一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料及制法和应用

摘要

一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料，由质量比2‑8的双环戊二烯改性环氧沥青和92‑98的矿料组成，其中双环戊二烯改性环氧沥青包括A、B、C三组分：A组分为双环戊二烯改性环氧树脂100份；B组分由下列质量份的物质组成：固化剂70‑150份，促进剂0‑0.02份；C组分为沥青50‑200份。本发明还公开了双环戊二烯改性环氧沥青混合料的制备方法。本发明适用于钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补，同时可用于交叉口、停车站等特殊路段。

权利要求

1.一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料，由质量比2-8的双环戊二烯改性环氧沥青和

92-98的矿料组成，其中双环戊二烯改性环氧沥青包括A、B、C三组分：A组分为双环戊二烯改性环氧树脂100份；

B组分由下列质量份的物质组成：

固化剂70-150份，促进剂0-0.02份；其中，固化剂是酸酐固化剂、胺类固化剂的一种或几种的混合物；酸酐固化剂与胺类固化剂的质量比为0-1∶1-0，且胺类固化剂的含量不为0；

C组分为沥青50-200份；

该双环戊二烯改性环氧沥青混合料通过如下方法制备：

(1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液，然后加入双环戊二烯混合搅拌，制得A组分；

(2)将40-60℃保温的胺类固化剂加入反应釜中，加入酸酐固化剂搅拌，制得B组分；

(3)将A组分与B组分混合，在25-60℃搅拌，然后与100-160℃保温的C组分混合搅拌，即得到双环戊二烯改性环氧沥青；

(4)将双环戊二烯改性环氧沥青拌入矿料，在100-150℃搅拌得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

2.根据权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，双环戊二烯改性环氧树脂是由双环戊二烯和环氧树脂组成，双环戊二烯和环氧的质量比例为10-25∶100；

所述的环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环类环氧树脂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，胺类固化剂是脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺固化剂中的一种或几种的混合物。

4.根据权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，酸酐固化剂是改性桐油酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐、含卤素酸酐及十二烯基丁二酸酐的一种或几种混合物。

5.根据权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，促进剂是苄基二甲胺、N，N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种混合。

6.根据权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，沥青是石油沥青或改性沥青，改性沥青为热塑性弹性体改性沥青、胶粉改性沥青或复合改性沥青。

7.制备权利要求1所述双环戊二烯改性环氧沥青混合料的方法，步骤为：(1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液，然后加入双环戊二烯混合搅拌，制得A组分；

(2)将40-60℃保温的胺类固化剂加入反应釜中，加入酸酐固化剂搅拌，制得B组分；

(3)将A组分与B组分混合，在25-60℃搅拌，然后与100-160℃保温的C组分混合搅拌，即得到双环戊二烯改性环氧沥青；

(4)将双环戊二烯改性环氧沥青拌入矿料，在100-150℃搅拌得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其中，将A组分与B组分混合，然后与C组分同时加入矿料中，在60-150℃搅拌，得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

9.权利要求1所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，在钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补，交叉口、停车站特殊路段的应用。

说明书

一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料及制法和应用

技术领域

[0001] 本发明涉及一种道路用改性沥青材料，确切的说是一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0002] 本发明还涉及上述双环戊二烯改性环氧沥青混合料的制备方法。

[0003] 本发明还涉及上述双环戊二烯改性环氧沥青混合料的应用。

背景技术

[0004] 近年来，环氧沥青材料作为一种新型的热固性高性能材料，在我国桥梁、道路铺装修补中的应用日益广泛。环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中，经过与固化剂发生的固化反应后，沥青分子分散于环氧树脂形成的网状结构中，形成不可逆的固化物。与普通沥青或其它热塑性沥青相比环氧沥青具有无可比拟的优越的力学性能；主要是刚强度与高刚度、优良的疲劳性能、良好的粘结性能和耐久性。而且环氧树脂可以提高沥青的耐酸、耐碱及有机溶剂对沥青的腐蚀，而在混合料中可以改善混合料的抗水损坏性能并提高沥青对石料的粘附性能。用环氧沥青拌制的沥青混合料，其路用性能普通沥青混合料优异得多。但环氧沥青材料韧性较差，固化后质脆、耐冲击性能差，且容易开裂。使得环氧沥青混合料在使用时，容易引起裂缝的产生并不断扩大，进而引起水损坏降低使用寿命等一系列病害。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0006] 本发明的又一目的上提供一种制备上述双环戊二烯改性环氧沥青混合料的方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，由质量比2-8的双环戊二烯改性环氧沥青和92-98的矿料组成，其中双环戊二烯改性环氧沥青包括A、B、C三组分：

