WO2014134760A1 - 能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料及其制备方法 - Google Patents

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acid
anhydride
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亢阳
应珏
应军
朱建设
翟洪金
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句容宁武科技开发有限公司
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Definitions

  • High-performance epoxy asphalt composite material capable of rapidly opening traffic and preparation method thereof
  • the invention relates to a chemically modified asphalt material and a preparation method thereof, in particular to a high-performance epoxy asphalt composite material capable of rapidly opening traffic and a preparation method thereof.
  • Asphalt is commonly used as a paving and waterproofing material and is essentially a thermoplastic material. This characteristic is manifested in the pavement paved with asphalt. In the hot summer season, the road surface is prone to rutting under heavy load. In the cold winter season, temperature-shrinking cracks are easy to occur. With the improvement of road grade and large-span steel box girder structure bridge It is widely used, which puts high requirements on the strength, deformation stability and fatigue durability of paving materials. At the same time, it also puts forward special requirements such as high adhesion and imperviousness in the performance. As an important part of the bridge system, the quality of the bridge deck pavement directly affects the safety, comfort, bridge durability and investment economic benefits of the vehicle. Obviously, such high performance requirements are unsuitable for ordinary asphalt, and modified asphalt must be used.
  • an object of the present invention is to provide a high-performance epoxy asphalt composite material capable of rapidly opening traffic and a preparation method thereof, the composite material being a two-component comprising an epoxy resin curing agent microcapsule
  • the thermosetting epoxy asphalt composite material has the characteristics of high strength, high elongation and fatigue resistance, and can provide suitable operation time (applicable period), and the high and low temperature performance is excellent and the environment is friendly, and can be used for large span. Bridges and highways have a wide range of construction periods and can open traffic quickly.
  • a high-performance epoxy asphalt composite material capable of rapidly opening traffic characterized in that: the composite material is composed of a part A and a part B, and the mass ratio of the part A to the part B is 2:1-12:1; wherein, A The composition of the components is:
  • Organic monohydric or polyhydric alcohol 1-18 parts 8-50 parts of one or more of an aliphatic dibasic acid, a dimer acid or an alkyd resin
  • the B component is: an epoxy resin comprising a low temperature, room temperature or medium temperature curing agent microcapsule, wherein the mass ratio of the curing agent microcapsule to the epoxy resin is 1:100-20:100.
  • the modified pitch having a carboxyl group or an acid anhydride group is obtained by reacting a dienophile reacted with Dids ⁇ Alde r having a carboxyl group or an acid anhydride group with pitch.
  • the bitumen may be one or a mixture of petroleum pitch, oxidized pitch, coal pitch or lake bitumen.
  • the organic monool or organic polyol may be an aliphatic monohydric or polyhydric alcohol, an alicyclic monohydric or polyhydric alcohol, or an alcohol hydroxy siloxane.
  • it is a monohydric or dihydric alcohol; the alcohol hydroxy siloxane is preferably.
  • polyether polyols, polyester polyols, hydroxyl terminated nitrile rubbers and alcoholic hydroxyl (poly)siloxanes A single one, or a mixture of two or three may be taken.
  • the aliphatic dibasic acid, dimer acid or alkyd resin may be one of a single one or a mixture of two or three kinds.
  • the aliphatic dibasic acid may be oxalic acid, succinic acid, malonic acid, adipic acid or liquid terminal carboxylated nitrile rubber. It may be a single aliphatic dibasic acid or a mixture of two or more aliphatic dibasic acids.
  • the fatty acid anhydride may be polyisobutylene succinic anhydride, methyl nadic anhydride (methyl endomethylene tetrahydrophthalic anhydride), modified methyl nadic anhydride, dodecenyl succinic anhydride, tung oil Anhydride, polysebacic anhydride, poly (glutaric acid), polyethylene sulphate or hydrolyzed polymaleic anhydride. It may be a single fatty acid anhydride or a mixture of two or more fatty acid anhydrides.
  • the curing accelerator is triethylamine or diethylenetriamine.
  • the B component epoxy resin is a bisphenol A type epoxy resin such as E-51 or E-44 or the like and a mixture thereof.
  • the preparation method of the microcapsules is not limited, and reference may be made to the related literature on preparation of microcapsules, but the compatibility between the prepared microcapsules and the epoxy resin is good, the dispersion is easy, and the sealing property is good. It can be stably present at a higher mixing temperature ( ⁇ -120'C). Microcapsules using epoxy as the wall material are preferred.
  • the low temperature, room temperature or medium temperature curing agent contained in the microcapsule may be a polythiol, an aliphatic polyamine, an aromatic polyamine, a polyamide, a tertiary amine, a boron trifluoride complex, and an imidazole or tertiary amine salt. And alicyclic amines.
  • epoxy resin curing agents as the common knowledge of epoxy resin industry, can refer to "curing agent” or "epoxy curing agent and additives”. It can be either a compound or a mixture of several compounds. It is better to choose a viscosity of l-25000mPa.s at 25 °C.
