CN113956829A - 一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，按重量份数包括如下组分：E20环氧树脂15‑30份、E44环氧树脂2‑8份、双酚F型环氧树脂25‑30份、水性酚醛树脂15‑20份、优质沥青12‑25份、高温固化剂15‑35份、增塑体15‑27份、连续相1‑16份、pH调节剂5‑10份、界面稳定剂5‑10份，水25‑37份。本发明配制简单、环保性能好、施工方便，具有优良的防水效果，在水压0.3MPa，30min条件下不透水、优异的粘结性能，常温下复合件剪切强度>0.8MPa，常温下复合件拉拔强度>0.7MPa，抗硌破及渗水能力强，采用重锤(500g，300mm高)自由下落后，不穿孔，不渗水，耐候性佳，综合性能优越。本发明成本优势明显，具有较强的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及道路桥梁材料工程领域，具体涉及一种单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料。
背景技术
水泥混凝土基层铺装结构中常用的防水粘结层材料主要有以下两种：1、热沥青+碎石，热沥青是经加热的沥青，经加热能流淌，一冷却会变稠；热沥青本身粘结强度很低，又会粘轮，加洒碎石是为了防止热沥青“粘轮”和“翘皮”，洒完碎石后紧跟着还要用胶轮压路机碾压2-3遍，以确保碎石和热沥青充分或部分融合，这样的操作会造成碎石对热沥青防水层的硌破和穿透，谈何防水。洒下的碎石(冷子)层，虽经反复碾压与热沥青部分融合，但在路(桥)面铺装结构中形成了一层实实在在的隔离层，对铺装结构的整体粘结是不利的。该防水粘结层瑕疵很多，既谈不上防水，更谈不上粘结。2、聚合物改性沥青防水涂料，这种防水粘结层材料仅仅就是一种防水涂料，是从民用建筑防水涂料衍生过来的，它侧重防水功能，而粘结强度偏低(0.4-0.7Mpa)，这么低的粘结强度作为铺装结构远远不够、无法保证路(桥)面铺装结构的整体稳定性、抗衡车辆的常年行驶。同时在施工过程中会出现粘轮和翘皮现象。
由此可见，防水粘结层能不能提供足够的粘结强度，直接关系到路(桥)面铺装体系的质量，影响到道路桥梁的使用寿命。专利CN201710229414中公开了一种双组份环氧沥青乳液材料及其制备方法，该材料由A部分和B部分组成；所述的A部分由沥青、水、乳化剂、环氧树脂乳液和助剂组成；所述B部分为固化剂乳液，用于道桥工程建设、养护。专利CN201610870900公开了一种用玻璃纤维和水性环氧乳化沥青道路修补材料，包括道路再生旧集料、新集料、增强纤维和水性环氧乳化沥青。其将道路再生旧集料、玻璃纤维和新集料在使用时干拌混合然后加入水性环氧沥青搅拌均匀，得到固化时间短、固化强度高的道路修补材料。专利CN201310414087公开了一种彩色高聚物改性水乳型沥青基防水涂料及其制备方法，该材料用高浓度超细悬浮微乳液型阴离子改性彩色乳化沥青和SBS橡胶、氯丁橡胶、高分子树脂、环氧树脂等多种合成高分子聚合物及增塑剂等多种功能助剂作为原料，运用特殊生产工艺混合制备成，经测试，成膜后色彩艳丽，低温-30℃不脆裂，高温120℃不流淌，弹性回复率高达90％，可稳定储存2年以上，使用寿命达50年。
综上，如何提供一种健康环保、成本较低，配制简单、耐候性佳，力学性能强的环氧沥青材料，是本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种配制简单、环保性能好、施工方便，防水效果优良，粘结性能优异，耐候性佳，综合性能优越的单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料。
为实现上述目的，本发明的技术方案是一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，所述单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料是按重量份数包括如下组分：E20环氧树脂15-30份、E44环氧树脂2-8份、双酚F型环氧树脂25-30份、水性酚醛树脂15-20份、优质沥青12-25份、高温固化剂15-35份、增塑体15-27份、连续相1-16份、pH调节剂5-10份、界面稳定剂5-10份，水25-37份。经高速分散复配而成，是一种组分相互交融，稳定共存的水性高分子材料。