[0008] A组分为双环戊二烯改性环氧树脂100份；

[0009] B组分由下列质量份的物质组成：

[0010] 固化剂70-150份，促进剂0-0.02份；

[0011] C组分为沥青50-200份。

[0012] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，双环戊二烯改性环氧树脂是由双环戊二烯和环氧树脂组成，双环戊二烯和环氧的质量比例为2-5:1；

[0013] 所述的环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环类环氧树脂中的一种或多种。

[0014] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，固化剂是酸酐固化剂、胺类固化剂的一种或几种的混合物；酸酐固化剂与胺类固化剂的质量比为0-1:1-0。

[0015] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，胺类固化剂是脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺固化剂中的一种或几种的混合物。

[0016] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，酸酐固化剂是改性桐油酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐、含卤素酸酐及十二烯基丁二酸酐的一种或几种混合物。

[0017] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，促进剂是苄基二甲胺、N,N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种混合。

[0018] 所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，其中，沥青是石油沥青或改性沥青，改性沥青为热塑性弹性体改性沥青、胶粉改性沥青或复合改性沥青。

[0019] 本发明提供的制备上述双环戊二烯改性环氧沥青混合料的方法，步骤为：

[0020] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液,然后加入双环戊二烯混合搅拌，制得A组分；

[0021] 2)将40-60度保温的聚酰胺固化剂加入反应釜中，加入长链脂肪酸酐固化剂搅拌，制的B组分；

[0022] 3)将A组分与B组分混合，于25-60℃搅拌，然后与100-160℃保温的C组分混合搅拌，即得到双环戊二烯改性环氧沥青；

[0023] 4)将双环戊二烯改性环氧沥青拌入矿料，于100-150℃搅拌得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0024] 所述的制备方法，其中，将A组分与B组分混合，然后与C组分同时加入矿料中，于60-150℃搅拌，得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0025] 本发明的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，在钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补，交叉口、停车站特殊路段的应用。

[0026] 本发明的双环戊二烯改性环氧沥青，在环氧沥青的固化体系中引入双环戊二烯可与酸发生加成反应，一方面使固化物结构富有具有大量苯环链段，使得分子链具有一定的刚性，另一方面，引入大量双键作为柔性链段，而且发生加成反应后的酸酐固化剂可降低固化物的交联程度，进一步增加环氧沥青的韧性。双环戊二烯改性环氧沥青混凝土较环氧沥青混泥土能够有较大的变形，抑制面层裂缝产生，进一步避免裂缝引起的水损坏等其他病害，延长使用寿命，提高路用性能。

[0027] 概括地说，本发明与现有技术相比，有如下的有益效果：

[0028] 1、本发明的双环戊二烯改性环氧树脂，所引入的双环戊二烯可与酸发生加成反应，一方面在固化物的结构中引入大量苯环，增加材料的刚性。另一方面双环戊二烯具有大量的双键作为柔性链段，增加材料的柔性。

[0029] 2、本发明的双环戊二烯可与酸发生加成反应，可作为加成法的链终止剂，对部分酸分子的一端进行封端，封端后的酸分子化合物再与环氧树脂反应，就可减少环氧树脂固化物中的三维立体交联结构，增加链状结构，可按照需要在一定程度上减小树脂硬度而增加树脂的韧性。

[0030] 3、本发明的双环戊二烯改性环氧树脂常温粘度较低，具有较好的流动性，可以减少或不采用稀释剂，简化材料制备工艺。

具体实施方式

[0031] 本发明提供的双环戊二烯改性环氧沥青混合料，是由质量比2-8的双环戊二烯改性环氧沥青和92-98的矿料组成。其中环戊二烯改性环氧沥青包括A、B、C三组分。

[0032] A组分由下列组分按质量份数组成：

[0033] 双环戊二烯10-25份，改性环氧树脂100份。

[0034] A组分中的双环戊二烯改性环氧树脂是缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、脂环类环氧树脂中的一种或多种。

[0035] B组分由下列组份按照质量份数组成：

[0036] 固化剂70-150份，促进剂0-0.02份；

[0037] C组分为沥青50-200份。

[0038] B组分中的固化剂是固化剂是酸酐固化剂、胺类固化剂的一种或几种的混合物；酸酐固化剂与胺类固化剂的质量比为0-1:1-0。

[0039] B组分中的胺类固化剂是脂肪胺、芳香胺、脂环胺、聚酰胺固化剂中的一种或几种的混合物。

[0040] B组分中的酸酐固化剂是改性桐油酸酐、聚壬二酸酐、聚癸二酸酐、聚二十碳烷二酸酸酐、含卤素酸酐及十二烯基丁二酸酐的一种或几种混合物。

[0041] B组分中的促进剂苄基二甲胺、N,N-二甲基苯胺、二乙氨基丙胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或几种混合。

