CN107163593A - 耐热防水的环氧沥青路面材料及其制备方法 - Google Patents

耐热防水的环氧沥青路面材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热防水的环氧沥青路面材料，由以下重量份的组分制成：煤焦沥青40‑50份、酚醛环氧树脂20‑25份、甲基硅树脂5‑10份、增韧剂3‑5份、2‑乙基‑4‑甲基咪唑1‑2份、三乙烯四胺1‑2份、硅胶粉3‑5份、珍珠岩粉3‑5份、空心玻璃微珠1‑2份。本发明还涉及该耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法。本发明耐热防水的环氧沥青路面材料的孔隙率大、车辙动稳定度好、浸水残留稳定度高、渗水系数大、摩擦系数也大，相对于常规环氧沥青路面材料来说，具备更好的耐热防水功能。

Description

耐热防水的环氧沥青路面材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及路面材料技术领域，具体涉及一种耐热防水的环氧沥青路面材料及其制备方法。
背景技术
环氧沥青路面材料是一种被广泛使用的路面材料，在城市主干道、公路等道路上有着非常广泛的应用。但是，在一些常年处于高温的地区，长时间的使环氧沥青路面材料处于高温环境下，沥青材料会发生受热变形的现象，从而极大的影响了道路的使用效果以及使用寿命。
此外，环氧沥青路面除了存在耐热性能差的问题外，在雨水较多的地区，长时间的积水对路面粘结层的防水性能也是极大的考验，长时间的积水如果不能排放，则会导致路面粘结层失效，进而导致路面容易被车辙损坏。因此，提高环氧沥青路面的耐热性能和防水性能是一个厄待解决问题，需要对环氧沥青路面材料的成分进行组合，赋予复合后的环氧沥青路面材料更好的耐热和防水性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种耐热防水的环氧沥青路面材料及其制备方法，解决了现有的环氧沥青路面容易高温软化以及路面的粘结层因积水排放不畅，导致粘结层失效，进而造成路面损坏的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种耐热防水的环氧沥青路面材料，由以下重量份的组分制成：煤焦沥青40-50份、酚醛环氧树脂20-25份、甲基硅树脂5-10份、增韧剂3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅胶粉3-5份、珍珠岩粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份。
优选的，该耐热防水的环氧沥青路面材料由以下重量份的组分制成：煤焦沥青45份、酚醛环氧树脂22份、甲基硅树脂8份、增韧剂4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、硅胶粉4份、珍珠岩粉4份、空心玻璃微珠1.5份。
优选的，所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
优选的，所述硅胶粉的粒径为10-30mm。
优选的，所述珍珠岩粉的粒径为5-15mm。
本发明还涉及一种耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法，包括下列步骤：
（1）按以下重量份数称取各组分：煤焦沥青40-50份、酚醛环氧树脂20-25份、甲基硅树脂5-10份、增韧剂3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅胶粉3-5份、珍珠岩粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份；优选的，所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。优选的，所述硅胶粉的粒径为10-30mm；所述珍珠岩粉的粒径为5-15mm。
（2）先将所述煤焦沥青加热到120-150℃，再向其中加入酚醛环氧树脂、甲基硅树脂，保持温度为120-150℃，在3000-5000r/min的转速下搅拌30-60min，得到沥青-树脂混合物；
（3）向步骤（2）所得的沥青-树脂混合物中加入所述增韧剂，在120-150℃的温度下，以1000-1500r/min的转速搅拌20-30min，搅拌完毕后静置1-2h，得到改性沥青；
