CN106634758B - 一种耐老化的环氧胶黏剂及其应用 - Google Patents

一种耐老化的环氧胶黏剂及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种沥青薄层罩面用快速修补材料，包括环氧胶粘剂和骨料，骨料与环氧胶粘剂的质量比为2:1‑8:1，所述环氧胶粘剂包括以下质量份原料：环氧树脂100份、活性稀释剂25～60份、填料5～40份、消泡剂0.1～1.5份、固化剂30～110份、固化促进剂4～9份。本发明还公开了该修补材料的制备方法。该修补材料韧性好、界面粘接性能突出、施工操作简便、养护期短、耐候性好、使用寿命长。

Description

一种耐老化的环氧胶黏剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种环氧胶黏剂及其应用，更具体地说，涉及一种耐老化的环氧胶黏剂及其应用。
背景技术
在巨大的交通流量、长期的重复荷载及自然环境因素的作用下，道路容易出现磨损导致路面抗滑性能下降，影响行车安全。根据近年全国道路抗滑指标检测结果，绝大部分现有路面的抗滑性能衰减严重，不能满足安全通行的要求。统计数据表明道路抗滑能力不足是导致交通事故重要因素之一，我国因交通事故死亡人数连续十余年居世界第一，近年每年死亡人数超过10万人。因此对现有道路进行抗滑养护是十分必要的。基于厚度及成本考虑，传统的沥青罩面难以在抗滑需求大的弯道、长陡坡道、隧道路面等路段应用。采用环氧薄层铺装材料可以很好的提高路面抗滑性能，同时具有厚度薄、对路桥面恒载或隧道标高影响小等优点。CN100373007C公布了环氧薄层抗滑层路面结构。CN102173654A公布了一种冷涂型环氧薄层桥面铺装材料，对抗滑性、高温稳定性、低温柔性进行了重点改进，但对耐水老化、耐热老化未涉及。CN103964751A公布了一种环氧砂浆桥面铺装材料，对材料的低温开裂、高温稳定性及冷热温差冲击等性能进行了重点改进，但对耐水性未涉及。CN105017726A公布了一种路桥面薄层铺装用常温固化柔性环氧组合物，注意到材料耐候性，对材料抗热冲击性能、柔韧性等进行了改进，但对材料在水、热等环境因素影响下的老化性能缺乏研究。我国幅员辽阔，特别是南方地区气候炎热潮湿，水、热等环境因素对铺装材料的影响尤为明显，但上述方案对铺装材料在湿热环境下的老化缺乏关注和有效应对。
发明内容
本发明的目的在于提供一种常温固化、界面粘接性能突出、防水、适应南方湿热的气候的耐老化的环氧胶黏剂。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种耐老化的环氧胶黏剂，包括A和B两种组分，所述A和B组分包括以下质量份原料：
A组分：环氧树脂 100份
活性稀释剂 5～40份
消泡剂 0.1～1.5份
B组分：固化剂 40～100份
固化促进剂 4～9份。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，如E-51。
所述的活性稀释剂为腰果酚环氧树脂，如NC-513。NC-513不仅具有稀释作用，而且由于其分子上带脂肪族侧链可提供优异的耐水性并起到增韧作用。
Figure BDA0001119659690000021
所述的消泡剂为Tech-367或Tech-369。
所述固化剂包括腰果酚醛胺和腰果酚醛酰胺，固化剂各原料在环氧胶黏剂中的质量份为：腰果酚醛胺固化剂30-70份，腰果酚醛酰胺固化剂30-70份。固化剂分子上所带的腰果酚侧链可提供优异的耐水性、韧性，且粘度低、操作期长、可快速和低温固化。
所述固化促进剂为叔胺类促进剂或有机酸类促进剂。所述叔胺类促进剂优选K-54。所述有机酸类促进剂优选水杨酸。
本发明另一个目的是提供上述环氧胶黏剂的应用。具体地，该环氧胶黏剂作为路面覆层用胶黏剂。
该环氧胶黏剂具有以下优点：
(1)耐候性好、适应南方湿热气候：通过引入带腰果酚结构的稀释剂和固化剂，有效提高了环氧树脂的耐水性和韧性，胶黏剂在高温湿热老化实验后仍具有优良的粘接性能，特别适应南方炎热、潮湿的气候。
(2)固化快：腰果酚醛胺及腰果酚醛酰胺固化剂可在常温下快速固化且具备较长操作期，在20-30℃下养护4-8h后即可开放交通；
