CN102898848A - 一种环氧改性沥青材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧改性沥青材料及制备方法，属于沥青道路维护与修理相关领域。该环氧改性沥青材料，以重量百分比计，由如下组分组成：沥青10~20%，环氧树脂10~20%，石英砂20~40%，滑石粉5~15%，水泥5~10%，溶剂10~20%，助剂1~2%，乙二胺2~5%，滑石粉5~15%，水泥5~10%，溶剂10~20%，助剂1~2%，乙二胺2~5%。该材料制作工艺简单，设备要求低，使用成本低，对沥青混凝土路面粘结力强，并与路面形成一体，具有改善道路表层结构、密封路面，延长道路使用寿命等优点。

Description

一种环氧改性沥青材料及制备方法

技术领域

本发明涉及于沥青路面维护和修理相关领域，具体涉及一种环氧改性沥青材料及制备方法。

背景技术

近几年大量修建的沥青路面，由于各种原因使许多沥青路面出现松散、掉粒、裂缝、坑槽等早期破损，而提前进入养护维修期。当路面出现早期破损后应及时采取措施，否则将直接影响道路正常使用。例如，沥青路面出现裂缝，若不及时作填封处理，雨水顺着空隙渗入，在行车荷载作用下，会发生卿泥现象，导致沥青路面的破碎，进而出现坑槽，可使路面行驶状况下降，甚至加速路面结构层的破坏，降低了路面的使用寿命。因此对沥青路面进行及时、有效的养护维修，才能保证其良好的与公路等级相适应的服务水平。

沥青路面出现的早期破损，国内主要采取乳化沥青或改性沥青灌缝、挖补、热沥青混合料摊铺等传统养护方式，其主要缺陷在于维护频率高、对交通影响大，还会带来环境污染、资源浪费及社会负面影响大等一系列问题。例如，在坑槽修补中，新旧材料接缝处未采取有效措施、挖补材料选择不当等，均可能造成沥青路面坑槽修补质量不稳定，出现较多的薄弱环节，致使道路开通后不久便产生局部破损。某些路面第一年修补第二年便出现破损，需要维修；而有些路面甚至出现当年修补当年维修现象。这样，在早期破损养护中，对道路施工技术以及沥青路面修筑材料的选择和使用显得尤为重要。

环氧改性沥青材料具有优良的高温抗塑性和永久变形能力、低温抗裂性能以及高度的抵抗化学物质包括燃料和油侵蚀的能力等优点，成为研究热点。然而在松散、麻面、裂缝、渗水等未见有关研究报道，研制适用于上述方面的环氧改性沥青材料，对提高路面质量和延长道路使用寿命显得尤为迫切。

发明内容

为解决沥青路面早期病害处理以及坑槽修补后接缝封水等方面问题，以提高路面质量和延长道路使用寿命，本发明提供一种环氧改性沥青材料及制备方法。该环氧改性沥青材料应用于路面后，能渗入道路表层内部，与道路结为一体，能改善道路表层结构和密封路面减少水损坏，从而延长道路使用寿命。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种环氧改性沥青材料，以重量百分比计，由如下组分组成：沥青10~20%，环氧树脂10~20%，石英砂20~40%，滑石粉5~15%，水泥5~10%，溶剂10~20%，助剂1~2%，乙二胺2~5%。

所述的沥青为橡胶沥青或SBS改性沥青。

所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44或双酚A型环氧树脂E-51。

所述的石英砂为100~400目精制石英砂。

所述的滑石粉为325目的滑石粉。

所述的水泥为普通硅酸盐水泥。

所述的溶剂为丙酮、丁醇、丁基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚、芳烃油中的任一种或一种以上的混合物。

所述的助剂为气相二氧化硅、KH550硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂中的任一种或一种以上的混合物。

所述的环氧改性沥青材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将沥青10~20w%热熔至120~150℃，恒温5~15分钟；

（2）在步骤（1）中加入溶剂10~20w%，环氧树脂10~20w%，在120~150℃高速搅拌50~80分钟。

（3）在步骤（2）中加入石英砂20~40w%，滑石粉5~15w%，水泥5~10w%，助剂1~2w%，恒温恒速搅拌10~50分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入2~5w%乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

更优地，所述的环氧改性沥青材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将沥青10~20w%热熔至120~150℃，恒温10分钟；

（2）在步骤（1）中加入溶剂10~20w%，环氧树脂10~20w%，在120~150℃高速搅拌50~80分钟。

（3）在步骤（2）中加入石英砂20~40w%，滑石粉5~15w%，水泥5~10w%，助剂1~2w%，恒温恒速搅拌30分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入2~5w%乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

本发明的有益效果：

（1）本发明的环氧改性沥青材料通过多种溶剂的互配及特殊的加工工艺解决了沥青与环氧树脂的相容性问题，通过多种细度的石英砂、滑石粉、水泥的互配，保证了涂膜的均匀一致性及具有较高的硬度和耐久性。

（2）本发明的环氧改性沥青材料具有极高的渗透性能、粘结强度、耐久性、抗老化和抗碳化性能。

（3）本发明的环氧改性沥青材料具有良好的柔韧性和抗冲击性能，能够抵抗外力引起的变形，降低体系产生的内应力，提高材料的适应性能。

（4）本发明的环氧改性沥青材料干燥快，施工后1~3小时即可通车使用，其适用面广。

（5）本发明的环氧改性沥青材料制备工艺简单，设备要求低，使用成本低，能够常温施工，常温固化，既方便施工，又对设备要求低，便于推广应用。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过实施例1~3对发明的环氧改性沥青材料的制备方法进行详细说明。实施例1~3中使用的原材料均为工业级。

