CN102408675A

CN102408675A - 环氧树脂灌缝材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102408675A
Application number: CN2011102473913A
Authority: CN
Inventors: 袁玉卿; 李雪婵; 温森; 赵丽敏; 陈大帅; 李伟; 詹万里; 陈培超; 樊艳东; 霍文博
Original assignee: Henan University
Current assignee: Zhengzhou University; Henan University; Institute of Chemistry Henan Academy of Sciences Co Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: CN102408675B

Abstract

本发明提供了一种用于路面修复的环氧树脂灌缝材料及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。该材料按重量比由以下三组份组成:粘合组分:固化组分:填充剂=1:0.1-1:0.1-1；其中：粘合组分是由以下原材料按重量份数比配制而成:缩水甘油酯类环氧树脂1-100份，脂肪族环氧树脂1-100份，聚氨酯改性环氧树脂1-60份；缩水甘油酯、醚类稀释剂1-60份；固化组分是由固化剂及固化促进剂配制而成；填充剂为活性二氧化硅、活性氢氧化铝、活性氧化铝、活性氢氧化镁、活性硅灰石、活性硅藻土等粉体材料。该环氧树脂灌缝材料具有柔韧性好、粘结强度高、耐水性好、耐温性好等特点，满足路面灌缝修复使用要求。

Description

环氧树脂灌缝材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于路面修复的环氧树脂灌缝材料及其制备方法，属于道路建筑材料技术领域。

背景技术

裂缝类病害是影响路面使用寿命的主要因素之一。路面产生裂缝以后地面水会从裂缝渗入路面下的路面基层中造成基层强度降低、泥化和路基承载力降低，在交通荷载反复作用下，还会导致路面板底脱空、断板、错台等严重病害。当前国内路面裂缝使用的灌缝材料主要有沥青、改性沥青、各种形状的橡胶条、聚硫和聚氨酯材料等。这些材料由于耐久性、弹性、整体粘结性、耐水性等均较差，需要经常更换，增加维修费用，影响交通，也大大影响了路面的使用寿命。因此，目前国内己逐渐淘汰这些材料，转向开发专用灌缝材料或进口密封胶进行裂缝处治。

环氧树脂本身具有优异的力学性能及突出的粘接性、低收缩率、良好的耐化学品性等，性价比高，来源广泛。但环氧树脂性脆，需要通过改性增加其韧性才能满足路面灌缝修复的特殊使用要求，其他性能如高流动性和室温固化性等也需具备。发明专利CN200910032747.4提供的环氧树脂填缝材料虽然具有一定的柔韧性，但仍然不能满足高速公路以及水泥路面裂缝修复的要求，而且在修复较小裂缝时容易产生凸起，不利于高速公路的行车安全。

发明内容

本发明目的是提供一种初始粘度小、固化时间短、粘结性能强的适合路面修复用树脂灌缝材料；另一目的在于提供其制备方法。

为实现本发明目的，本发明通过选用新型环氧树脂、固化剂及填充剂配制路面修复用树脂灌缝材料，各组分按重量比计: 粘合组分:固化组分:填充剂=1: 0.1-1: 0.1-1；

其中：粘合组分是由以下原材料按重量份数比配制而成: 缩水甘油酯类环氧树脂1-100 份，脂肪族环氧树脂1-100 份，聚氨酯改性环氧树脂1-60 份；缩水甘油酯、醚类稀释剂1-60 份。缩水甘油酯类环氧树脂优选YD171、172等；脂肪族环氧树脂优选JEF0211、0212、0241、0231、0243等；聚氨酯改性环氧树脂优选E42；缩水甘油酯、醚类稀释剂优选E-58、D501、D691、D-750、D-746、D-921等。

固化组分是由新型固化剂以及固化促进剂组成。所述新型固化剂为改性环己胺、聚硫改性胺、脂肪多胺加成物、改性芳香胺、改性脂肪胺中的一种或几种。改性环己胺优选IPDA；聚硫改性胺优选FS-1B；脂肪多胺加成物优选FS-51B；改性芳香胺优选H-113；改性脂肪胺优选H-120；固化促进剂添加量为固化剂用量的1-10%。

