一种环氧改性沥青及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种环氧改性沥青及其制备方法。该环氧改性沥青，其组成包括：改性沥青100份；环氧树脂5～40份；微胶囊固化剂5～40份；所述改性沥青为基质沥青先经改质剂改质得到改质基质沥青，然后再经增容剂、改性剂改性得到，所述改质剂为正磷酸和五氧化二磷经反应得到，其中，正磷酸与五氧化二磷的质量比为2:1～3:1。本发明专利技术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。了拉伸强度和断裂伸长率等性能。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧改性沥青及其制备方法


[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备方法。

技术介绍

[0002]沥青因其具有优良的防水性能和粘接性能，而且价格低廉，被广泛用于路面和桥面的铺装。但由于沥青的低分子量和热塑性，因此对温度比较敏感，造成沥青高温易流淌，低温易开裂，粘弹范围小，耐疲劳性能差等问题，限制了沥青的应用领域。这些特性表现在用沥青铺设的路面，在夏天高温季节，重载荷作用下路面易出现车辙，在冬天寒冷季，易出现温缩裂缝。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]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，固化过程中易离析，严重影响了环氧沥青的使用性能。
[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小时，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]综合现有技术中，存在拌合温度较低，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备方法，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。
[0011]本专利技术提供了一种环氧改性沥青，其组成包括：改性沥青
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100份；环氧树脂
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5～40份；微胶囊固化剂 5～40份；所述改性沥青为基质沥青先经改质剂改质得到改质基质沥青，然后再经增容剂、改性剂改性得到，所述改质剂为正磷酸和五氧化二磷经反应得到，其中，正磷酸与五氧化二磷的质量比为2:1～3:1。
[0012]以所述改性沥青的重量计，改质基质沥青占85%～98%，改性剂占1%～5%，增容剂占1%～10%。所述改质剂占基质沥青重量的1%～10%。
[0013]所述基质沥青为减压渣油、直馏沥青、脱油沥青、调和沥青中的一种或几种。
[0014]所述改性剂为SBS、SIS或结构与之类似的高分子聚合物中的至少一种；所述增容剂为抽出油、环烷油、催化油浆中的一种或几种。
[0015]所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180~280克/当量，优选为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。
[0016]所述微胶囊固化剂包括囊壁和置于囊壁内的囊芯，粒径为5~20μm。
[0017]所述囊壁为聚甲基丙烯酸甲酯。所述囊芯为固化剂、促进剂和助剂的混合物。
[0018]所述囊壁与囊芯的重量比为1:1~1:10。固化剂与促进剂的重量比为40:1~20:1。助剂加量为固化剂重量的1%~5%。
[0019]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。所述促进剂为苄基二甲胺（BDMA）。所述助剂为苯甲醇。
[0020]本专利技术第二方面提供了一种环氧改性沥青的制备方法，包括以下步骤：（1）制备改性沥青；（2）制备微胶囊固化剂；（3）将步骤（1）制备的改性沥青、环氧树脂和步骤（2）制备的微胶囊固化剂按比例混合均匀，即得环氧改性沥青。
[0021]步骤（1）制备改性沥青的具体步骤包括：i)制备改质剂：将五氧化二磷分次加入到正磷酸中，搅拌下进行反应，得到改质剂；
ii)制备改质基质沥青：将基质沥青加热至熔融状态，加入改质剂，进行反应，得到改质基质沥青；iii)制备改性沥青：将增容剂加热并加入改性剂充分溶胀熔融，加入改质基质沥青，剪切，然后反应，得到所述改性沥青。
[0022]步骤i)中，所述五氧化二磷优选均分3～5次缓慢加入到正磷酸中。所述搅拌速度为100～500转/分，反应温度为80～120℃，反应时间为10～60min。
[0023]步骤ii)中，所述反应的条件为：在120～150℃下反应20～60min。
[0024]步骤iii)中，所述剪切的温度为150～190℃，剪切的时间为20～60min。所述反应的条件为：150～180℃下反应1～4小时。
[0025]步骤（2）制备微胶囊固化剂的具体步骤包括：将聚甲基丙烯酸甲酯溶解于二氯甲烷中，然后加入固化剂、促进剂和助剂的混合物，搅拌均匀形成分散相；以十二烷基硫酸钠水溶液作本文档来自技高网...

【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：改性沥青
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100份；环氧树脂
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5～40份；微胶囊固化剂 5～40份；所述改性沥青为基质沥青先经改质剂改质得到改质基质沥青，然后再经增容剂、改性剂改性得到，所述改质剂为正磷酸和五氧化二磷经反应得到，其中，正磷酸与五氧化二磷的质量比为2:1～3:1。2.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：以所述改性沥青的重量计，改质基质沥青占85%～98%，改性剂占1%～5%，增容剂占1%～10%；所述改质剂占基质沥青重量的1%～10%。3.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述基质沥青为减压渣油、直馏沥青、脱油沥青、调和沥青中的一种或几种。4.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述改性剂为SBS、SIS或结构与之类似的高分子聚合物中的至少一种；所述增容剂为抽出油、环烷油、催化油浆中的一种或几种。5.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，环氧当量为180~280克/当量，优选为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。6.按照权利要求1所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述微胶囊固化剂包括囊壁和置于囊壁内的囊芯，粒径为5~20μm。7.按照权利要求6所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述囊壁为聚甲基丙烯酸甲酯；所述囊芯为固化剂、促进剂和助剂的混合物。8.按照权利要求7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；所述促进剂为苄基二甲胺，所述助剂为苯甲醇。9.按照权利要求7或8所述的环氧改性沥青，其特征在于：所述囊壁与囊芯的重量比为1:1~1:10；固化剂与促进剂的重量比为40:1~20:1；助...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅丽，刘成，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：