  • low temperature and room temperature curing agents having a boiling point between 100 and 500 'C, such as low molecular weight polythiols, aliphatic polyamines, aromatic polyamines, tertiary amines, low molecular weight polyamides and the like. More preferably, a room temperature curing agent having a viscosity of from 1 to 3000 mPa ⁇ s and a boiling point of from 110 ° C to 300 ° C, such as an aliphatic polyamine, an aromatic polyamine and a tertiary amine, is selected.
  • the present invention can modify the properties of the epoxy asphalt material by adjusting the ratio of the components of the A and B sections to meet different requirements under different conditions.
  • Method 1 According to the quality of the formula, the dewatered matrix asphalt heated to 9 (rC-140 °C) is added to the reactor, and the 2-20% maleic anhydride or olefinic acid of the asphalt mass is added, and the temperature is raised to 140 ° C-160. °C, keep for 10-60 minutes, after the pressure is stable, pass N 2 to keep the total pressure at 0.25-lMPa, after 3-6 hours, slowly relieve pressure to O.lMPa; then gradually reduce the temperature to IOO'C-110'C is added to the organic alcohol, and the temperature is programmed to 130 ⁇ -140 ⁇ for 1-3 hours.
  • the other components previously heated to 9 (TC-140'C premixed part A) are finally added, and finally passed through the colloid mill.
  • a part of the high-speed dispersion mechanical dispersion is obtained; according to the quality of the formulation, the microcapsule containing the curing agent is added to the epoxy resin heated to 40'C-8 (TC), and the mixture is uniformly mixed to obtain the epoxy asphalt B component.
  • the two parts of A and B which are heated to the required temperature are uniformly mixed according to the required ratio, so that the high-performance thermosetting epoxy asphalt material of the invention can be sprayed on the road surface or steel plate as epoxy asphalt bonding in a certain time.
  • Layer material if according to a certain ratio of oil to stone (general high performance thermosetting Ratio of oxygen to asphalt and stone material is 4.0: 100-9.3: 100,) aggregate mix can and compacted pavement on a road surface within a certain time.
  • Method 2 According to the quality of the formula, the matrix asphalt heated to 90-140'C is added to the reactor, and 2-20% of maleic anhydride or olefinic acid of the asphalt mass is added, and the temperature is raised to 160 ° C - 240 ° C.
  • the reflux condenser begins to reflux with 60'C-100'C condensed water until the end of the reaction; then gradually reduce the temperature to 100 ° C -110 ° C to add organic alcohol, the procedure Raise the temperature to 13 (TC-140'C reaction for 1-3 hours; then add the pre-mixed complete Part A component previously heated to 90 °C - 140 °C, and finally disperse it by high-speed dispersion mechanical separation such as colloid mill Part A is obtained; according to the quality of the formulation, microcapsules containing a curing agent are added to the epoxy resin heated to 40 ° C - 80 ° C, and the epoxy asphalt component B is prepared by mixing and hooking.
  • the two parts of A and B which are required to be temperature are uniformly mixed according to the required ratio, that is, the high-performance thermosetting epoxy asphalt material of the present invention can be sprayed on the road surface or the steel plate as the epoxy asphalt bonding layer material within a certain period of time; Mixing the aggregate according to a certain ratio of oil to stone, you can Intra pavement on the road and compacted.
  • the invention firstly functionalizes the matrix asphalt, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, and makes itself an epoxy resin curing agent; and then adds an appropriate amount of organic alcohol macromolecule or polymer to the reaction residue.
  • the functionalizing agent is neutralized, and other epoxy resin high-temperature curing agent is added after the neutralization is completed. If necessary, a curing accelerator is added and uniformly mixed to obtain an epoxy asphalt component A, and pressure is added to the epoxy resin.
  • the two-component epoxy asphalt thus prepared, high-temperature curing agent and curing accelerator
  • the use of low temperature, room temperature or medium temperature curing agent microcapsules makes the curing speed controllable and the product properties adjustable, which can meet the different requirements under various conditions, and is environmentally friendly.
  • the formed high performance epoxy asphalt material is stable and reliable, and realizes A quick and open traffic.
  • Epoxy asphalt forms a three-dimensional network structure after curing reaction; because the reactivity of various curing agents contained in the epoxy resin is not the same, the reaction is staggered, thus forming an interpenetrating network structure.
  • This three-dimensional interpenetrating network structure provides a theoretical basis for its strength and high elasticity.
  • the addition of macromolecular organic alcohols substantially neutralizes the remaining small molecule modifiers functionalizing the asphalt, and the resulting molecular size is moderately obtained to obtain a more flexible active product capable of participating in the curing, greatly improving the entire cured product system.
  • the adjustable range of strength and flexibility, while the cured product has a lower glass transition temperature, greatly improving the low temperature performance of the product.
  • the epoxy resin modified asphalt material of the invention has high strength and good flexibility, and can also provide corresponding applicable period according to different requirements; at the same time, the environment is friendly, and can also be adjusted to meet different performance requirements, and the storage is stable. Good properties, the corresponding epoxy asphalt concrete has excellent fatigue resistance, and greatly improves the low temperature performance while maintaining high temperature performance.
