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一种环氧沥青微胶囊材料及应用 Download PDF

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Abstract

一种环氧沥青微胶囊材料，由以下原料和质量份数组成：环氧微胶囊6‑50份；固化剂微胶囊9‑75份；固化剂微胶囊内为固化剂和促进剂，固化剂和促进剂的质量比为1:0.01‑0.03；沥青100份以及矿料。本发明还公开了环氧沥青微胶囊材料的使用方法。

Description

一种环氧沥青微胶囊材料及应用
技术领域
本发明属于道路工程材料领域，具体涉及一种环氧沥青微胶囊材料。
本发明还涉及上述环氧沥青微胶囊材料的使用方法。
本发明还涉及上述环氧沥青微胶囊材料的应用。
背景技术
近年随着交通运输的发展，交通量和汽车轴载也迅速增加、行驶渠化，对沥青和沥青混合料的性能提出了更高的要求。一方面要求沥青混合料具有高温稳定性；另一方面要求沥青具有低温抗裂性、抗疲劳性，并延长路面的使用年限。
环氧沥青从根本上改变了普通沥青的热塑性。与普通沥青或其它热塑性沥青相比环氧沥青具有无可比拟的优越的力学性能；主要是刚强度与高刚度、优良的疲劳性能、良好的粘结性能和耐久性。而且环氧树脂可以提高沥青的耐酸、耐碱及有机溶剂对沥青的腐蚀，而在混合料中可以改善混合料的抗水损坏性能并提高沥青对石料的粘附性能。但是环氧沥青作为铺装材料时，对施工工艺要求相对比较严格。由于环氧沥青混凝土在工艺上与一些水泥混凝土类似，存在一个初凝时间：在拌和完成之后，必须在初凝时间内完成运输、摊铺和压实等一系列工序，否则就会出现材料的硬化而使整个过程无法继续下去。
中国专利CN103146205A公开了一种环氧沥青复合材料及其制备方法，其中A组分为改性沥青及酸酐固化剂等其它助剂混合物，B组分为含有微胶囊的环氧树脂，其材料制备过程复杂，且微胶囊在环氧树脂中含量较少，难以对固化速度产生较大影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种环氧沥青微胶囊材料。
本发明的又一目的提供一种上述环氧沥青微胶囊材料的使用方法。
为实现上述目的，本发明提供的环氧沥青微胶囊材料，由以下原料和质量份数组成：
环氧微胶囊6-50份；
固化剂微胶囊9-75份；固化剂微胶囊内为固化剂和促进剂，固化剂和促进剂的质量比为1:0.01-0.03；
沥青100份。
所述的环氧沥青微胶囊材料中，环氧微胶囊的壁材为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物；环氧微胶囊的囊芯材料为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂的一种或者多种混合物。
所述的环氧沥青微胶囊材料中，固化剂微胶囊的壁材为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物；固化剂微胶囊内的固化剂为胺类固化剂或长链酸酐或两种的混合物，长链酸酐为聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐及含卤素酸酐、改性桐油酸酐的一种或多种混合物；胺类固化剂是脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺固化剂中的一种或几种的混合物。固化剂微胶囊内的促进剂是叔胺类或咪唑类。其中，叔胺类促进剂是苄基二甲胺、N,N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或几种。其中，咪唑类促进剂是咪唑、2-甲基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种。
所述的环氧沥青微胶囊材料中，沥青为基质沥青、热塑性弹性体改性沥青、胶粉沥青或复合改性沥青。
所述的环氧沥青微胶囊材料中，矿料是集料和矿粉中的一种或两种。
本发明提供的上述环氧沥青微胶囊材料的使用方法：
1)制备环氧沥青微胶囊和固化剂微胶囊；
2)将环氧沥青微胶囊和固化剂微胶囊加入沥青和矿料中拌合，在60-150℃温度下搅拌，即得到混合后的环氧沥青微胶囊材料，在施工中碾压时胶囊破裂，发生固化反应。
所述的使用方法中，环氧沥青微胶囊混合料采用AC-13级配。
本发明的环氧沥青微胶囊材料，可适用于钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补，以及可用于交叉口、停车站特殊路段。
本发明的效果是，将环氧树脂及固化剂做成微胶囊分散在沥青中，在拌合的过程中环氧树脂及固化剂不发生接触，在碾压时受到压力，微胶囊破裂，环氧和固化剂发生交联形成网格进而增强沥青性能，该材料施工简单，对环氧树脂的固化时间不需要在予以严格的控制防止了材料在运输过程中就发生固化，延长了其可操作时间，不在对混合料的拌合温度予以限制，且该材料在碾压时囊壁破坏，环氧树脂可在较高的温度下固化。缩短了固化时间，保证固化强度高，混合料性能好。
具体实施方式
本发明提供了一种环氧沥青微胶囊混凝土制备方法和用途，环氧沥青微胶囊与石料拌和后，不会立即发生固化反应继而不存在初凝时间，当在施工面摊铺碾压后胶囊破裂，环氧树脂开始固化。略去了运输过程中的固化时间，不会出现原拌和工艺中因材料硬化而无法继续使用的情况。
本发明的技术方案为：环氧微胶囊和固化剂微胶囊的制备方法没有限制，可以参考微胶囊的相关文献，但要保证制备的微胶囊和壁材间的相容性好，易于分散均匀，密封性好，且能在较高的拌和温度下(100℃-120℃)稳定存在。
分别将环氧树脂和固化剂制备成环氧树脂微胶囊和固化剂微胶囊；把环氧树脂微胶囊和固化剂微胶囊分散到沥青基体中，除去气泡，可在20-200℃的温度下固化。
其中的环氧树脂微胶囊的囊芯为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂的一种或多种混合物；
环氧树脂微胶囊的囊壁材料为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物。
其中的固化剂微胶囊的囊芯为改性胺或长链酸酐或两种的混合物，促进剂是咪唑类促进剂N,N-二甲基苯胺；
固化剂微胶囊的囊壁材料为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物
其中的固化剂微胶囊的长链酸酐包括聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐及含卤素酸酐、改性桐油酸酐的一种或多种混合物。
其中的环氧沥青微胶囊的沥青为基质沥青，SBS改性沥青，胶粉沥青及TPE沥青。
本发明所述的环氧沥青微胶囊混合料采用AC-13级配。
本发明的环氧沥青微胶囊材料的制备方法：环氧沥青微胶囊加入矿料中拌合，在60-150℃温度下搅拌，即得到环氧沥青微胶囊混合料，待其在施工中碾压时胶囊破裂，发生固化反应。
本发明的环氧沥青微胶囊及其混合料，可使用于钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补,同时可用于交叉口、停车站等特殊路段。
本发明与现有技术相比，有如下的有益效果：
环氧沥青微胶囊和固化剂微胶囊与石料拌和后，不会立即发生固化反应继而不存在初凝时间，当在施工面摊铺碾压后胶囊破裂，环氧树脂开始固化。略去了运输过程中的固化时间，不会出现原拌和工艺中因材料硬化而无法继续使用。
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例
(1)环氧沥青微胶囊和固化剂微胶囊的制备方法没有限制，可以参考微胶囊的相关文献，但要保证制备的微胶囊和壁材间的相容性好，易于分散均匀，密封性好，且能在较高的拌和温度下(100℃-120℃)稳定存在。
(2)将环氧沥青微胶囊和固化剂微胶囊加入沥青和矿料中拌合，在60-150℃温度下搅拌60-120s，即得到环氧沥青微胶囊混合料。
对比例：
(1)将60份60℃保温的改性胺固化剂加入反应釜中，加入60份长链脂肪酸酐固化剂、0.005gN,N-二甲基苯胺促进剂，混合搅拌20分钟，完成B组分的制备；
(2)将100份A组分双酚A型环氧树脂与B组分混合，常温搅拌5分钟；
(3)将A、B组分与110份120℃保温的70#石油沥青混合搅拌10分钟，即得到改性环氧沥青。
(4)将上述(3)制备的聚氨酯改性环氧沥青拌入石料，120℃搅拌60s，即得到聚氨酯改性环氧沥青混合料。
将实施例制备的环氧沥青微胶囊材料和对比例制备的环氧沥青混合料按照规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ E20-2011)》成型试件、养护和进行马歇尔性能测试。测试结果如表1所示。
表1实施例及对比例的混合料性能表

