环氧改性沥青及其制法和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种环氧改性沥青及其制法和应用。本发明专利技术环氧改性沥青，组成包括：基质沥青100份，微胶囊改性剂5～40份，固化剂5～40份，固化促进剂1～15份，其中，所述固化促进剂为咪唑类物质与第一环氧树脂经加成反应得到。该环氧改性沥青不仅相容性好、储存稳定，而且能在较高温度下拌合使用，同时兼顾了拉伸强度和断裂伸长率等性能。以该环氧改性沥青制备的沥青混合料具有优良的高温抗车辙性及低温抗开裂性，可用作高等级公路、桥梁、机场等路面铺装使用。装使用。

【技术实现步骤摘要】
环氧改性沥青及其制法和应用


[0001]本专利技术涉及道路沥青领域，具体涉及一种用于道桥的热固性环氧改性沥青及其制法和应用。

技术介绍

[0002]随着现代交通流量和车辆载荷的不断增大，公路路面承载着日益苛刻的外部使用条件，尤其是对于大跨度钢箱梁结构桥梁的铺装，对铺装材料的强度、变形稳定性和疲劳耐久性等提出了更高的使用要求。
[0003]为了提高沥青的性能，通常采用橡胶、塑料等来对普通沥青进行改性。如在沥青中加入SBS、SBR、EVA等高分子材料来改性沥青。虽然沥青的路面性能得到很大改善，但是这些改性方法是热塑性高分子材料与沥青的物理共混及部分交联，从本质上没有改变沥青的热塑性。这种沥青能够满足普通路面的要求，但是不能满足高负荷的路面以及钢架桥桥面的性能要求。
[0004]如何提高路面强度和寿命日益成为研究的重点，其中采用环氧树脂改性沥青是具有广阔应用前景的解决方案。环氧沥青是由环氧树脂、固化体系和沥青组成的一种多组分高性能路用材料，当环氧沥青体系发生固化反应后，形成不溶解、不熔融的固化交联体系，从根本上改变了沥青的热塑性质，具有远高于普通沥青的强度和粘结性，从而使路面具有优异的抵抗高温车辙、低温开裂、疲劳开裂和化学物质侵蚀的性能，显著延长路面的使用寿命。
[0005]一般环氧沥青由A、B两种组分组成，A组分为环氧树脂，B组分为沥青及各种添加剂。使用时先将A、B组分分别加热，按一定比例将两者在120℃左右混合搅拌均匀。虽然力学性能优异，但存在固化工艺性较差，拌和温度低，铺装过程的时间限制严格等缺陷，对其大规模推广以及质量控制造成很大限制。此外，由于沥青和环氧树脂的极性相差较大，相容性较差。
[0006]CN101629011B公开了一种道桥用热固性环氧沥青材料的制备方法，其热固性环氧沥青材料由A、B两种组分组成，A组分为环氧树脂和脂肪酸，B组分为沥青固化剂。将环氧树脂和脂肪酸加入反应器，加热并保持2～8个小时，再通过胶体磨搅拌均匀得到A部分，将沥青和固化剂加入反应器，加热保持0.5～2小时，再通过胶体磨搅拌均匀得到B部分，再将A 部分和B 部分在100～140℃混匀，120℃固化2～4 小时得到环氧沥青材料。这种方法得到的环氧沥青并没有解决沥青与环氧树脂的相容性问题，固化体系韧性和强度都不理想。
[0007]CN100348668C公开了一种道桥用热固性环氧沥青材料的制备方法，其热固性环氧沥青材料同样由A、B两种组分组成，A部分由用酸酐改性的沥青、脂肪族二元酸、醇酸树脂等组成，B部分为环氧树脂。这种方法在很大程度上解决了环氧树脂与沥青的相容性问题，但是仍然存在固化、拌合温度较低，固化时间长，固化速度不易控制等问题。
[0008]CN103146205A公开了一种能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料及其制备方法，该方法将固化剂做成微胶囊的形式加入到沥青中，虽然起到了暂时封闭的作用，但是
该方法选用的壁材是环氧树脂和中、低温固化剂，效果不理想，而且也没有解决拌合温度低（100～120℃）的问题。
[0009]综合关于热固性环氧沥青的
技术介绍
，不仅拌合温度较低，而且环氧沥青的性能尤其是拉伸强度和断裂伸长率并不理想，特别是拉伸强度和断裂伸长率不能兼顾的问题仍然突出。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种环氧改性沥青及其制法和应用，该环氧改性沥青不仅相容性好、储存稳定，而且能在较高温度下拌合使用，同时兼顾了拉伸强度和断裂伸长率等性能。以该环氧改性沥青制备的沥青混合料具有优良的高温抗车辙性及低温抗开裂性，可用作高等级公路、桥梁、机场等路面铺装使用。
[0011]本专利技术提供了一种环氧改性沥青，组成包括：基质沥青
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100份，微胶囊改性剂
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5~40份，固化剂
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5~40份，固化促进剂
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1~15份，其中，所述固化促进剂为咪唑类物质与第一环氧树脂经加成反应得到。
[0012]所述基质沥青为70号或90号道路石油沥青。
[0013]所述微胶囊改性剂包括囊壁和置于囊壁内的囊芯。所述微胶囊改性剂的粒径为5~20μm。
[0014]所述囊壁与囊芯的重量比为1:1~1:5。
[0015]所述囊壁为聚砜和/或聚醚砜。所述囊芯为第二环氧树脂和十一烯醇的混合物。所述十一烯醇加量为第二环氧树脂重量的0.5%~5%。
[0016]所述第一环氧树脂和第二环氧树脂均为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180~280克/当量，各自独立地选自CYD
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127、CYD
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128、CYD
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134、E
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42、E
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44中的至少一种，进一步优选为CYD