  • the construction period is large and can be quickly opened after the construction is completed. It is suitable for highways and road bridges. When the requirements are high, it can also be used for urban trunk roads, bus stops and airport roads.
  • FIG. 1 Schematic diagram of the mechanism of acidified modified asphalt.
  • Figure 2 is a schematic diagram of the mechanism of the carboxylated modified asphalt.
  • Example 1 The invention is further illustrated by the following examples, but the examples are not intended to limit the invention.
  • Example 1 The invention is further illustrated by the following examples, but the examples are not intended to limit the invention.
  • alkyd resin brand 3370A, Jiangsu Sanmu Group Co., Ltd.
  • methyl nadic anhydride Changzhou Guanghui High-Tech Chemical Co., Ltd.
  • polyglutaric anhydride average molecular weight 1200, Changzhou Guanghui High-Tech Chemical Co., Ltd.
  • diethylenetriamine diethylenetriamine
  • oxidized asphalt National Zhongjie Friendship Farm Liufen Oxidation Bitumen Plant
  • maleic anhydride was added to the reactor
  • the reflux cooling water was 80 °. C warm water, after reacting for 6 hours, then gradually lowering the temperature to 100-110 ° C, adding liquid hydroxy-polydimethyldiphenyl siloxane (2.4 parts) (Shanghai Resin Factory), the temperature is programmed to 130-140 ⁇ reaction 1- 3 hours.
  • the microcapsule core material is 2-ethyl-4-methylimidazole, BASF
  • Carry out road paving The properties of the material itself and the corresponding properties of the epoxy asphalt concrete are shown in Table 2. This material can be used as a bonding layer for paving. The specific properties are shown in Table 2.
  • the glass transition temperature of the samples of the examples was determined according to the DSC method specified in GB/T 19466.1-2004.
  • the thermoset material can be used at a temperature of 10-20 ° C below its glass transition temperature.
  • the low temperature bending test of the mixture re-examined the low temperature performance of the epoxy asphalt from the perspective of use.
  • the properties of the material itself and the corresponding properties of the epoxy asphalt concrete are shown in Table 2.