[0042] C组分中的沥青是石油沥青或改性沥青，所述的改性沥青热塑性弹性体改性沥青、胶粉改性沥青或复合改性沥青。

[0043] 本发明所述的双环戊二烯改性环氧沥青混合料采用AC-13级配。

[0044] 本发明制备双环戊二烯改性环氧沥青混合料的方法为：

[0045] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液,然后加入双环戊二烯混合，制得A组分；

[0046] 2)将40-60度保温的胺类固化剂加入反应釜中，加入酸酐固化剂搅拌，完成B组分的制备；

[0047] 3)将A组分与B组分混合，25-60℃搅拌5分钟，然后与100-160℃保温的C组分沥青混合搅拌，得到双环戊二烯改性环氧沥青；

[0048] 4)将双环戊二烯改性环氧沥青加入矿料中拌合，60-150℃搅拌，得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0049] 本发明的制备方法中，还可以将A组分与B组分预先混合，于25-60℃搅拌，然后与沥青同时加入矿料中拌合，于60-150℃搅拌，得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0050] 本发明所述的双环戊二烯改性环氧沥青材料及其混合料,可适用于钢桥面、水泥混凝土桥面铺装，沥青路面的铺筑与修补,同时可用于交叉口、停车站等特殊路段。

[0051] 下面结合具体实例对本发明进行详细阐述，双环戊二烯改性环氧沥青混合料采用AC-13级配。

[0052] 实施例1：

[0053] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液，然后加入双环戊二烯混合，搅拌5-10min，制得A组分；

[0054] 2)将60份60度保温的聚酰胺650固化剂加入反应釜中，加入60份聚壬二酸酐固化剂、0.005gN,N-二甲基苯胺促进剂，混合搅拌20分钟，完成B组分的制备；

[0055] 3)将100份A组分双环戊二烯改性环氧树脂与B组分混合，常温搅拌5分钟；

[0056] 4)将A、B组分与110份120℃保温的70#石油沥青混合搅拌10分钟，即得到双环戊二烯改性环氧沥青。

[0057] 5)将双环戊二烯改性环氧沥青拌入石料，80℃搅拌60s，即得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0058] 实施例2：

[0059] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液，然后加入双环戊二烯混合，搅拌5-10min，制得A组分；

[0060] 2)将50份60度保温的聚酰胺650固化剂加入反应釜中，加入75份桐油改性酸酐固化剂、0.00625gN,N-二甲基苯胺促进剂，混合搅拌20分钟，完成B组分的制备；

[0061] 3)将100份A组分双环戊二烯改性环氧树脂与B组分混合，常温搅拌5分钟；

[0062] 4)将步骤3的产物与112.5份110℃保温的70#石油沥青拌入石料，100℃搅拌60s，即得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0063] 实施例3：

[0064] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液，然后加入双环戊二烯混合，搅拌5-10min，制得A组分；

[0065] 2)将95份聚酰胺650固化剂60℃保温，作为B组分；

[0066] 3)将100份A组分双环戊二烯改性环氧树脂与B组分混合，60℃搅拌5分钟；

[0067] 4)将A、B组分与95份120℃保温的70#石油沥青混合搅拌10分钟，即得到双环戊二烯改性环氧沥青；

[0068] 5)将双环戊二烯改性环氧沥青拌入石料，60℃搅拌60s，即得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0069] 实施例4：

[0070] 1)将环氧树脂在80-120℃加热搅拌至形成透明环氧树脂溶液,然后加入双环戊二烯混合，搅拌5-10min，制得A组分；

[0071] 2)将140份聚壬二酸酐固化剂、0.0125gN,N-二甲基苯胺促进剂加入反应釜，混合搅拌15分钟，完成B组分的制备；

[0072] 3)将100份A组分双环戊二烯改性环氧树脂与B组分混合，搅拌5分钟，即双环戊二烯改性环氧树脂；

[0073] 4)将双环戊二烯改性环氧树脂、120份135℃保温的70#石油沥青拌入石料，130℃搅拌60s，即得到双环戊二烯改性环氧沥青混合料。

[0074] 本发明不限于上述实施例，通过调整满足各材料质量份数范围内的用量以及工艺参数范围内的条件，均能实现本发明。

[0075] 将实施例1-4制备的双环戊二烯改性环氧沥青混合料按照规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ E20-2011)》成型试件、养护和进行马歇尔性能测试。测试结果如表1所示。

[0076] 表1 双环戊二烯改性环氧沥青及其混合料性能表

[0077]