(3)适用面广：环氧树脂对于水泥混凝土基面、钢桥面、沥青混凝土基面、石材等均具有良好的粘结能力，因此可用于水泥混凝土、钢桥面、沥青混凝土等路面的抗滑养护。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但是本发明并不因此而受限于所述实施例范围中。
实施例1
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 10份
Tech367 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 35份
腰果酚醛酰胺固化剂 35份
K-54 5份。
实施例2
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech367 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 40份
腰果酚醛酰胺固化剂 40份
K-54 7份。
实施例3
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech367 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 60份
腰果酚醛酰胺固化剂 40份
K-54 5份。
实施例4
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech367 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 70份
腰果酚醛酰胺固化剂 30份
K-54 5份。
实施例5
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech369 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 40份
腰果酚醛酰胺固化剂 60份
水杨酸 5份。
实施例6
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 40份
Tech369 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 30份
腰果酚醛酰胺固化剂 70份
水杨酸 5份。
实施例7
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech369 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 40份
腰果酚醛酰胺固化剂 40份
K-54 7份。
对比例1
市面销售的JN-R型桥面环氧覆层材料，该桥面铺装材料由双组分环氧胶黏剂再加上耐磨骨料组成。
对比例2
环氧胶黏剂组成：
A组分：环氧树脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech367 0.8份
B组分：腰果酚醛胺固化剂 72份
腰果酚醛酰胺固化剂 18份
K-54 7份。
应用方法：
(1)基面处理：清除混凝土破损面的碎块、灰尘、油污、积水及浮桨，基面有破损时先进行修补；
(2)摊铺：将实施例1-3和对比例1-2中拌和好的环氧胶黏剂按照设计用量均匀摊铺在清理干净的基面上；
(3)撒布：将骨料按设计用量均匀撒布在胶黏剂上，构成薄层铺装材料；
(4)骨料回收：养护2-4h后即可回收松散或多余骨料；
(5)养护：完成骨料撒布后养护4-8h(20-30℃)即可开放交通。
测试方法
力学性能测试：按照GB/T 1040.3-2006测定拉伸强度；按照GB/T 16777-2008测定粘结强度；GB/T 7124-2008测钢钢拉伸抗剪强度；按照GB/T 6329-1996测钢钢粘接抗拉强度；按照ASTM C881-13测定凝胶时间。
氙灯老化实验：按照GB/T 16422.2-1999测试耐氙灯老化性能，试样：按实施例1-3将薄层材料铺装在砂浆块上经固化而成。
温热老化实验：将8字模试样及砂浆块(按实施例1-3在砂浆块一面铺装薄层铺装材料)试样在温度60℃，湿度98％条件下老化20天，检测粘结强度变化。
水煮老化试验：将钢钢拉伸抗剪试样及砂浆块(按实施例1-3在砂浆块一面铺装薄层铺装材料)试样在80℃水中煮168h，再检测试样拉伸抗剪强度和粘接强度变化。
抗滑性能：按照JTG E60-2008测定摆值(BPN20)和构造深度。