  • the Marshall stability test conditions are: after molding at 120 ° C, after 50 times of double-sided compaction, after 5 days at room temperature, the average of 6 test pieces is tested. result. The remaining mixture tests were carried out in accordance with JTJ052-2000. Table 1 Test results of epoxy asphalt bonding layer
  • A inorganic zinc silicate
  • B epoxy zinc-rich paint

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Abstract

一种能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料及其制备方法，该环氧沥青复合材料由A部分和B部分组成，A部分的质量组成为：带羧基或酸酐基的改性沥青28-75份，一元醇或多元醇1-18份，脂肪族二元酸、二聚酸或醇酸树脂8-50份，脂肪酸酐8-22份，固化促进剂0-0.65份；B部分为包含低温、室温或中温固化剂微胶囊的环氧树脂，其中微胶囊与环氧树脂的质量比为1:100-20:100。该环氧沥青复合材料适用于高速公路及道桥等要求较高的场合，也可用于城市干道、公共汽车停靠站及机场道面。

Description

能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料及其制备方法 mm
本发明涉及一种化学改性沥青材料及其制备方法， 具体的说是一种能快速开放交通的 高性能环氧沥青复合材料及其制备方法。
背承技术
沥青通常用作铺路和防水材料， 本质上属于一种热塑性的物质。 这种特性表现在用沥 青铺设的路面， 在夏天高温季节， 重载荷作用下路面易出现车辙， 在冬天寒冷季节， 易出 现温缩裂缝， 随着公路等级的提高和大跨度钢箱梁结构桥梁的普遍采用， 对铺装材料的强 度、 变形稳定性和疲劳耐久性等提出了很高的要求， 同时在使用性能上又提出了高黏结性 和不透水等特殊要求。 作为桥梁车系的重要组成部分， 桥面铺装的好坏直接影响到行车的 安全性、 舒适性、 桥梁耐久性及投资经济效益。 显然， 如此高的性能要求是普通沥青所无 法胜任的， 必须使用改性沥青。
沥青改性的方法较多， 总的来看， 环氧沥青的优异性能已经得到公认， 但目前， 环氧 沥青必须在夏季高温时才能施工， 且要求在施工完成后要继续封闭固化较长时间 （一般需 要四到六周）才能开放交通。 人们当然希望环氧沥青可以像普通沥青一样可以在较大的范 围内选择施工期， 并在铺装完成后迅速开放交通， 尤其是对于修复工程。 因此， 增大施工 期选择的弹性及缩短完工后的幵放交通时间， 即提高环氧沥青在摊铺压实之后的固化速 率， 就成为环氧沥青进一步推广应用的关键。
^明内存
为了克服现有技术存在的问题， 本发明的目的是提供一种能快速开放交通的高性能环 氧沥青复合材料及其制备方法， 该复合材料为包含环氧树脂固化剂微胶囊的双组分热固性 环氧沥青复合材料，具有高强度、高延伸率和耐疲劳性能优异、能提供合适的操作时间（适 用期） 的特点， 而且高低温性能均 +分突出、 环境友好， 可以用于大跨度桥梁及高速公路 且施工期选择范围大、 能快速开放交通。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 该复合材料由 A部分和 B部分组成， A部分与 B部分的质量比为 2:1-12:1 ; 其中， A组分组成为：
带羧基或酸酐基的改性沥青 28-75份
有机一元醇或多元醇 1-18份 脂肪族二元酸、 二聚酸或醇酸树脂中的一种或几种混合物 8-50份
脂肪酸酐 8-22份
固化促进剂 0-0.65份
B组分为： 包含低温、 室温或中温固化剂微胶囊的环氧树脂， 其中固化剂微胶囊与环 氧树脂的质量比为 1:100-20:100。
本发明中，所述的带羧基或酸酐基的改性沥青是用带羧基或酸酐基的 Dids~Alder反应 的亲双烯体与沥青反应制得。
所述的沥青可以是石油沥青、 氧化沥青、 煤沥青或湖沥青中的一种或其中几种的混合 物。
所述的有机一元醇或有机多元醇可以是脂肪族一元或多元醇， 也可以是脂环族一元或 多元醇， 还可以是醇羟基硅氧烷。 最好是一元或二元醇； 醇羟基硅氧垸最好。 比如： 聚醚 多元醇， 聚酯多元醇， 端羟基丁腈橡胶及醇羟基（聚）硅氧烷。 可以取其中单一的一种， 或者两种或三种的混合物。
所述的脂肪族二元酸、 二聚酸或醇酸树脂可以取其中单一的一种， 或者两种或三种的 混合物。
所述的脂肪族二元酸可以是乙二酸、丁二酸、丙二酸、 己二酸或液体端羧基丁腈橡胶。 可以是单一的一种脂肪族二元酸， 也可以是两种或两种以上的脂肪族二元酸的混合物。
所述的脂肪酸酐可以是聚异丁烯丁二酸酐、 甲基纳迪克酸酐 （甲基内亚甲基四氢邻苯 二甲酸酐）、 改性甲基纳迪克酸酐、 十二烯基琥珀酸酐、 桐油酸酐、 聚壬二酸酐、 聚戊二 酸酑、 聚乙二酸酐或水解聚马来酸酐。 可以是单一的一种脂肪酸酐， 也可以是两种或两种 以上的脂肪酸酐的混合物。
所述的固化促进剂是三乙胺或二乙烯三胺。
所述的 B组分环氧树脂是双酚 A型环氧树脂如， E-51或 E-44等及其混合物。