环氧树脂的选择具有良好的附着力、柔韧性和耐磨性，能制成高固体材料，交联后形成热固性聚合物，选用分子量低的环氧树脂。双酚S型环氧树脂高温下强度高，热稳定性、化学稳定性及尺寸稳定性好，与醇酸树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等有很高的反应能力。水性酚醛树脂是不溶性酚醛树脂中最重要的一类，其组分中游离酚含量较低(一般<2.5％)，对人体危害较小。
优质沥青它的主要成分为天然沥青与石油沥青共混物中加入石油基活性反应物质。优选的所述优质沥青为苯乙烯、丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青、70号沥青中的一种或两种。
连续相是极性物质，渗透性好，从而保证了水性环氧沥青料具有极好的渗透性和常温施工特性。连续相借助自己很强的渗透力，带着部分环氧等组分一起渗入铺装结构中的水泥混凝土基层，修复混凝土表面的微裂缝，更有利于提高混凝土的防水功能。
优选的所述连续相为甲基四氢邻苯二甲酸酐、油酸二十二烷醇酯、对羟基苯甲酸丙酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
高温固化剂是一类增进或控制固化反应的物质。树脂固化是经过缩合、闭环、加成或催化等化学反应，使热固性树脂发生不可逆的变化过程，固化是通过添加高温固化剂来完成的。优选的所述高温固化剂为酮亚胺、聚异氰酸酯、二甲胺基丙胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。
增塑体具有极好的耐磨性、耐油性和耐寒性，对氧、臭氧和辐射等都有足够的抵抗能力，同时具有很高的拉伸强度和断裂伸长率，还兼具压缩永久变形小、承载能力大等优良性能。优选的增塑体为聚酰胺类、聚氨酯类、聚苯乙烯中的一种或几种。
界面稳定剂是一类具有两个不同性质官能团的物质，其分子结构的最大特点是分子中含有化学性质不同的两个基团，一个是亲无机物的基团，易与无机物表面产生相互作用。另一个是亲有机物的基团，能与树脂或其它聚合物发生物理、化学作用或生成氢键溶于水性环氧沥青料中，提高环氧沥青料的性能。优选的所述界面稳定剂为聚乙二醇酯、聚氧乙烯化蓖麻油、磺基甘油三酯中的一种或几种。
pH调节剂具有增强水性环氧沥青料特性，降低浊度、阻止氧化或褪变反应、稳定颜色等作用，它主要包括用以控制水性环氧沥青料各种性能所需的酸、碱、以及具有缓冲作用的盐类。优选的所述pH调节剂为氨基磺酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、乙酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、抗坏血酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘二甲酸、甲磺酸盐、羟基马来酸盐、苯乙酸盐、谷氨酸盐、葡萄糖酸盐、乙酸、磷酸、水杨酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、叔丁醇钾、磺胺、甲磺酸盐、草酸盐中的一种或两种以上。
水性环氧沥青料的应用1)一般用途：水泥混凝土桥面的防水、钢桥面的防水粘结、复合式路面的防水粘结、隧道路面的防水粘结、特殊建筑的防水粘结(2)粘结性能和防水性能，尤其适用于以下情况：水泥混凝土桥面的防水粘结、陡坡路段的防水粘结、钢桥面铺装沥青层间粘结层，具有多种用途。
本发明的优点和有益效果在于：
1、优良的防水效果
(1)渗透固结作用
施工后，其中的的连续相物质带着部分环氧等组分极容易渗入到干净的水泥混凝土的毛细孔中，产生物理化学反应，堵塞毛细孔，修复水泥混凝土微小缺陷，起到极佳的防水效果。
(2)增塑体材料的防水
