CN110156960A - 一种环氧-沥青增溶固化剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化学化工合成领域，涉及一种环氧‑沥青增溶固化剂、制备方法及其应用，从根本上解决了沥青的高低温性能及力学性能差的问题，该类固化剂分子结构中具有长链的烷基链，将沥青加入其中，与沥青具有较好的相容性，很大程度上可以改善环氧树脂与沥青的相容性，提高该环氧‑沥青体系的固化性能。且在保证一定交联密度的前提下又具有较好的韧性和强度，使得制得的环氧沥青材料的性能在大范围内可调，可用于道路铺设、管道防腐以及建筑密封、粘接、防水等领域。

Description

一种环氧-沥青增溶固化剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明属于化学化工合成领域，具体涉及一种环氧-沥青增溶固化剂及其制备方法及其在环氧-沥青树脂体系中的应用。
背景技术
沥青是石油炼化副产物，是由许多大分子组成的固态或半固态黏稠黑褐色的复杂混合物，由于其表面张力极小，具有很好的防水、防霉、抗菌、耐老化、价廉等特性，广泛应用于道路铺装、建筑防水等。但是，高、低温性能差是沥青的致命弱点。因此，用合成高分子改性沥青是人们多年研究的方向。曾经有SBS改性沥青，是一种简单的物理共混，虽然对沥青的性能有所改善，并没有从根本上解决沥青的高低温性能和力学性能。
热固性树脂中环氧树脂是一种与沥青相容性相对较好的树脂。利用热固性树脂开发的环氧-沥青涂料曾经是重要的重防腐涂料。由于环境保护的要求，现在已经禁止煤沥青的使用，因此，需要使用石油沥青代替煤沥青，但是由于石油沥青特殊的性能，与环氧树脂，特别是室温环氧固化剂的相容性成为突出问题。大大地限制了高性能沥青的开发与应用。
发明内容
为了从根本上解决沥青的高低温性能及力学性能差的问题，本发明提供一种环氧-沥青增溶固化剂及其制备方法及应用，该类固化剂分子结构中具有长链的烷基链，将沥青加入其中，与沥青具有较好的相容性，很大程度上可以改善环氧树脂与沥青的相容性，提高该环氧-沥青体系的固化性能。且在保证一定交联密度的前提下又具有较好的韧性和强度，使得制得的环氧沥青材料的性能在大范围内可调，可用于道路铺设、管道防腐以及建筑密封、粘接、防水等领域。
本发明的技术解决方案是提供一种三官能度的环氧-沥青增溶固化剂，其特殊之处在于，通式如下：
其中，n为8至17的自然数，m为1至3的自然数，R为CH3CH2 -类的烃基或HOCH2 -，R＇为H-或者烃类基团。
本发明还提供一种二官能度的环氧-沥青增溶固化剂，其特征在于，通式如下：
其中n为8至17的自然数，m为1至3的自然数；x为1～15的自然数；R为CH3CH2 -类的烃基或HOCH2 -，R＇为H-或者烃类基团。
本发明还提供一种上述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将丙烯酸酯与多元胺混合，搅拌至体系温度升至75℃至85℃，取样，测红外吸收光谱，红外谱图显示双键特征峰消失，反应结束；
步骤二、除去过量的多元胺；
步骤三、向步骤二处理后的反应液中加入烷基缩水甘油醚，加热，反应设定时间后，得到环氧-沥青增溶固化剂。
进一步地，多元胺、丙烯酸酯与烷基缩水甘油醚的摩尔比为(3-4):1:1。
进一步地，所述多元胺为乙二胺或三乙烯四胺；所述丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；所述烷基缩水甘油醚为十二烷基缩水甘油醚或十八烷基缩水甘油醚。
进一步地，步骤一中体系温度升温至80℃；步骤三中反应温度为75℃～85℃，反应时间为3～5小时。
进一步地，步骤三中反应温度为80℃，反应时间为4小时。
本发明还提供一种环氧沥青体系，其特殊之处在于：由无溶剂环氧组分10-15份，上述至少一种环氧-沥青增溶固化剂8-12份，沥青15-20份混合均匀而成。
进一步地，上述无溶剂环氧组分为15份，上述的环氧-沥青增溶固化剂为10份，上述沥青为20份。
上述的环氧沥青体系在道路铺设、房屋建筑领域的应用。
本发明的有益效果是：
1、本发明合成的系列固化剂在保证一定交联密度的前提下又具有较好的韧性和强度，使制得的环氧沥青材料的性能在大范围内可调，可用于道路铺设、管道防腐以及建筑密封、粘接、防水、嵌缝等领域。
2、本发明通过胺基与双键的加成反应及胺基与环氧的开环反应，方便简洁的合成了改性胺类环氧树脂固化剂，而且，没有小分子物质释放。
3、本发明的改性胺类固化剂与沥青具有良好的相容性，可使该环氧-沥青体系固化性能良好。
4、本发明的可通过改性胺类固化剂的结构设计调节环氧-沥青的性质，改善其强度和柔韧性。
附图说明
图1为实施例一中增溶固化剂的红外谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此例。
实施例一
该实施例以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，乙二胺，十二烷基缩水甘油醚为例，其合成路线为：
具体通过以下过程制备：
(1)、将0.1mol三羟甲基丙烷三丙烯酸酯加至0.33mol乙二胺中，室温搅拌至体系温度升至80℃，取样，测红外，红外显示双键特征峰消失，反应结束；
(2)、除去过量的乙二胺，得到黄色粘稠液体；
(3)、向步骤二处理过的反应液中加入0.1mol十二烷基缩水甘油醚，不断搅拌，加热至80℃，反应4小时，得到橙黄色粘稠液体，如图1所示为该化合物的红外谱图。
实施例二
该实施例以季戊四醇三丙烯酸酯，乙二胺，十二烷基缩水甘油醚为例，通过以下过程制备：
(1)、将0.1mol季戊四醇三丙烯酸酯加至0.33mol乙二胺中，室温搅拌至体系温度升至80℃，取样，测红外，红外显示双键特征峰消失，反应结束；
(2)、除去过量的乙二胺，得到黄色粘稠液体；
(3)、向步骤二处理过的反应液中加入0.1mol十二烷基缩水甘油醚，不断搅拌，加热至80℃，反应4小时，得到淡黄色粘稠液体。
实施例三
该实施例以聚乙二醇(600)二丙烯酸酯，三乙烯四胺，十八烷基缩水甘油醚为例，通过以下过程制备：
(1)、将0.1mol聚丙二醇(600)二丙烯酸酯加至0.3mol三乙烯四胺中，室温搅拌至体系温度升至80℃，取样，测红外，红外显示双键特征峰消失，反应结束；
(2)、除去过量的乙二胺，得到黄色粘稠液体。；
(3)、向步骤二处理过的反应液中加入0.1mol十八烷基缩水甘油醚，不断搅拌，加热至80℃，反应4小时，得到淡黄色粘稠液体。
实施例四
该实施例以聚乙二醇(600)二丙烯酸酯，三乙烯四胺，十八烷基缩水甘油醚为例，通过以下过程制备：
(1)、将0.1mol聚丙二醇(600)二丙烯酸酯加至0.4mol三乙烯四胺中，室温搅拌至体系温度升至80℃，取样，测红外，红外显示双键特征峰消失，反应结束；
(2)、除去过量的乙二胺，得到黄色粘稠液体。；
(3)、向步骤二处理过的反应液中加入0.1mol十八烷基缩水甘油醚，不断搅拌，加热至80℃，反应5小时，得到淡黄色粘稠液体。
实施例五
本实施例为一种环氧沥青体系，通过如下过程制备：
将无溶剂环氧组分(双酚A型环氧树脂E51：669环氧＝10：3)15份，实例三制备的环氧-沥青增溶固化剂10份，沥青20份混合均匀，体系均一无分层现象，然后涂膜，在室温下24小时即可完全固化，得到柔韧性很好的涂层。
实施例六
本实施例为一种环氧沥青体系，通过如下过程制备：
将无溶剂环氧组分10份(双酚A型环氧树脂E51：669环氧＝10：3)，实例三制备的环氧-沥青增溶固化剂12份，沥青15份混合均匀，体系均一无分层现象，然后涂膜，在室温下24小时即可完全固化。得到柔韧性很好的涂层。
实施例七
无溶剂环氧组分15份，实例一制备的环氧-沥青增溶固化剂15份，沥青20份混合均匀，体系均一无分层现象，然后涂膜，在室温下24小时即可完全固化。得到强度很好的涂层。
实施例八
无溶剂环氧组分15份，实例一制备的环氧-沥青增溶固化剂8份，沥青20份混合均匀，体系均一无分层现象，然后涂膜，在室温下24小时即可完全固化。得到强度很好的涂层。

