，其特征在于：各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分25份，环氧沥青B组分38.5
‑
50份，环氧沥青C组分28.8
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33.75份，抗氧化剂0.15
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0.55份。4.根据权利要求1所述的制备耐热氧老化型的环氧沥青的组合物，其特征在于：各组分按质量份数配比分别为：环氧沥青A组分25份，环氧沥青B组分38.5

【专利技术属性】
技术研发人员：闵召辉，王祺昌，黄卫，李明月，张珂，石志勇，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：