填充剂为活性二氧化硅、活性氢氧化铝、活性氧化铝、活性氢氧化镁、活性硅灰石、活性硅藻土等粉体材料。所谓“活性”是指经过硅氧烷、钛酸酯等偶联剂处理，为市售品。

本发明路面修复用环氧树脂灌缝材料的制备方法通过如下步骤实现:

1)按重量比例计，在15-40℃ 下将缩水甘油酯类环氧树脂1-100 份，脂肪族环氧树脂1-100 份，聚氨酯改性环氧树脂1-60 份，稀释剂1-60 份混合，并在拌合设备中充分搅拌均匀，即制得路面修复用树脂灌缝材料的粘合组分；

2)按重量比例计，在15-40℃ 下将新型固化剂以及固化促进剂混合，并在拌合设备中充分搅拌均匀，即制得路面修复用树脂灌缝材料的固化组分；固化促进剂添加量为固化剂用量的1-10%；

3) 按重量比例计，在15-40℃下，在100 份粘合组分中加入10-100 份固化组分以及10-100 份填充剂，搅拌混合5-10 分钟得到灌缝浆料，在混合过程中根据工艺要求加入微量消泡剂。

本发明各种原料都可以在市场上购得，生产成本较低，用上述方法制得的灌缝料，性能较高，具体主要表现在低模量、高伸长率、常温交联、长寿命。为了证实本发明的高性能，将实施例制得的本品与以进口扩链剂为原料制得的硅酮密封胶样品(890 硅酮密封胶、888 硅酮密封胶)进行对照分析，结果见表1。

表1 本发明实施例2产品和对照产品性能测试结果对比

Figure 2011102473913100002DEST_PATH_IMAGE001

从表1 可以看出，本发明的各项技术指标与以进口扩链剂为原料制得的硅酮密封胶样品相当，具有较高的性能。

本发明所得的灌缝料，按GB/T 13477-2002 测试下垂度、流平性、拉伸模量、质量损失率、浸水后定伸24h 的破坏情况；按MH5006-2002 、JC/T881-2001 测试冷拉热压后的粘结性；按GJBll12-2004 测试浸油后定伸24h 的破坏情况和抗燃性。

有益效果：本发明以缩水甘油酯类环氧树脂，脂肪族环氧树脂，聚氨酯改性环氧树脂、稀释剂、新型柔性固化剂等为基本原料制得路面修复用树脂灌缝材料，其中所用稀释剂能显著降低粘合组分的粘度，新型柔性固化剂以及填充剂能使固化产物具有良好的柔韧性及力学性能。因此，该环氧树脂灌缝材料低粘度、初期具有高流动性、自然温度即可固化、固化时间短，粘结性能强，柔韧性好，从而使灌缝材料具有良好的施工性能、力学性能，并且可以在潮湿环境下施工。适合用于沥青路面与水泥路面的灌缝修复。原料来源广，易于生产和调配。

具体实施方式

为对本发明进行更好的说明，以下通过实施例来进一步说明本发明，但并不限制本发明。

实施例1

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-172 100 份，脂肪族环氧树脂JEF0211 40 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 20 份，稀释剂D-750 20 份；b、固化组分：改性脂肪胺H-120 40 份、改性环己胺IPDA 45 份、DMP-30固化促进剂3份；c、50份活性二氧化硅。

配制时，在15-40℃ 下，将上述a组份充分搅拌均匀；在15-40℃ 下将上述b组份充分搅拌均匀；在15-40℃下，在a组份中加入 b、c组份，混合均匀即可得到室温固化柔韧性树脂灌缝材料。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度为1164mPa·s。样品固化后拉伸强度15.3MPa ，断裂延伸率72% ，与沥青混凝土的粘结强度为4.2MPa 。

实施例2

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-171 80 份，脂肪族环氧树脂JEF0212 60 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 30 份，稀释剂D-691 50份；b、固化组分：改性芳香胺H-113 80 份、改性环己胺IPDA 15 份、DMP-30固化促进剂2份；c、81份活性二氧化硅。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度为184mPa·s。样品固化后拉伸强度18.3MPa ，断裂延伸率85% ，与沥青混凝土的粘结强度为5.2MPa 。