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128、E
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44中的至少一种。
[0017]所述固化剂为苯酐类物质，优选为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐等中的一种或几种。
[0018]所述固化促进剂中，咪唑类物质优选2
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甲基咪唑、2
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乙基咪唑、2
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乙基
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甲基咪唑中的至少一种。
[0019]本专利技术第二方面提供了一种所述环氧改性沥青的制法，包括以下步骤：（1）制备微胶囊改性剂；（2）制备固化促进剂；（3）将基质沥青、固化剂、固化促进剂混合均匀，然后加入步骤（1）制备的微胶囊改性剂，搅拌均匀，得到环氧改性沥青。
[0020]步骤（1）制备微胶囊改性剂的具体步骤包括：将聚砜和/或聚醚砜溶解于二氯甲烷中，然后加入第二环氧树脂和十一烯醇的混合物，搅拌均匀形成分散相；以十二烷基苯磺酸钠水溶液作为连续相，将上述分散相滴加到连续相中，同时进行高速搅拌，滴加完毕后进行反应，同时进行低速搅拌，反应结束后进行抽滤、洗涤、干燥得到微胶囊改性剂。
[0021]其中，十二烷基苯磺酸钠水溶液的质量浓度为1.0%~1.5%。
[0022]所述高速搅拌的转速为1000~3000r/min，所述低速搅拌的转速为500~800r/min。
[0023]所述反应的条件为：在35~45℃下反应3~8h。优选恒温水浴条件下进行反应。其中反应过程中二氯甲烷会完全挥发。
[0024]所述洗涤为先用乙醇进行洗涤然后用去离子水进行洗涤，可重复多次。
[0025]所述干燥条件为在50~80℃下干燥10~20小时。
[0026]步骤（2）制备固化促进剂的方法包括：将咪唑类物质和溶剂在搅拌下混合，然后滴加第一环氧树脂，边滴加边反应，得到固化促进剂。
[0027]其中，所述第一环氧树脂与咪唑的重量比为1:1~3:1。
[0028]所述溶剂为甲苯或二甲苯中的至少一种。所述咪唑类物质和溶剂在100~120℃下进行搅拌。所述反应的温度为110~130℃，时间为0.5~3h。所述滴加混合反应后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧改性沥青，其组成包括：基质沥青
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100份，微胶囊改性剂
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5~40份，固化剂
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5~40份，固化促进剂
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1~15份，其中，所述固化促进剂为咪唑类物质与第一环氧树脂经加成反应得到。2.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述微胶囊改性剂包括囊壁和置于囊壁内的囊芯；所述微胶囊改性剂的粒径为5~20μm；所述囊壁与囊芯的重量比为1:1~1:5。3.按照权利要求2所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述囊壁为聚砜和/或聚醚砜；所述囊芯为第二环氧树脂和十一烯醇的混合物；所述十一烯醇加量为第二环氧树脂重量的0.5%~5%。4.按照权利要求3所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述第一环氧树脂和第二环氧树脂均为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180~280克/当量，各自独立地选自CYD
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127、CYD
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128、CYD
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134、E
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42、E
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44中的至少一种。5.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述固化剂为苯酐类物质，优选为甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的一种或几种。6.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述固化促进剂中，咪唑类物质选自2
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甲基咪唑、2
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乙基咪唑、2
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乙基
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甲基咪唑中的至少一种。7.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，张建峰，徐青柏，么强，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：