[发明专利]一种路桥用环氧沥青组合料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学改进沥青，具体涉及一种施工性能优异而且力学性能优良的环氧沥青组合料及其制备方法。

背景技术

石油沥青(bitumen，petroleum asphalt)，是原油经一系列加工过程得到的暗褐色或黑色的半固体或固体物质，主要由烃类及其衍生物所组成。沥青，是一种有机胶凝料，具有防水、绝缘、防腐等多种特性，因其性能优良、来源丰富，价格低廉，广泛用作道路、桥梁、隧道工程的铺面料。未经改性的基质沥青对温度敏感性高(高温下易流淌，低温下易脆裂)，限制了它在高等级路桥工程上的应用。

通过对沥青的改性，能有效改善基质沥青的高温稳定性、低温抗裂性，并能赋予改性沥青高粘接强度、高弹性、耐疲劳性、抗老化性、耐溶剂性和降低噪音等一系列优异的路用性能。

对沥青的改性方法主要有：(1)向基质沥青中添加改性剂；(2)对基质沥青进行化学处理；(3)先对基质沥青进行化学处理，再与改性剂配合。SBS、APP、PE、EVA、SBR等热塑性聚合物是常用的沥青改性剂。但由此类热塑性聚合物改性的沥青，其性能尚不能满足高等级路桥工程的技术要求。

由Shell石油公司于20世纪50年代末开发成功的环氧沥青，其最初的商业应用是铺设圣马刁-海沃德(SanMateo-Hayward)大桥的正交异性钢板桥面。圣马刁-海沃德大桥的铺面历经40多年依然状况极佳。自1967年以来，国外已有逾12万t环氧沥青被铺设于超过25个桥面上，铺装总面积突破900万平方米。2000年，美国化学系统(Chemco Systems)公司提供的环氧沥青料，在我国首次成功用于南京长江二桥。随后在南京长江三桥、润扬长江大桥、苏通大桥、杭州湾大桥等20多座大跨距钢桥面上被相继采用。

环氧沥青，是通过在沥青中掺入一定比例的环氧树脂及固化剂和其它改性剂后，在一定条件下完成固化反应形成热固性的交联结构。由于沥青被束缚在环氧树脂交联网络中，从根本上改变了沥青的热塑性行为，提高了沥青的力学性能和耐温能力。与热塑性聚合物改性沥青相比，环氧沥青料在粘结强度、变形能力和热稳定性方面，都具有明显优势。

通常，环氧沥青由单独包装(或贮存)、具有反应活性的A、B双组分组成。环氧沥青组合料的制备方法有很多种。USP5576363给出了用含用环氧基团的共聚物及羧酸等改性来制备双组分改性沥青的方法；在CN101974237A给出了一种高速公路及道桥用环氧沥青料及其制备方法。A部分的质量组成为沥青300份，桐油改性环氧树脂90-250份，脂肪族二元羧酸或聚脂肪族二元羧酸酐30-90份，环氧树脂固化促进剂0-1份，不饱和酸酐40-70份；B部分为环氧树脂或/和含环氧基的缩水甘油醚。使用时A、B部分配合的质量比为2.0-3.5∶1；CN101003668A给出了一种高性能环氧沥青路面料及其制备方法。A部分的组成为沥青50-100份，固化剂(改性二元长链脂肪羧酸)20-50份，促进剂(芳香胺或强碱)0.4-1份，消泡剂(低分子量聚醚)0.5-1份；B部分为低分子量双酚A型环氧树脂。使用时，A、B部分配合的质量比为2.5-7∶1。CN101974231A给出了一种高性能路桥用环氧沥青料及其制备方法。A部分的质量组成为沥青40-110份，脂肪族二元羧酸10-100份，脂肪族二元羧酸聚酸酐10-100份，固化剂5-50份，固化促进剂0-1.0份；B部分为环氧树脂。使用时，A、B部分配合的质量比为0.5-5∶1。