CN112391136A - 一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物及其制备方法 - Google Patents
一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，包括A组分和B组分，A组分和B组分的质量比为1：(0.8‑1.2)；A组分包括环氧树脂80‑90份、活性环氧稀释剂10‑20份；B组分包括改性脂肪胺固化剂40‑60份、改性聚酰胺固化剂40‑60份、促进剂1‑2份；改性脂肪胺固化剂由重量份为80‑90份的第一组分和重量份为10‑20份的第二组分经加热反应而成，其中，第一组分为烯胺、烷基胺、聚醚胺中至少两种，第二组分为环氧树脂、活性环氧稀释剂中至少一种。采用该环氧树脂组合物作为粘结层对铺装层和钢桥面的粘接强度高、拉伸断裂伸长率高，从而能很好地保护钢桥面，并延长铺装层的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及道路桥梁施工用材料技术领域，具体涉及一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物及其制备方法。
背景技术
钢桥面的铺装层与钢桥面之间通常需要采用防水粘结层将两者粘结在一起，以起到保护钢桥面的目的，因此防水粘结层材料的研发受到世界各国的重视，而防水粘结层材料经历了从乳化沥青到环氧树脂的革新。
目前市面上的环氧树脂组合物一般采用液体环氧树脂(或者是柔性环氧树脂)、活性稀释剂和柔性胺类环氧固化剂组成，其在使用时存在以下问题：1)由于现有的环氧树脂组合物无法在130-150℃条件下液化，而导致铺装层与粘结层的拉拔强度低，在桥梁使用过程中，铺装层与粘结层会慢慢分开而导致铺装层破坏；2)粘结层中固化物的韧性不够，使得在桥梁的正常使用中由于钢桥面的绕曲变形而使得粘结层的破坏，影响粘结层的防水能力，从而不能很好地保护钢桥面。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，采用该环氧树脂组合物作为粘结层对铺装层和钢桥面的粘接强度高、拉伸断裂伸长率高，从而能很好地保护钢桥面，并延长铺装层的使用寿命，其特别适用于环氧沥青铺装层与钢桥面的粘结。此外，本发明还提供一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为1：(0.8-1.2)；
所述A组分包括以下重量份的组分：环氧树脂80-90份、活性环氧稀释剂10-20份；
所述B组分包括以下重量份的组分：改性脂肪胺固化剂40-60份、改性聚酰胺固化剂40-60份、促进剂1-2份；
所述改性脂肪胺固化剂由重量份为80-90份的第一组分和重量份为10-20份的第二组分经加热反应而成，其中，所述第一组分为烯胺、烷基胺、聚醚胺中至少两种，所述第二组分为环氧树脂、活性环氧稀释剂中至少一种。
优选地，所述烯胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
优选地，所述烷基胺为十二烷基胺、十六烷基胺或十八烷基胺。
优选地，所述A组分和第二组分中的活性环氧稀释剂为C12-C14烷基缩水甘油醚、1、6-己二醇二缩水甘油醚、1、4-丁二醇二缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚。
优选地，所述环氧树脂为液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂。
优选地，所述促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚。
本发明的第二方面，提供一种上述用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备改性脂肪胺固化剂：按照重量配比将第一组分与第二组分混合，加热至80-100℃搅拌反应2-3h即得；
S2、制备A组分：将环氧树脂与活性环氧稀释剂混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
S3、制备B组分：将改性脂肪胺固化剂、改性聚酰胺固化剂和促进剂混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
S4、使用时，将A组分与B组分在室温下搅拌混合均匀，即得成品。
与现有技术性相比，本发明具有如下有益效果：
本发明选用烯胺、烷基胺、聚醚胺中至少两种与环氧树脂、活性环氧稀释剂中至少一种经加热反应制得改性脂肪胺固化剂，并将其作为主要固化剂使用，使得环氧树脂组合物经初步固化后再加热(温度在130-150℃)具有二次固化的特性，将环氧树脂组合物摊铺在钢桥面后经初步固化形成表面不沾手、具有一定的弹性的粘结层，再将混合搅拌后的环氧沥青铺装层(温度在160-180℃)倒在粘结层上进行摊铺，这时粘结层表面由于受热会导致粘结层上层液化，粘结层上部和铺装层底部融为一体，这样大幅增加了铺装层与粘结层的拉拔力，经过试验测试，一般不能液化的粘结层与铺装层的拉拔力在0.5MPa左右，而本发明中可以液化的粘结层与铺装层的拉拔力可以达到在2.5MPa以上，而且本发明中粘结层的韧性更好，一般的环氧树脂粘结层固化物的拉伸断裂伸长率在100-150％左右，本发明的环氧树脂粘结层固化物的拉伸断裂伸长率可达在150％以上，一般在200％左右；此外，本发明中环氧树脂组合物作为粘结层施工工艺简单，在常温下搅拌即可使用。
具体实施方式
实施例1
改性脂肪胺固化剂的制备：称取40份(重量份，下同)十二烷基胺与45份聚醚胺混合均匀，再向其加入15份C12-C14烷基缩水甘油醚，加热至80℃搅拌反应2h即得；
A组分的制备：将90份液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂与10份C12-C14烷基缩水甘油醚混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
B组分的制备：将60份改性脂肪胺固化剂、49份改性聚酰胺固化剂(腰果酚改性聚酰胺固化剂LX-2028MA)和1份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
使用时，将质量比为1:1的A组分与B组分在室温下搅拌混合均匀即得环氧树脂组合物。