本发明中， 所述的微胶囊的制备方法没有限制， 可以参考微胶囊制备的相关文献， 但 要保证制备的微胶囊和环氧树脂间的相容性好， 易于分散均匀， 密封性好， 且能在较高的 拌合温度下 （ΙΟΟΌ-120'C )稳定存在。 优先选用采用环氧树脂作为壁材的微胶囊。
所述的微胶囊内包含的低温、 室温或中温固化剂可以是聚硫醇、 脂肪族多胺、 芳香族 多胺、 聚酰胺、 叔胺、 三氟化硼络合物及咪唑、 叔胺盐和脂环胺等。 这些环氧树脂的固化 剂， 作为环氧树脂的业内常识， 可参考《固化剂》或《环氧固化剂及添加剂》等。 既可以 是某种化合物， 也可以是几种化合物的混合物。 较优的是选 25°C时粘度在 l-25000mPa.s 之内， 沸点在 100-500'C之间低温和室温固化剂， 如低分子量聚硫醇、 脂肪族多胺、 芳香 族多胺、 叔胺、 低分子量聚酰胺等。 更优的是选 25Ό时粘度在 l-3000mPa.S之内， 沸点在 110°C-300'C之间的室温固化剂， 如脂肪族多胺、 芳香族多胺和叔胺等。
本发明可以通过调整 A和 B部分的各组分的比例可改变环氧沥青材料的性能以满足不同条 件下的不同要求。
本发明能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料的制备方法有二种：
方法一： 按配方的质量， 将升温到 9(rC-140°C的脱水后的基质沥青加入反应器， 加入 沥青质量的 2-20%的顺酐或烯酸， 升温到 140°C-160°C， 保持 10-60分钟， 待压力稳定后， 通入 N2， 使总的压力保持在 0.25-lMPa， 反应 3-6小时后， 缓慢泄压至 O.lMPa; 而后逐渐 降温到 IOO'C-110'C加入有机醇， 程序升温到 130Ό-140Ό反应 1-3小时； 然后再加入预先 升温至 9(TC-140'C预混合完全的 A部分的其它组分，最后再通过胶体磨等高速分散机械分 散就得到 A部分； 按照配方的质量， 在升温到 40'C-8(TC的环氧树脂中加入包含固化剂的 微胶囊， 混合均匀后制得环氧沥青 B组分。 使用时， 将升温到要求温度的 A、 B两部分按 要求比例混合均匀， 即得本发明的高性能热固性环氧沥青材料， 可在一定时间内喷洒在路 面或钢板上作为环氧沥青粘结层材料； 若再按照一定的油石比（一般高性能热固性环氧沥 青材料与石料的比为 4.0:100-9.3:100，）拌入集料，即可在一定时间内铺装在路面上并压实。
方法二： 按配方的质量， 将升温到 90-140'C的基质沥青加入反应器， 加入沥青质量的 2-20%的顺酐或烯酸， 升温到 160°C-240°C回流反应 3-6小时， 从加入顺酐或烯酸时起， 回 流冷凝器开始用 60'C-100'C冷凝水回流， 直至反应结束； 后逐渐降温到 100°C-110°C加入 有机醇， 程序升温到 13(TC-140'C反应 1-3小时； 然后加入预先升温至 90°C-140°C的预混 合完全的 A部分的其它组分，最后再通过胶体磨等高速分散机械分散就得到 A部分；按照 配方的质量， 在升温到 40°C-80°C的环氧树脂中加入包含固化剂的微胶囊， 混合均勾后制 得环氧沥青 B组分。 使用时， 将升温到要求温度的 A、 B两部分按要求比例混合均匀， 即 得本发明的高性能热固性环氧沥青材料， 可在一定时间内喷洒在路面或钢板上作为环氧沥 青粘结层材料；若再按照一定的油石比拌入集料，即可在一定时间内铺装在路面上并压实。
本发明首先将基质沥青进行功能化改性， 如图 1， 图 2所示， 使其本身成为一种环氧 树脂的固化剂； 然后加入适量的有机醇类大分子或聚合物对反应残余的功能化剂进行中 和， 待中和结束后再加入其它的环氧树脂高温固化剂， 如果有必要再加入固化促进剂并混 合均匀， 得到环氧沥青 A组分， 在环氧树脂中加入压力敏感的包含低温、 室温或中温固化 剂微胶囊得到环氧沥青 B组分。 这样制备的双组份环氧沥青， 高温固化剂、 固化促进剂配 合低温、 室温或中温固化剂微胶囊使用使得固化速度可控、 产物性能可调， 既可以满足各 种不同条件下的不同要求， 环境友好， 形成的高性能环氧沥青材料稳定可靠， 而且实现了 快速开放交通。
环氧沥青在固化反应后形成了一种三维立体的网络结构； 由于其中含有的多种固化剂 同环氧树脂的反应活性不尽相同， 导致反应交错进行， 从而形成了一种互穿网络结构， 这 种三维立体的互穿网络结构为它的髙强度、 高弹性提供了理论依据。 大分子有机醇类的加 入将残留的对沥青功能化的小分子改性剂基本中和完全， 生成的分子大小适中的得到柔性 更好的能参与固化的活性产物， 大大提高了整个固化物体系强度和柔性的可调范围， 同时 固化物的玻璃化转变温度更低， 极大的改善了产品的低温性能。 加入的压力敏感的低温、 室温或中温固化剂微胶囊， 使得环氧沥青在摊铺完成之后， 在反应温度降至远低于拌和温 度的环境温度时， 能够在压实机械作用下微胶囊破裂释放出低温、 室温或中温固化剂， 参 与到环氧沥青的固化反应中， 同时该反应释放的热量又加速了其他固化剂的固化， 因此， 实现了快速开放交通。
本发明的环氧树脂改性沥青材料既有高的强度， 又有好的柔韧性， 还可以根据不同的 要求提供相应的适用期； 同时环境友好，还可随意调整满足不同性能要求，储存稳定性好， 相应的环氧沥青混凝土耐疲劳性能优异， 而且在保持高温性能优异的同时大大提高了低温 性能， 施工期选择范围大并能在施工完成后迅速开放交通， 适用于高速公路及道桥等要求 较高的场合， 也可用于城市干道、 公共汽车停靠站及机场道面。