实施例1 ：

取橡胶沥青20g，双酚A型环氧树脂E-44 10g，100目石英砂20g，300目石英砂7g，325目的滑石粉14g，水泥5g，丁基缩水甘油醚2g，芳烃油18g，气相二氧化硅0.5g，KH550硅烷偶联剂1.5g，乙二胺2g。按照如下方法制备环氧改性沥青材料：

（1）将橡胶沥青20g热熔至150℃，恒温10分钟；

（2）在步骤（1）中加入丁基缩水甘油醚2g，芳烃油18g，双酚A型环氧树脂E-44 10g，在150℃高速搅拌60分钟。

（3）在步骤（2）中加入100目石英砂20g，300目石英砂7g，325目的滑石粉14g，水泥5g，气相二氧化硅0.5g，KH550硅烷偶联剂1.5g，恒温恒速搅拌30分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入2g乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

试验结果验证该环氧改性沥青材料常温1~3小时固化，按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

实施例2：

取橡胶沥青15g，双酚A型环氧树脂E-44 15g，100目石英砂20g，400目石英砂10g，325目的滑石粉10g，水泥8g，丁基缩水甘油醚3g，芳烃油15g，气相二氧化硅0.5g，KH560硅烷偶联剂0.5g，乙二胺3g。按照如下方法制备环氧改性沥青材料：

（1）将橡胶沥青热熔至140℃，恒温10分钟；

（2）在步骤（1）中加入丁基缩水甘油醚3g，芳烃油15g，双酚A型环氧树脂E-44 15g，在140℃高速搅拌80分钟。

（3）在步骤（2）中加入100目石英砂20g，400目石英砂10g，325目的滑石粉10g，水泥8g，气相二氧化硅0.5g，KH560硅烷偶联剂0.5g，恒温恒速搅拌30分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入3g乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

试验结果验证该环氧改性沥青材料常温1~3小时固化，按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

实施例3：

取普通国产SBS沥青10g，双酚A型环氧树脂E-51 20g，100目石英砂25g，300目石英砂15g，325目的滑石粉5g，水泥6g，C12-14烷基缩水甘油醚4g，丁醇2g，芳烃油8g，气相二氧化硅0.5g，KH560硅烷偶联剂0.5g，乙二胺4g。按照如下方法制备环氧改性沥青材料：

（1）将SBS沥青热熔至120℃，恒温10分钟；

（2）在步骤（1）中加入C12-14烷基缩水甘油醚4g，丁醇2g，芳烃油8g，双酚A型环氧树脂E-51 20g，在120℃高速搅拌50分钟。

（3）在步骤（2）中加入100目石英砂25g，300目石英砂15g，325目的滑石粉5g，水泥6g，气相二氧化硅0.5g，KH560硅烷偶联剂0.5g，恒温恒速搅拌30分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入4g乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

试验结果验证该环氧改性沥青材料常温1~3小时固化，按照DLT5193-2004中规定的检测方法，粘结强度≥1.2MPa，抗弯强度≥6.0MPa，抗压强度≥24.0MPa；在水泥石棉板上制成200mm×200mm×（4mm~5mm）的涂层，制作三块，放置24h，之后在蒸馏水、10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液中浸泡24h，取出后用清水冲洗干净，自然状态下干燥24h，目测观察，均无变化，可见该环氧改性沥青材料耐10%NaOH、10%H₂SO₄和10%NaCl溶液腐蚀。

Claims (10)

1.一种环氧改性沥青材料，其特征在于以重量百分比计，由如下组分组成：沥青10~20%，环氧树脂10~20%，石英砂20~40%，滑石粉5~15%，水泥5~10%，溶剂10~20%，助剂1~2%，乙二胺2~5%。

2.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的沥青为橡胶沥青或SBS改性沥青。

3.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂E-44或双酚A型环氧树脂E-51。

4.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的石英砂为100~400目精制石英砂。

5.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的滑石粉为325目的滑石粉。

6.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。

7.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的溶剂为丙酮、丁醇、丁基缩水甘油醚、C12-14烷基缩水甘油醚、芳烃油中的任一种或一种以上的混合物。

8.根据权利要求1所述的环氧改性沥青材料，其特征在于：所述的助剂为气相二氧化硅、KH550硅烷偶联剂、KH560硅烷偶联剂中的任一种或一种以上的混合物。

9.一种权利要求1-8之一所述的环氧改性沥青材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将沥青10~20w%热熔至120~150℃，恒温5~15分钟；

（2）在步骤（1）中加入溶剂10~20w%，环氧树脂10~20w%，在120~150℃高速搅拌50~80分钟；

（3）在步骤（2）中加入石英砂20~40w%，滑石粉5~15w%，水泥5~10w%，助剂1~2w%，恒温恒速搅拌10~50分钟，制得A基料；

（4）待步骤（3）制得的A基料冷却后，加入2~5w%乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。

10.根据权利要求9所述的制备方法，包括以下步骤：

（1）将沥青10~20w%热熔至120~150℃，恒温10分钟；

（2）在步骤（1）中加入溶剂10~20w%，环氧树脂10~20w%，在120~150℃高速搅拌50~80分钟。

（3）在步骤（2）中加入石英砂20~40w%，滑石粉5~15w%，水泥5~10w%，助剂1~2w%，恒温恒速搅拌30分钟，制得基料A；

（4）待步骤（3）制得的基料A冷却后，加入2~5w%乙二胺，在常温下搅拌均匀，得到的均匀粘稠液态混合物即为本发明所述的环氧改性沥青材料。