实施例2
改性脂肪胺固化剂的制备：称取40份(重量份，下同)三乙烯四胺与40份聚醚胺混合均匀，再向其加入8份1、6-己二醇二缩水甘油醚、2份双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，加热至86℃搅拌反应3h即得；
A组分的制备：将80份液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂与14份1、6-己二醇二缩水甘油醚混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
B组分的制备：将50份改性脂肪胺固化剂、40份改性聚酰胺固化剂(腰果酚改性聚酰胺固化剂NX-2028M)和1.6份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
使用时，将质量比为1:0.8的A组分与B组分在室温下搅拌混合均匀即得环氧树脂组合物。
实施例3
改性脂肪胺固化剂的制备：称取40份(重量份，下同)二乙烯三胺与50份聚醚胺混合均匀，再向其加入20份1、6-己二醇二缩水甘油醚，加热至100℃搅拌反应2h即得；
A组分的制备：将86份液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂与20份1、6-己二醇二缩水甘油醚混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
B组分的制备：将40份改性脂肪胺固化剂、60份改性聚酰胺固化剂(腰果酚改性聚酰胺固化剂LX-2028MA)和2份2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
使用时，将质量比为1:1.2的A组分与B组分在室温下搅拌混合均匀即得环氧树脂组合物。
上述实施例中制得的环氧树脂组合物作为粘结层使用时，先将其摊铺在钢桥面表面将近1mm厚度，在25-30℃下初步固化1-2天，形成表面不沾手、具有一定的弹性的粘结层，然后再将搅拌混合好的环氧沥青石子混凝土(温度在160-180℃)倒在粘结层上进行摊铺，这时粘结层表面由于受热会导致部分粘结层上层液化，从而粘结层上层和铺装层底层融为一体，即实现了铺装层与钢桥面的粘接。
力学性能测试：
将实施例1至实施例3中制得的环氧树脂组合物分别浇入至模具中，在25℃条件下初步固化18h，再将固化物放入烘箱在140℃下处理1h，固化物融化，可以流动，再冷却至室温，完全进行固化后进行脱模处理，测试其拉伸性能，参照GB/T 2567-2008，测试条件为23±2℃，拉伸速率为10mm/min；再将实施例1至实施例3中制得的环氧树脂组合物分别作为粘结层，并采用拉拔仪测试铺装层与粘结层的拉拔力，具体测试结果见表1。
表1
| 拉拔力(MPa) | 断裂伸长率(％) | |
| 实施例1 | 2.8 | 180 |
| 实施例2 | 2.9 | 205 |
| 实施例3 | 2.8 | 201 |
由表1中的测试结果可知，本实施例中环氧树脂组合物经初步固化后再加热(温度在130-150℃)有二次固化的特性，环氧树脂组合物形成可以液化的粘结层，其与铺装层的拉拔力可以达到在2.5MPa以上，而且粘结层的韧性更好，拉伸断裂伸长率可达在150％以上。
综上，采用本发明中环氧树脂组合物作为粘结层对铺装层和钢桥面的粘接强度高、拉伸断裂伸长率高，从而能很好地保护钢桥面，并延长铺装层的使用寿命，其特别适用于环氧沥青铺装层与钢桥面的粘结。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (7)
1.一种用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，包括A组分和B组分，所述A组分和B组分的质量比为1：(0.8-1.2)；
所述A组分包括以下重量份的组分：环氧树脂80-90份、活性环氧稀释剂10-20份；
所述B组分包括以下重量份的组分：改性脂肪胺固化剂40-60份、改性聚酰胺固化剂40-60份、促进剂1-2份；
所述改性脂肪胺固化剂由重量份为80-90份的第一组分和重量份为10-20份的第二组分经加热反应而成，其中，所述第一组分为烯胺、烷基胺、聚醚胺中至少两种，所述第二组分为环氧树脂、活性环氧稀释剂中至少一种。
2.根据权利要求1所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，所述烯胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺。
3.根据权利要求2所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，所述烷基胺为十二烷基胺、十六烷基胺或十八烷基胺。
4.根据权利要求1所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，所述A组分和第二组分中的活性环氧稀释剂为C12-C14烷基缩水甘油醚、1、6-己二醇二缩水甘油醚、1、4-丁二醇二缩水甘油醚或新戊二醇二缩水甘油醚。
5.根据权利要求1所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂为液体双酚A型缩水甘油醚环氧树脂。
6.根据权利要求1所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物，其特征在于，所述促进剂为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的用于钢桥面铺装粘结层的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备改性脂肪胺固化剂：按照重量配比将第一组分与第二组分混合，加热至80-100℃搅拌反应2-3h即得；
S2、制备A组分：将环氧树脂与活性环氧稀释剂混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
S3、制备B组分：将改性脂肪胺固化剂、改性聚酰胺固化剂和促进剂混合，在40-50℃条件下搅拌均匀即得；
S4、使用时，将A组分与B组分在室温下搅拌混合均匀，即得成品。
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