增塑体材料中的石油基活性反应物质充分接触空气中的活性气体，发生共聚性物理化学反应，生成一定强度的弹性胶质材料，起到优良的防水效果，同时，防止其他施工车辆以及高温沥青混凝土铺筑时破坏防水层。
2、优异的粘结性能
(1)渗透固结作用
施工后，其中的活性反应物质渗入到干净的水泥混凝土毛细孔中，堵塞毛细孔，修复水泥混凝土微小缺陷，与粘结界面形成牢固的钉子效应，与新鲜水泥混凝土与沥青混凝土的粘结力及剪切力可以同时达到1.0MPa以上，防止路面层间脱层推移病害的产生。
(2)嵌挤作用
高温沥青混凝土铺装实施过程中，初步固化的水性环氧沥青层在高温(高于100℃)沥青混凝土的作用下会产生微溶化分布，在碾压作用下骨料大颗粒嵌入防水粘结层中，形成均匀分布的剪力键，有效增强铺装层与水性环氧沥青层之间的粘结。
(3)内聚力
水性环氧沥青料具有很高的内聚力，可以抵抗剪切破坏，固化形成的弹塑性防水环氧沥青基面具有比沥青混凝土路面更持久的耐久性，可以提高路(桥)面铺装结构的耐久性与安全性。
3、抗硌破性优越
因为水性环氧沥青料本身的粘结性能，其具有更好的抗张力能力，在抗硌破能力方面远强于稀浆封层。
本发明原料成本低廉，成本优势明显，具有较强的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
E20环氧树脂15份、E44环氧树脂2份、双酚F型环氧树脂25份、水性酚醛树脂15份、苯乙烯、丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青12份、高温固化剂聚异氰酸酯15份、聚酰胺类增塑体15份、连续相甲基四氢邻苯二甲酸酐1份、pH调节剂磷酸盐5份、界面稳定剂聚乙二醇酯5份，水25份。
实施例2
E20环氧树脂30份、E44环氧树脂8份、双酚F型环氧树脂30份、水性酚醛树脂20份、苯乙烯、丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青25份、高温固化剂二甲胺基丙胺35份、聚氨酯类增塑体27份、连续相油酸二十二烷醇酯16份、10份乙酸盐wt％：乙酸wt％＝5:1的pH调节剂、界面稳定剂磺基甘油三酯10份，水37份。
实施例3
E20环氧树脂15份、E44环氧树脂8份、双酚F型环氧树脂25份、水性酚醛树脂20份、苯乙烯、丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青25份、高温固化剂间苯二胺35份、聚苯乙烯增塑体27份、16份邻苯二甲酸二辛酯wt％：对羟基苯甲酸丙酯wt％＝1:1的连续相、pH调节剂甲磺酸盐10份、界面稳定剂聚氧乙烯化蓖麻油10份，水37份。
实施例4
E20环氧树脂30份、E44环氧树脂2份、双酚F型环氧树脂30份、水性酚醛树脂15份、70号沥青12份、高温固化剂二氨基二苯基甲烷15份、15份聚酰胺类wt％：聚氨酯类wt％＝3:1的增塑体、连续相对羟基苯甲酸丙酯1份、pH调节剂氢氧化钙5份、界面稳定剂聚氧乙烯化蓖麻油5份，水25份。
实施例5
E20环氧树脂20份、E44环氧树脂5份、双酚F型环氧树脂25份、水性酚醛树脂20份、70号沥青25份、20份二氨基二苯基甲烷wt％:间苯二胺wt％＝2:1的高温固化剂、聚酰胺类增塑体25份、连续相邻苯二甲酸二辛酯8份、pH调节剂马来酸盐7.5份、界面稳定剂磺基甘油三酯8份，水30份。
实施例6
E20环氧树脂25份、E44环氧树脂6份、双酚F型环氧树脂30份、水性酚醛树脂20份、70号沥青15份、高温固化剂酮亚胺30份、聚苯乙烯增塑体20份、连续相邻苯二甲酸二辛酯15份、pH调节剂水杨酸8份、界面稳定剂磺基甘油三酯9份，水35份。
实验例
