專利名稱：環(huán)氧膠粉瀝青材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種浙青材料及其制備方法，具體涉及一種環(huán)氧膠粉浙青材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧浙青是由環(huán)氧樹脂與摻配有固化劑的石油浙青在特定溫度下按一定比例混合反應(yīng)后形成的一種熱固性高彈浙青材料，根本上改變了普通浙青的熱塑性，具備強度高、抗疲勞性能優(yōu)良、耐久性能良好及抗老化性能優(yōu)異的特點。然而環(huán)氧浙青在具備如此優(yōu)異的性能的同時，當(dāng)溫度逐步降低到極限低溫時，固化后的環(huán)氧浙青內(nèi)部產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，使環(huán)氧樹脂固化體系內(nèi)應(yīng)力增大、性脆、延展性低，產(chǎn)生銀紋，最終導(dǎo)致路面開裂，低溫耐疲勞性能下降。

改善環(huán)氧樹脂固化材料低溫性能的方法很多，大多為采用高分子或大分子固化齊U、橡膠彈性體、增塑劑等改善環(huán)氧樹脂固化后的柔韌性，但大部分的高分子或大分子化合物、橡膠彈性體和浙青的相容性很差，導(dǎo)致環(huán)氧浙青在使用過程中易離析，儲存過程易發(fā)生相分離，進而大大影響環(huán)氧浙青的使用性能；使用增塑劑又使環(huán)氧浙青的高溫性能大大降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能改善環(huán)氧浙青的性能、使其具有強度高、韌性好、耐疲勞、溫度穩(wěn)定性優(yōu)異的環(huán)氧膠粉浙青材料及其制備方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于
包含有環(huán)氧浙青A組分和環(huán)氧浙青B組分，兩者的質(zhì)量比為1:5. 5-9. 8 ；
所述的環(huán)氧浙青A組分為環(huán)氧樹脂；
所述的環(huán)氧浙青B組分由以下重量份的組分制成
改性浙青 13(Γ160份 增塑劑 10 20份
脂肪族二元酸、二聚酸或醇酸樹脂 If 20份 脂肪酸酐 1(Γ25份 基質(zhì)浙青 60 80份 橡膠粒 4(Γ60份 硅烷偶聯(lián)劑 15 20份。所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A 二縮水甘油醚。所述的改性浙青為由馬來酸親雙烯體與基質(zhì)浙青經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)得到的帶酸酐基的改性浙青。所述的增塑劑選自環(huán)氧硬脂酸辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯、聚碳酸酯、磷酸三酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯。所述的脂肪族二元酸選自乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸。所述的脂肪酸酐選自十二烯基琥珀酸酐、改性甲基納迪克酸酐、桐油酸酐、聚壬二酸酐、聚乙二酸酐。所述的橡膠粒為粉末顆粒，其粒度范圍為8(Γ250目。所述的硅烷偶聯(lián)劑選自ΚΗ550、ΚΗ590、ΚΗ570。環(huán)氧膠粉浙青材料的制備方法，其特征在于
由以下步驟實現(xiàn)
步驟一將無水乙醇、水和柴油按1:1:1的體積比例混合，配置成80重量份的混合液， 取15 20重量份的ΚΗ550、ΚΗ590或ΚΗ570硅烷偶聯(lián)劑，加入到混合液中，攪拌均勻，得到硅燒偶聯(lián)劑的水解液。步驟二 取粒度范圍為8(Γ250目、4(Γ60重量份的橡膠粒在硅烷偶聯(lián)劑的水解液中浸泡48 h，使用吸油吸水紙吸走溶劑，冷凍干燥，得到表、界面活化膠粒固化劑；
步驟三將步驟二得到的表、界面活化膠粒固化劑加入到6(Γ80重量份的基質(zhì)浙青中，在16(T200 °C下緩慢剪切2 3 h，之后在15(Tl60°C高速剪切廣2 h，降低溫度至12(Tl40°C,再加入由馬來酸親雙烯體與基質(zhì)浙青經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)得到的帶酸酐基的改性浙青13(Γ160重量份，環(huán)氧硬脂酸辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯、聚碳酸酯、磷酸三酯、鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二乙酯1(Γ20重量份，乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、二聚酸或醇酸樹脂1廣20重量份，十二烯基琥珀酸酐、改性甲基納迪克酸酐、桐油酸酐、聚壬二酸酐或聚乙二酸酐1(Γ25重量份，再在剪切乳化機作用下改性廣2 h，得到環(huán)氧浙青B組分；步驟四將環(huán)氧浙青A組分即環(huán)氧樹脂與步驟三得到的環(huán)氧浙青B組分按1:5. 5-9.8的質(zhì)量比混合，在12(Tl50°C下攪拌1 5 min,得到活化膠粒改性環(huán)氧浙青材料。本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明通過使用柴油將橡膠粒充分溶脹，再通過硅烷偶聯(lián)劑活化橡膠粒的表、界面性能，活化后的橡膠粒成為高彈、高韌性固化劑，和浙青具有優(yōu)良的相容性。由環(huán)氧浙青在固化過程中活化橡膠粒通過化學(xué)作用和環(huán)氧樹脂反應(yīng)，使環(huán)氧浙青具備了高彈、高韌的性能，明顯改善了環(huán)氧浙青的低溫柔韌性能；同時由于活化膠粒大量的摻入使環(huán)氧浙青的成本也大大降低。本發(fā)明是一種綠色改性方法，適用于道路、橋梁、建筑、水利等施工領(lǐng)域。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細(xì)的說明。本發(fā)明從浙青相容性、環(huán)氧樹脂及固化劑三方面為共同著眼點，來解決環(huán)氧浙青的低溫柔韌性能。環(huán)氧浙青的低溫韌性主要取決于高聚物的兩個基本特征，即玻璃化轉(zhuǎn)變和結(jié)晶。