车辙实验：按照JTG E20-2011测定动稳定度。
表1环氧胶黏剂的耐候性能(湿热老化)
Figure BDA0001119659690000071
注：*8字模试样；**界面破坏指破坏发生砂浆块和薄层铺装材料粘接面。
表2环氧胶黏剂的耐候性能(水煮老化)
Figure BDA0001119659690000072
注：*为拉伸抗剪试样
表3砂浆块试样的耐候性能(氙灯老化)
Figure BDA0001119659690000073
表4砂浆块试样的耐候性能(湿热老化及水煮老化)
Figure BDA0001119659690000074
Figure BDA0001119659690000081
注：*界面破坏指破坏发生砂浆块和薄层铺装材料粘接面。
表5薄层铺装材料的抗滑性能及高温稳定性
Figure BDA0001119659690000082
注：动稳定度的试验条件为70℃浸水，试验轮接地压强0.9MPa。
表6环氧胶结料凝胶时间、养护时间及力学性能
Figure BDA0001119659690000083
注：养护时间以8字模粘接强度≥2.5MPa且为混凝土破坏、钢钢粘接强度达到9MPa为准。
从表1-4可以看出，本发明所制备的环氧胶黏剂及薄层铺装材料具有力学性能优良、适应南方湿热气候等特点。如实施例2中，纯环氧胶黏剂的拉伸抗剪强度达到15.6MPa，粘结强度超过了混凝土的本体强度。环氧胶黏剂及薄层铺装材料具有良好的耐湿热及耐水煮老化性能，如实施例2，环氧胶黏剂及薄层铺装材料在湿热老化后的粘接强度仍大于混凝土本体强度，环氧胶黏剂在水煮老化后拉伸抗剪强度仍达到8.6MPa，薄层铺装材料在水煮老化后粘接强度(砂浆块)仍达到2.2MPa。经氙灯老化后，薄层铺装材料不剥落、不开裂、不脱粒。而对比例1、2胶黏剂经湿热老化后，粘接强度下降，且为界面破坏，经水煮老化后拉伸抗剪强度分别下降到7.4MPa和6.5MPa；薄层铺装材料经水煮老化后粘接强度(砂浆块)分别下降到0.9MPa和1.1MPa；经氙灯老化后出现了脱粒现象。
从表5可以看出，本发明所制备的薄层铺装材料具有优良的抗滑性能及高温稳定性。如实施例2，薄层铺装材料潮湿状态下的BPN20达到79，构造深度达到1.6mm，在70℃浸水、0.9MPa的车辙实验条件下动稳定度仍达到19275次/mm。
从表6可以看出，本发明所制备的薄层铺装材料具有操作时间较长、固化快及韧性好的特点。如实施例2中，环氧胶黏剂的凝胶时间为35min，有较长的操作期；在20-30℃时养护4-8h粘接强度即可超过混凝土本体强度、钢钢粘接强度达到9MPa以上；环氧胶黏剂的拉伸强度和延伸率均较高，且可根据实际需要进行调整如实施例1和3。

Claims (8)

1.一种耐老化的环氧胶黏剂，其特征在于，包括A和B两种组分，所述A和 B组分包括以下质量份原料：
A 组分：环氧树脂 100 份 活性稀释剂 5～40 份
消泡剂 0.1～1.5 份
B 组分：固化剂 40～100 份 固化促进剂 4～9 份；
所述固化剂由腰果酚醛胺固化剂和腰果酚醛酰胺固化剂组成；所述固化剂各原料在环氧胶黏剂中的质量份为：腰果酚醛胺固化剂30-70质量份，腰果酚醛酰胺固化剂30-70质量份。
2.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述的环氧树脂为双酚 A 型环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述的活性稀释剂为腰果酚环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述的消泡剂为 Tech-367或Tech-369。
5.根据权利要求1所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述固化促进剂为叔胺类促进剂或有机酸类促进剂。
6.根据权利要求5所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述叔胺类促进剂为K-54。
7.根据权利要求5所述的环氧胶黏剂，其特征在于，所述有机酸类促进剂为水杨酸。
8.权利要求1-7任一项所述的环氧胶黏剂作为路面覆层用胶黏剂的应用。
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