实施例1-6与对比例市售的水性环氧沥青料的性能测试对比：以水泥混凝土为底材，规格为250×450mm，单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料为黑色或褐灰色均匀液体，无明显颗粒，涂层样板的制备按《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)与《水泥混凝土桥面水性环氧沥青防水粘结层施工技术规范》(DB32/T2285-2012)进行，水泥混凝土基层抛丸、清理浮灰清洁混凝土面层，喷涂或喷洒单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料，按0.7-0.8kg/m2制样，经8-24小时自然干燥，铺筑热沥青混凝土形成复合件。发明性能和市售的水性环氧沥青料性能对比见下表：
从上表可以看出实施例1-6，根据JTG E20-2011中T0651-1993的试验方法，蒸发残留物含量>48％，对比例为39％，在水压0.3MPa，30min条件下不透水，而对比例已经透水，耐热性强，160℃不流淌、不滑动，对比例则表面已经流淌剥离。附着力拉拔强度、复合件剪切强度、复合件拉拔强度本发明也优于市售的水性环氧沥青料，符合JTG/T55-2011的要求。发明在Ca(OH)2碱中浸泡15天无异常，3％盐水中浸泡15天均无异常，发明稳定牢靠，具有充分的耐腐蚀性，而对比例已经分离解体，露出混凝土层。采用重锤(500g，300mm高)自由下落后，本发明不穿孔不渗水，而对比例已经穿孔渗水。
综上所述本发明配制简单、环保性能好、施工方便，具有优良的防水效果，在水压0.3MPa，30min条件下不透水、优异的粘结性能，常温下复合件剪切强度>0.8MPa，常温下复合件拉拔强度>0.7MPa，抗硌破及渗水能力强，采用重锤(500g，300mm高)自由下落后，不穿孔，不渗水，耐候性佳，综合性能优越。本发明成本优势明显，具有较强的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于，所述单组分二阶反应多用途水性环氧沥青料是按重量份数包括如下组分：E20环氧树脂15-30份、E44环氧树脂2-8份、双酚F型环氧树脂25-30份、水性酚醛树脂15-20份、优质沥青12-25份、高温固化剂15-35份、增塑体15-27份、连续相1-16份、pH调节剂5-10份、界面稳定剂5-10份，水25-37份。
2.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述高温固化剂为酮亚胺、聚异氰酸酯、二甲胺基丙胺、间苯二胺、二氨基二苯基甲烷中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述增塑体为聚酰胺类、聚氨酯类、聚苯乙烯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述连续相为甲基四氢邻苯二甲酸酐、油酸二十二烷醇酯、对羟基苯甲酸丙酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述pH调节剂为氨基磺酸盐、硫酸氢盐、磷酸盐、乙酸盐、戊酸盐、油酸盐、棕榈酸盐、硬脂酸盐、月桂酸盐、苯甲酸盐、乳酸盐、甲苯磺酸盐、柠檬酸盐、马来酸盐、抗坏血酸盐、富马酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、萘二甲酸、甲磺酸盐、羟基马来酸盐、苯乙酸盐、谷氨酸盐、葡萄糖酸盐、乙酸、磷酸、水杨酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、叔丁醇钾、磺胺、甲磺酸盐、草酸盐中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述界面稳定剂为聚乙二醇酯、聚氧乙烯化蓖麻油、磺基甘油三酯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种单组份二阶反应多用途水性环氧沥青料，其特征在于：所述优质沥青为苯乙烯、丁二烯三嵌段共聚物作为改性剂制备的SBS改性沥青、70号沥青中的一种或两种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220121 |
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