（4）将步骤（3）所得的改性沥青加热到120-150℃，再向其中加入硅胶粉、珍珠岩粉和空心玻璃微珠，在300-500r/min的转速下搅拌1-2h，搅拌完毕后将体系降温至60-80℃，保温3-5h，待保温结束后，即得到所述耐热防水的环氧沥青路面材料。
本发明的有益效果在于：
1.本发明的耐热防水的环氧沥青路面材料中加入了耐热性好的酚醛环氧树脂和甲基硅树脂，还加入了耐热性好的硅胶粉，在提高环氧沥青路面材料机械性能的同时，也使其具备较好的耐热性能。
2.本发明的耐热防水的环氧沥青路面材料中加入珍珠岩粉和空心玻璃微珠，利用珍珠岩粉的憎水性以及珍珠岩粉和空心玻璃微珠的空心蜂巢结构，使进入路面材料中的水分都能够快速排出，从而提高路面的防水性能。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的操作方法如无特别说明，均为常规操作方法；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种耐热防水的环氧沥青路面材料，由以下重量份数的组分制成：煤焦沥青50份、酚醛环氧树脂25份、甲基硅树脂5份、邻苯二甲酸二丁酯5份、2-乙基-4-甲基咪唑2份、三乙烯四胺1份、粒径为30mm的硅胶粉5份、粒径为15mm的珍珠岩粉3份、空心玻璃微珠1份。
其制备方法包括下列步骤：
（1）按上述重量份数选取原料；
（2）将煤焦沥青加热到150℃，向其中加入酚醛环氧树脂、甲基硅树脂，保持温度为150℃，在3000r/min的转速下搅拌60min，得到沥青-树脂混合物；
（3）向步骤（2）所得的沥青-树脂混合物中加入邻苯二甲酸二丁酯，在150℃的温度下，以1000r/min的转速搅拌20min，搅拌完毕后静置1h，得到改性沥青；
（4）将步骤（3）所得的改性沥青加热到150℃，向其中加入硅胶粉、珍珠岩粉和空心玻璃微珠，在300r/min的转速下搅拌1h，搅拌完毕后将体系降温至60℃，保温3h，待保温结束后，即得到所述耐热防水的环氧沥青路面材料。
实施例2 ：一种耐热防水的环氧沥青路面材料，由以下重量份数的组分制成：煤焦沥青45份、酚醛环氧树脂22份、甲基硅树脂8份、邻苯二甲酸二辛酯4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、粒径为20mm的硅胶粉4份、粒径为8mm的珍珠岩粉4份、空心玻璃微珠1.5份。
其制备方法包括下列步骤：
（1）按上述重量份数选取原料；
（2）将煤焦沥青加热到130℃，向其中加入酚醛环氧树脂、甲基硅树脂，保持温度为130℃，在4000r/min的转速下搅拌40min，得到沥青-树脂混合物；
（3）向步骤（2）所得的沥青-树脂混合物中加入邻苯二甲酸二辛酯，在140℃的温度下，以1200r/min的转速搅拌25min，搅拌完毕后静置1.5h，得到改性沥青；
（4）将步骤（3）所得的改性沥青加热到130℃，向其中加入硅胶粉、珍珠岩粉和空心玻璃微珠，在400r/min的转速下搅拌1.5h，搅拌完毕后将体系降温至70℃，保温4h，待保温结束后，即得到所述耐热防水的环氧沥青路面材料。
实施例1、2中制备的环氧沥青路面材料的性能见下表1。
由表1可知，实施例1和实施例2的耐热防水的环氧沥青路面材料的孔隙率大、车辙动稳定度好、浸水残留稳定度高、渗水系数大、摩擦系数也大，相对于常规环氧沥青路面材料来说，具备更好的耐热防水功能。
为了进一步检测实施例1和实施例2制备出的耐热防水的环氧沥青路面材料的耐热防水性能，将实施例1和实施例2制备出的路面材料浸入到水中，室温下分别浸泡5天、10天、15天，到期后按压环氧沥青路面材料观察是否有渗水现象产生，再另取实施例1、实施例2制备出的路面材料加热至250℃，并于250℃下静置5天、10天、15天，观察其变化，具体实验结果见下表2。
从上表2可知，实施例1和实施例2制备出的的环氧沥青路面材料具备较好的防水性能和耐热性能，可以用于道路材料中提高道路材料的防水、耐热性能。
本发明中，由于酚醛环氧树脂具备良好的耐高温性以及耐腐蚀性，将其加入到煤焦沥青中，在高温和机械搅拌的作用下，酚醛环氧树脂软化流动，以利于其在煤焦沥青中的溶解，并且溶解后的酚醛环氧树脂能够充分吸收煤焦沥青中的油分和软沥青组分，使体积发生膨胀，形成海绵状；在冷却以后，酚醛环氧树脂再度硬化，形成物理交联的网状结构，煤焦沥青则进入其三维网状结构中，成为一个有机的高分子弹性体，使煤焦沥青的耐热性能以及机械性能得到很大的改善；甲基硅树脂也具备较强的耐热性，将其加入到煤焦沥青中，和酚醛硫化树脂协同作用，进一步提高煤焦沥青的耐热性能；需要说明的是，酚醛环氧树脂的优点是性能较全面，耐高低温、耐热老化、大气老化和湿热老化，主要缺点是脆性大，而甲基硅树脂的硅氧烷基能与环氧树脂的羟基反应，二者结合的改型物具有有机硅和环氧树脂的双重优点，由于大分子的刚性和交联密度高所以脆性大，影响了粘结强度，尤其是线受力强度，因此需要加入增韧剂来降低其脆性，增大其韧性，进而提高其承载强度；2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺均作为固化剂配合使用，能够酚醛环氧树脂和甲基硅树脂迅速开环聚合，促进反应的高效进行。