附图说明
图 1酸酐化改性沥青的机理示意图。
图 2羧酸化改性沥青的机理示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进一步说明， 但是实施例均不是对本发明的限制。 实施例 1
将升温到 90-140Γ的石油沥青（产地： 单家寺） 57份（质量， 下同）加入反应器， 加 入顺酐 1.04份，升温到 150-155'C,待压力稳定后，通入 N2,使总的压力保持在 0.25MPa, 反应 4小时后， 缓慢泄压至 0.1MPa。 而后逐渐降温到 100-110'C， 加入聚乙二醇 9份 (NJ-4110,江苏省句容宁武科技开发有限公司； 以中和完全残留的功能化沥青改性小分子 化合物为基准计算得出的质量份数； 下同）， 液体端羟基聚硅氧垸 1.2份（107硅橡胶， 3000cP,上海硅山髙分子材料有限公司）后程序升温到 130-140'C反应 1-3小时。然后加入 预先升温至 90-140'C的乙二酸 17.16份、 聚异丁烯丁二酸酑 （平均分子量： 5100， 常州光 辉高科技化工有限公司） 5份、 聚乙二酸酐（平均分子量： 1500， 常州光辉高科技化工有 限公司） 17.6份， 预混合 30分钟； 然后再通过胶体磨高速分散得到 A部分;最后按 2.3:1 比例加入 B部分环氧树脂（E-51， 无锡树脂厂， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =5.2:100 且微胶囊芯材为三乙烯四胺，美国亨斯曼）混合均匀。此材料可以作为铺装的粘结层使用， 具体性能见表 1。
实施例 2
将升温到 90-140'C的石油沥青 （美国壳牌） 57.3份加入反应器， 加入顺酐 8.4份， 升 温到 155-160°C待， 待压力稳定后， 通入 N2， 使总的压力保持在 0.45MPa， 反应 5小时后， 缓慢泄压至 0.1MPa。 而后逐渐降温到 100-110°C , 加入聚丙二醇 1.2份（NJ-403, 江苏省 句容宁武科技开发有限公司）后，程序升温到 130-14(TC反应 1-3小时。然后加入预先升温 至 90-140'C的二聚酸（浙江永在化工厂） 14.13份、 己二酸 10份、 聚异丁烯丁二酸酐（平 均分子量 2400， 常州光辉高科技化工有限公司） 3份、 聚壬二酸酐（平均分子量 1200， 常 州光辉高科技化工有限公司） 10份、 固化促进剂三乙胺 0.57份， 预混合 30分钟， 通过胶 体磨高速分散得到 A部分， 使用时将 A部分和 B部分（E-51， 无锡树脂厂， 其中微胶囊 质量：环氧树脂质量 =10.5:100且微胶囊芯材为 N-羟乙基哌嗪，美国亨斯曼）升温至 120°C , 并按 6.0:1比例混合均匀。 此材料可以作为铺装的粘结层使用， 具体的性能见表 1。
实施例 3
将升温到 90-140'C的石油沥青（美国壳牌） 68份加入反应器， 加入顺酐 6.4份， 升温 到 230Ό反应， 同时用 80'C温水回流， 反应 6小时后， 而后逐渐降温到 100-110°C， 加入 液体端羟基聚硅氧垸 3.2份（107硅橡胶， 3000cP， 上海硅山高分子材料有限公司） 后， 程序升温到 130-140°C反应 1-3小时。 将醇酸树脂（牌号 3370A, 江苏三木集团有限公司） 12.7份、 甲基纳迪克酸酐 （常州光辉高科技化工有限公司） 5份、 聚戊二酸酐 （平均分子 量 1200， 常州光辉高科技化工有限公司） 7份、 和二乙烯三胺 0.6份加入到到反应器中， 搅拌混合反应 lh， 最后将混合料胶体磨中高速分散得到 A部分； 使用时， 将 A部分与 B 部分 (E-44,无锡树脂厂，其中微胶囊质量:环氧树脂质量 =15.6:100且微胶囊芯材为 Azamide 300， 塞拉尼斯） 升温至 120'C， 按 7.6:1比例混合， 此材料可以作为铺装的粘结层使用， 具体的性能见表 1。
实施例 4
将升温到 90-140°C的石油沥青 （美国壳牌） 64份加入反应器， 加入甲基丙烯酸 7.68 份， 升温到 230'C， 反应 6小时后， 而后逐渐降温到 100-110°C， 加入液体端羟基聚二甲基 二苯基硅氧烷 5.6份（上海树脂厂）后， 程序升温到 130-140°C反应 1-3小时。 将醇酸树脂 (牌号 3880， 江苏三木集团） 20.85份、 改性甲基纳迪克酸酐 （常州光辉高科技化工有限 公司） 10份、 二乙烯三胺 0.65份、 搅拌混合反应 lh， 再将混合料胶体磨中高速分散得到 A部分； 使用时， 将 A部分与 B部分（乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸环氧丙酯 1 : 1： 1， 分子 量： 2000, 常州光辉高科技化工有限公司， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =16.2:100且微 胶囊芯材为异佛尔酮二胺， 塞拉尼斯）升温至 12(TC， 按 9.56:1比例混合， 此材料可以作 为铺装的粘结层使用， 具体的性能见表 1。
实施例 5