Claims (10)

1.一种环氧-沥青增溶固化剂，其特征在于，通式如下：
其中，n为8至17的自然数，m为1至3的自然数，R为CH3CH2 -类的烃基或HOCH2 -，R＇为H-或者烃类基团。
2.一种环氧-沥青增溶固化剂，其特征在于，通式如下：
其中n为8至17的自然数，m为1至3的自然数；x为1～15的自然数；R为CH3CH2 -类的烃基或HOCH2 -，R＇为H-或者烃类基团。
3.一种权利要求1或2所述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将丙烯酸酯滴加至多元胺中，室温搅拌至体系温度升至75℃至85℃，取样，测红外，红外显示双键特征峰消失，反应结束；
步骤二、除去过量的多元胺；
步骤三、向步骤二处理后的反应液中加入烷基缩水甘油醚，加热，反应设定时间后，得到环氧-沥青增溶固化剂。
4.根据权利要求3所述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，其特征在于，多元胺、丙烯酸酯与烷基缩水甘油醚的摩尔比为(3-4):1:1。
5.根据权利要求4所述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，其特征在于，所述多元胺为乙二胺或三乙烯四胺；所述丙烯酸酯为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、聚乙二醇(600)二丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯；所述烷基缩水甘油醚为十二烷基缩水甘油醚或十八烷基缩水甘油醚。
6.根据权利要求5所述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，其特征在于：步骤一中体系温度升温至80℃；步骤三中反应温度为75℃～85℃，反应时间为3～5小时。
7.根据权利要求6所述的环氧-沥青增溶固化剂的制备方法，其特征在于：步骤三中反应温度为80℃，反应时间为4小时。
8.一种环氧沥青体系，其特征在于：由无溶剂环氧组分10-15份，权利要求1和/或权利要求2所述的环氧-沥青增溶固化剂8-12份，沥青15-20份混合均匀而成。
9.根据权利要求8所述的环氧沥青体系，其特征在于：所述无溶剂环氧组分为15份，所述的环氧-沥青增溶固化剂为10份，所述沥青为20份。
10.权利要求8或权利要求9所述的环氧沥青体系在道路铺设、房屋建筑领域的应用。
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