Claims (7)

1.一种环氧沥青微胶囊材料，由以下原料和质量份数组成：
环氧微胶囊6-50份；
固化剂微胶囊9-75份；固化剂微胶囊内为固化剂和促进剂，固化剂和促进剂的质量比为1∶0.01-0.03；其中，固化剂微胶囊的壁材为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物；固化剂微胶囊内的固化剂为胺类固化剂或长链酸酐或两种的混合物，长链酸酐为聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐及含卤素酸酐、改性桐油酸酐的一种或多种混合物；胺类固化剂是脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺固化剂中的一种或几种的混合物；固化剂微胶囊内的促进剂是叔胺类或咪唑类；其中，叔胺类促进剂是苄基二甲胺、N，N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚中的一种或几种；其中，咪唑类促进剂是咪唑、2-甲基咪唑、1-苄基-2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种；
沥青100份。
2.根据权利要求1所述的环氧沥青微胶囊材料，其中，环氧微胶囊的壁材为蜜胺树脂、甲基改性蜜胺树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、脲醛树脂、二氧化硅的一种或多种混合物；
环氧微胶囊的囊芯材料为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、杂环型和混合型环氧树脂的一种或者多种混合物。
3.根据权利要求1所述的环氧沥青微胶囊材料，其中，沥青为基质沥青、热塑性弹性体改性沥青、胶粉沥青或复合改性沥青。
4.根据权利要求1所述的环氧沥青微胶囊材料，其中，矿料由集料和矿粉组成。
5.如权利要求1所述的环氧沥青微胶囊材料的使用方法：
1)制备环氧微胶囊和固化剂微胶囊；
2)将环氧微胶囊和固化剂微胶囊加入沥青和矿料中拌合，在60-150℃温度下搅拌，即得到混合后的环氧沥青微胶囊混合料，在施工中碾压时胶囊破裂，发生固化反应。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其中，环氧沥青微胶囊混合料采用AC-13级配。
7.根据权利要求1所述的环氧沥青微胶囊材料在钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补，以及交叉口、停车站特殊路段的应用。
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