在國產(chǎn)環(huán)氧浙青體系中若引入柔性鏈、非極性基團、對稱側(cè)鏈等都會使環(huán)氧浙青體系玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，從而改善國產(chǎn)環(huán)氧浙青體系的低溫抗裂性能和耐疲勞性能。因此，本發(fā)明選用膠粒，在柴油溶劑的充分溶脹下，使水解的硅烷偶聯(lián)劑滲透到高彈性膠粒的表、界面進行硅烷化改性，使膠粒表、界面帶上活性基團，活性基團進一步和環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基團開環(huán)反應(yīng)，最終使活化膠粒以柔性固化劑形式引入到環(huán)氧浙青體系中形成柔性三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。膠粒活化及其和環(huán)氧樹脂的化學(xué)反應(yīng)式為
權(quán)利要求
1.環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 包含有環(huán)氧浙青A組分和環(huán)氧浙青B組分，兩者的質(zhì)量比為1:5. 5-9. 8 ； 所述的環(huán)氧浙青A組分為環(huán)氧樹脂； 所述的環(huán)氧浙青B組分由以下重量份的組分制成 改性浙青 130 160份 增塑劑 10 20份 脂肪族二元酸、二聚酸或醇酸樹脂 If 20份 脂肪酸酐 10 25份 基質(zhì)浙青 60 80份 橡膠粒 4(T60份 硅烷偶聯(lián)劑 15 20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A 二縮水甘油醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的改性浙青為由馬來酸親雙烯體與基質(zhì)浙青經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)得到的帶酸酐基的改性浙青。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的增塑劑選自環(huán)氧硬脂酸辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯、聚碳酸酯、磷酸三酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二乙酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的脂肪族二元酸選自乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的脂肪酸酐選自十二烯基琥珀酸酐、改性甲基納迪克酸酐、桐油酸酐、聚壬二酸酐、聚乙二酸酐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的橡膠粒為粉末顆粒，其粒度范圍為8(T250目。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)氧膠粉浙青材料，其特征在于 所述的硅烷偶聯(lián)劑選自KH550、KH590、KH570。
9.環(huán)氧膠粉浙青材料的制備方法，其特征在于 由以下步驟實現(xiàn) 步驟一將無水乙醇、水和柴油按1:1:1的體積比例混合，配置成80重量份的混合液，取15 20重量份的KH550、KH590或KH570硅烷偶聯(lián)劑，加入到混合液中，攪拌均勻，得到硅燒偶聯(lián)劑的水解液。
10.步驟二取粒度范圍為8(T250目、4(T60重量份的橡膠粒在硅烷偶聯(lián)劑的水解液中浸泡48 h，使用吸油吸水紙吸走溶劑，冷凍干燥，得到表、界面活化膠粒固化劑； 步驟三將步驟二得到的表、界面活化膠粒固化劑加入到6(T80重量份的基質(zhì)浙青中，在16(T200 °C下緩慢剪切2 3 h，之后在15(Tl60°C高速剪切廣2 h，降低溫度至12(Tl40°C,再加入由馬來酸親雙烯體與基質(zhì)浙青經(jīng)Diels-Alder反應(yīng)得到的帶酸酐基的改性浙青13(T160重量份，環(huán)氧硬脂酸辛酯、環(huán)氧脂肪酸甲酯、聚碳酸酯、磷酸三酯、鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二乙酯1(T20重量份，乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、二聚酸或醇酸樹脂1廣20重量份，十二烯基琥珀酸酐、改性甲基納迪克酸酐、桐油酸酐、聚壬二酸酐 或聚乙二酸酐1(T25重量份，再在剪切乳化機作用下改性廣2 h，得到環(huán)氧浙青B組分；步驟四將環(huán)氧浙青A組分即環(huán)氧樹脂與步驟三得到的環(huán)氧浙青B組分按1:5. 5-9.8的質(zhì)量比混合，在12(Tl50°C下攪拌1 5 min,得到活化膠粒改性環(huán)氧浙青材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)氧膠粉瀝青材料及其制備方法。改善環(huán)氧樹脂固化材料低溫性能大多會采用高分子固化劑、橡膠彈性體、增塑劑等改善環(huán)氧樹脂固化后的柔韌性，但高分子化合物、橡膠彈性體和瀝青的相容性差，導(dǎo)致環(huán)氧瀝青易離析。本發(fā)明將橡膠粒在硅烷偶聯(lián)劑的水解液中浸泡得到表、界面活化膠粒固化劑，加入到基質(zhì)瀝青中剪切降溫，再加入改性瀝青，增塑劑，脂肪族二元酸、二聚酸或醇酸樹脂，脂肪酸酐，剪切乳化機作用下得到環(huán)氧瀝青B組分；將環(huán)氧瀝青A組分即環(huán)氧樹脂與環(huán)氧瀝青B組分混合攪拌得到活化膠粒改性環(huán)氧瀝青材料。本發(fā)明明顯改善了環(huán)氧瀝青的低溫柔韌性能，由于活化膠粒大量的摻入使環(huán)氧瀝青的成本也大大降低。
文檔編號C08K5/1515GK102796387SQ20121032096
公開日2012年11月28日 申請日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者黃衛(wèi), 陳團結(jié), 錢振東 申請人:黃衛(wèi), 陳團結(jié), 錢振東