实施例3

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-171 70 份，脂肪族环氧树脂JEF0213 100 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 20 份，稀释剂D-746 40 份；b、固化组分：脂肪多胺加成物FS-51B 100份、DMP-30固化促进剂7份；c、70份活性硅藻土。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度864mPa·s。样品固化后拉伸强度14.3MPa ，断裂延伸率76% ，与沥青混凝土的粘结强度为4.7MPa 。

实施例4

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-171 50 份，脂肪族环氧树脂JEF0220 100 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 60 份，稀释剂D-501 60份；b、固化组分：脂肪多胺加成物FS-51B 40 份、改性脂肪胺H-120 100份、DMP-30固化促进剂3份；c、60份活性氧化铝。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度为1053mPa·s。样品固化后拉伸强度16.1MPa ，断裂延伸率78% ，与沥青混凝土的粘结强度为4.4MPa 。

实施例5

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-171 50 份，脂肪族环氧树脂JEF0231 50 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 10 份，稀释剂D-921 40份；b、固化组分：脂肪多胺加成物FS-51B 30 份、改性芳香胺H-113 40份、DMP-30固化促进剂4份；c、50份活性硅灰石。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度为1203mPa·s。样品固化后拉伸强度14.6MPa ，断裂延伸率75% ，与沥青混凝土的粘结强度为5.0MPa 。

实施例6

该环氧树脂灌缝材料按如下组分配制而成，均以重量份计：a、粘合组分：缩水甘油酯类环氧树脂YD-172 70 份，脂肪族环氧树脂JEF0243 50 份，聚氨酯改性环氧树脂E-42 20 份，稀释剂E-58 60 份；b、固化组分：改性环己胺IPDA 85 份、DMP-30固化促进剂5份；c、60份活性氢氧化镁。

其主要技术指标为:在23℃的测试温度下初始粘度为2364mPa·s。样品固化后拉伸强度13.3MPa ，断裂延伸率70% ，与沥青混凝土的粘结强度为3.8MPa 。

Claims

1.环氧树脂灌缝材料，其特征在于，其由如下三组份以重量比配制而成，粘合组分:固化组分:填充剂=1: 0.1-1: 0.1-1；其中：

粘合组分是由以下原材料按重量份数比配制而成: 缩水甘油酯类环氧树脂1-100 份，脂肪族环氧树脂1-100 份，聚氨酯改性环氧树脂1-60 份；缩水甘油酯、醚类稀释剂1-60 份；

固化组分是由固化剂及固化促进剂配制而成；所述固化剂为改性环己胺、聚硫改性胺、脂肪多胺加成物、改性芳香胺、改性脂肪胺中的一种或几种；

填充剂为活性二氧化硅、活性氢氧化铝、活性氧化铝、活性氢氧化镁、活性硅灰石或活性硅藻土。

2.如权利要求1 所述的环氧树脂灌缝材料，其特征在于，缩水甘油酯类环氧树脂优选YD171、172；脂肪族环氧树脂优选JEF0211、0212、0241、0231、0243；聚氨酯改性环氧树脂优选E42；缩水甘油酯、醚类稀释剂优选E-58、D501、D691、D-750、D-746或D-921；改性环己胺优选IPDA；聚硫改性胺优选FS-1B；脂肪多胺加成物优选FS-51B；改性芳香胺优选H-113；改性脂肪胺优选H-120；固化促进剂添加量为固化剂用量的1-10%。

3.如权利要求1或2 所述的环氧树脂灌缝材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下过程：

2)按重量比例计，在15-40℃ 下将新型固化剂以及1-10% 固化促进剂混合，并在拌合设备中充分搅拌均匀，即制得路面修复用树脂灌缝材料的固化组分；

3) 在15-40℃ 下将100 份粘合组分加入10-100 份固化组分以及10-100 份填充剂，搅拌混合5-10 分钟得到灌缝浆料，在混合过程中根据工艺要求加入微量消泡剂。