将升温到 90-14(TC的石油沥青（美国壳牌） 37份加入反应器， 加入顺酐 3份， 升温到 150-155°C , 保持 20分钟， 待压力稳定后， 通入 N2， 使总的压力保持在 0.25MPa; 反应 4 小时后， 缓慢泄压至 0.1MPa。而后逐渐降温到 100-110'C， 加入正庚醇 18份（上海昆山精 细化工有限公司）后，程序升温到 130-140°C反应 1-3小时。然后加入预先升温至 90-140°C 的丁二酸 8.45份、 二聚酸 25份、 聚异丁烯丁二酸酐 （平均分子量： 3700, 常州光辉高科 技化工有限公司） 5份、 聚乙二酸酐（平均分子量： 1500) 19.5份和三乙胺 0.05份， 预混 合 30分钟，完成后在 0.05MPa的真空下抽 30分钟；然后再通过胶体磨高速分散得到 A部 分， 按 2.2: 1比例将 A部分与 B部分环氧树脂 （E-44, 无锡树脂厂， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =18:100且微胶囊芯材为海因二胺， 塞拉尼斯）混合， 再按 5-8%的油石比拌 入集料， 保温 50分钟， 进行道路铺装。 材料本身性能及相应的环氧沥青混凝土性能见表 2。
实施例 6
将升温到 90-140 °C的煤沥青（山西恒德化工有限公司） 59.8份加入反应器， 加入顺酐 6份，升温到 155-16(TC，保持 30分钟,待压力稳定后，通入 N2，使总的压力保持在 0.45MPa; 反应 5小时后， 缓慢泄压至 0.1MPa。 而后逐渐降温到 100-110°C， 加入聚醚三元醇 12.2份 (NJ-200, 江苏省句容宁武科技开发有限公司） 后， 程序升温到 130-140°C反应 1-3小时。 然后加入预先升温至 90-140°C的二聚酸 20.15份、 桐油酸酐 3份、 聚壬二酸酐 （平均分子 量： 1700， 常州光辉高科技化工有限公司） 9份和三乙胺 0.32份预混合 30分钟； 然后再 通过胶体磨高速分散得到 A部分， 使用时将 A部分和 B部分升温至 120°C并按 6.2: 1比 例将 A部分与 B部分环氧树脂（乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸环氧丙脂 1 : 1： 1， 无锡树脂厂， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =24:100且微胶囊芯材为 EPIKURE QX-40, 壳牌）混合， 再按 5-8%的油石比拌入集料，保温 50分钟， 进行道路铺装。材料本身性能及相应的环氧 沥青混凝土性能见表 2。
实施例 7
将升温到 90-140°C的氧化沥青（国营中捷友谊农场六分场氧化沥青厂） 71份加入反应 器， 加入顺酐 5份， 升温到 230'C回流反应， 回流冷却水用 80°C温水， 反应 6小时后， 而 后逐渐降温到 100-110°C，加入液体端羟基聚二甲基二苯基硅氧垸 2.4份（上海树脂厂）后， 程序升温到 130-140Ό反应 1-3小时。 将己二酸 10.5份、 十二烯基琥珀酸酐 4份、 聚戊二 酸酐（平均分子量 1200， 常州光辉高科技化工有限公司） 7份和二乙烯三胺 0.3份加入反 应器中并搅拌混合反应 lh，最后将混合料在胶体磨中高速分散得到 A部分；使用时，将 A 部分与 B部分环氧树脂（E-51 , 无锡树脂厂， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =30: 100且 微胶囊芯材为 2-乙基 -4-甲基咪唑， 巴斯夫）升温至 120'C , 按 5.8:1比例混合， 再按 5-8% 的油石比拌入集料， 保温 50分钟， 进行道路铺装。 材料本身性能及相应的环氧沥青混凝 土性能见表 2。 此材料可以作为铺装的粘结层使用， 具体的性能见表 2。
实施例 8
将升温到 90-140°C的特力尼达湖沥青（美国壳牌） 64份加入反应器， 加入顺丁烯二酸 3.5份， 升温到 230'C回流反应， 回流冷却水用 80Ό温水， 反应 6小时后， 而后逐渐降温 到 100-110'C， 加入端羟基聚硅氧烷 7.9份（107硅橡胶， 5000cP， 上海硅山高分子材料有 限公司）后， 程序升温到 130-140'C反应 1-3小时。 将醇酸树脂 21.45份、 改性甲基纳迪克 酸酐 4.5份、 水解聚马来酸酐 5份和二乙烯三胺 0.05份加入到到反应器中， 搅拌混合反应 lh， 最后将混合料在胶体磨中高速分散得到 A部分； 使用时， 将 A部分与 B部分环氧树 脂（E-51， 无锡树脂厂， 其中微胶囊质量： 环氧树脂质量 =14.5:100且微胶囊芯材为低分子 量聚酰胺 650#， 常州山峰化工）升温至 120°C， 按 11.2:1比例混合， 再按 5-8%的油石比拌 入集料， 保温 50分钟， 进行道路铺装。
根据 GB/T 19466.1— 2004规定的 DSC方法测定了实施例样品的玻璃化转变温度。 对 于环氧类热固性材料而言， 在玻璃化转变温度以下时， 材料的宏观表现通常是弹性消失， 材料变脆， 但是玻璃化转变温度依然可以从很大程度上反映材料的低温性能。 通常热固性 材料的可使用温度都在它的玻璃化转变温度以下 10-20°C。 同时， 混合料的低温弯曲试验 从使用的角度再度验证了本文环氧沥青的低温性能优异。 材料本身性能及相应的环氧沥青 混凝土性能见表 2， 其中马歇尔稳定度测试条件是， 在 120'C成型， 双面击实 50次后， 置 于室温 5天后， 6个试件测试的平均结果。 其余混合料测试均根据 JTJ052-2000进行。 表 1 环氧沥青粘结层试验结果