本发明在改性沥青中加入硅胶粉能够进一步的提高材料的耐热性能，而加入的珍珠岩粉作为一种憎水剂，能够使积存在路面的水分不和路面材料结合，迅速通过排水装置将渗入的水分排除，此外，珍珠岩粉和空心玻璃微珠都属于空心蜂巢结构，能够使进入路面材料中的水分都能够快速排出，从而提高路面的排水性能。
需要说明的是，本发明权利要求书中涉及数值范围时，应理解为每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用，由于采用的步骤方法与实施例1-2相同，为了防止赘述，本发明的描述了优选的实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种耐热防水的环氧沥青路面材料，其特征在于，由以下重量份的组分制成：煤焦沥青40-50份、酚醛环氧树脂20-25份、甲基硅树脂5-10份、增韧剂3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅胶粉3-5份、珍珠岩粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份。
2.根据权利要求1所述的耐热防水的环氧沥青路面材料，其特征在于，由以下重量份的组分制成：煤焦沥青45份、酚醛环氧树脂22份、甲基硅树脂8份、增韧剂4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、硅胶粉4份、珍珠岩粉4份、空心玻璃微珠1.5份。
3.根据权利要求1或2所述的耐热防水的环氧沥青路面材料，其特征在于，所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
4.根据权利要求1或2所述的耐热防水的环氧沥青路面材料，其特征在于，所述硅胶粉的粒径为10-30mm。
5.根据权利要求1或2所述的耐热防水的环氧沥青路面材料，其特征在于，所述珍珠岩粉的粒径为5-15mm。
6.一种耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）按以下重量份数称取各组分：煤焦沥青40-50份、酚醛环氧树脂20-25份、甲基硅树脂5-10份、增韧剂3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅胶粉3-5份、珍珠岩粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份；
（2）先将所述煤焦沥青加热到120-150℃，再向其中加入酚醛环氧树脂、甲基硅树脂，保持温度为120-150℃，在3000-5000r/min的转速下搅拌30-60min，得到沥青-树脂混合物；
（3）向步骤（2）所得的沥青-树脂混合物中加入所述增韧剂，在120-150℃的温度下，以1000-1500r/min的转速搅拌20-30min，搅拌完毕后静置1-2h，得到改性沥青；
（4）将步骤（3）所得的改性沥青加热到120-150℃，再向其中加入硅胶粉、珍珠岩粉和空心玻璃微珠，在300-500r/min的转速下搅拌1-2h，搅拌完毕后将体系降温至60-80℃，保温3-5h，待保温结束后，即得到所述耐热防水的环氧沥青路面材料。
7.根据权利要求6所述的耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法，其特征在于，所述增韧剂为邻苯二甲酸二丁酯或邻苯二甲酸二辛酯。
8.根据权利要求6所述的耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法，其特征在于，所述硅胶粉的粒径为10-30mm。
9.根据权利要求6所述的耐热防水的环氧沥青路面材料的制备方法，其特征在于，所述珍珠岩粉的粒径为5-15mm。
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