Figure imgf000010_0001
*注： A, 无机硅酸锌； B， 环氧富锌漆。
表 2环氧沥青混凝土试验结果
Figure imgf000011_0001

Claims

权利要求
1.一种能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料，其特征是：该复合材料由 A部分 和 B部分组成， A部分与 B部分的质量比为 2:1-12:1 ; 其中， A组分组成为：
带羧基或酸酐基的改性沥青 28-75份
有机一元醇或多元醇 1-18份
脂肪族二元酸、 二聚酸或醇酸树脂中的一种或几种混合物 8-50份
脂肪酸酐 8-22份
固化促进剂 0-0.65份
B组分为： 包含低温、 室温或中温固化剂微胶囊的环氧树脂， 其中固化剂微胶囊与环 氧树脂的质量比为 1:100-20:100。
2.根据权利要求 1所述的能快速幵放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 所 述的带羧基或酸酐基的改性沥青是由带羧基或酸酐基的 Did Alder反应的亲双烯体与沥 青反应制得， 所述的沥青是石油沥青、 氧化沥青、 煤沥青或湖沥青或其中几种的混合物。
3.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 所 述的 B组分中固化剂微胶囊的微胶囊内固化剂是 25'C时粘度在 l-25000mPa.s之内， 沸点 在 100°C-500°C之间的聚硫醇、 脂肪族多胺、 芳香族多胺、 聚酰胺、 叔胺、 三氟化硼络合 物及咪唑、 叔胺盐和脂环胺中的一种或几种的混合物。
4.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 所 述的有机一元醇或多元醇是脂肪族一元或多元醇、 脂环族一元或多元醇、 醇羟基硅氧垸中 单一的一种， 或者两种或三种的混合物。
5.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 所 述的脂肪族二元酸是乙二酸、 丁二酸、 丙二酸、 己二酸或端羧基丁腈橡胶； 可以是单一的 一种脂肪族二元酸， 也可以是两种或两种以上的脂肪族二元酸的混合物。
6.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料， 其特征是： 所 述的脂肪酸酐是聚异丁烯丁二酸酑、 甲基纳迪克酸酐、 改性甲基纳迪克酸酐、 十二烯基琥 珀酸酑、 桐油酸酑、 聚壬二酸酑、 聚戊二酸酐、 聚乙二酸酐或水解聚马来酸酐中的一种或 两种或两种以上的混合物。
7.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料，其特征是：所 述的 B组分中环氧树脂是双酚 A型环氧树脂 E-51或 E-44或其混合物。
8.根据权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料，其特征是： 所 述的固化促进剂是三乙胺或二乙烯三胺。
9. 一种权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料的制备方法，其 特征是该方法包括以下步骤：
1 )按配方的质量，将升温到 90°C-140'C的基质沥青加入反应器，加入沥青质量的 2-20% 的顺酑或烯酸， 升温到 140°C-160'C , 保持 10-60分钟， 待压力稳定后， 通入 N2， 使总的 压力保持在 0.25-lMPa， 反应 3-6小时后， 缓慢泄压至 O.lMPa, 得到改性沥青；
2)逐渐降温到 100'C-110°C , 加入有机醇后程序升温到 130°C-140°C反应 1-3小时；
3 ) 加入预先升温至 90°C-140°C的 A部分的其它组分， 进行预混合， 混合完成后在 0.02-0.09MPa的真空下抽 10-60分钟， 最后再通过胶体磨等高速分散机械分散就得到 A部 分；
4) 4(TC-8(TC下， 将固化剂微胶囊通过搅拌均匀分散在环氧树脂中得到 B组分；
5)将八、 B两部分按要求比例混合均匀， 即得能快速开放交通的高性能环氧沥青复合 材料。
10.一种权利要求 1所述的能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材料的制备方法， 其特征是该方法包括以下步骤： 按配方的质量， 将升温到 9(rC-14(TC的基质沥青加入反应 器， 加入沥青质量的 2-20%的顺酐或烯酸， 升温到 160°C-240°C回流反应 3-6小时， 从加入 顺酐或烯酸时起， 回流冷凝器开始用 60°C-100°C冷凝水回流， 直至反应结束， 而后逐渐降 温到 KKTC-llO'C , 加入有机醇后程序升温到 130-140°C反应 1-3小时； 然后加入预先升温 至 90°C-140'C的 A部分的其它组分，进行预混合，最后再通过胶体磨等高速分散机械分散 就得到 A部分； 40'C-80°C下， 将固化剂微胶囊通过搅拌均勾分散在环氧树脂中得到 B组 分； 将八、 B两部分按要求比例混合均匀， 即得能快速开放交通的高性能环氧沥青复合材 料。
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