[发明专利]一种超韧型高温拌合型环氧树脂制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种超韧型高温拌合型环氧树脂制备方法及其应用，树脂组分A包括：双酚A环氧树脂100份、脂肪族环氧树脂0‑5份、稀释剂5‑15份，偶联剂1‑5份。固化剂组分B包括：热拌环氧固化剂50‑150份，催化剂0‑5份、超韧改性剂4‑10份、抗氧化剂0.5‑5份；环氧树脂A组分与固化剂B组分的比例为56：44；环氧树脂A组分与固化剂B组分的总质量与沥青总质量比为1：1制备出热拌环氧沥青。本发明的一种超韧性高温拌合型环氧树脂制备方法及其应用的制备方法简单，可施工时间较长可达3h，所得热拌环氧树脂可以有效地提高混合料的高温强度、低温性能和抗水损害性能，尤其对环氧沥青混合料的疲劳性能有显著改善，可广泛用于大跨径钢桥面、水泥桥面、路面及隧道铺装中。

技术领域

本发明属于新材料技术领域，尤其涉及一种超韧型高温拌合型环氧树脂制备方法及其应用。

背景技术

高钢桥面铺装作为桥梁工程的一个组成部分，对桥梁结构保护和区域交通畅通具有非常重要的影响。目前，以铺装材料的性能试验为基础，并且根据以往工程经验对钢桥面铺装进行材料选择和结构设计是国内外常见的做法。考虑到行车安全、舒适，降低钢桥荷载及使铺装结构与钢板具有良好的相容性、协调性，与钢桥保持良好、持续的界面联结等，目前国内外大跨径钢桥面铺装的铺装层多选用厚度较小的单层或双层沥青混合料。从材料种类来说，应用较广泛的为环氧沥青混凝土、浇筑式沥青混凝土以及改性沥青SMA等。

将环氧树脂掺入沥青中，与集料、填料拌和，经过固化即得到环氧沥青混凝土，它具有以下优点：强度高，韧性好；极佳的高温稳定性和低温抗裂性；抗疲劳、抗化学物质侵蚀能力强。对环氧沥青混凝土的研究始于20世纪50年代，壳牌公司将环氧树脂作为改性剂掺入到石油沥青中，最终得开发了名为Shell Epoxy Asphalt的环氧沥青材料。San Mateo-Hayward大桥位于美国，是世界上第一座采用环氧沥青混凝土铺装的大跨径钢桥，在1967年首次进行铺装后，其铺装层保持了良好的使用效果。自此之后，美国的大跨径钢桥多采用环氧沥青混凝土铺装材料。日本学者从20世纪70年代开始研究环氧沥青混凝土，主要从环氧沥青混凝土的配合比设计、弹性模量、强度等方面进行了研究。到20世纪90年代左右，对环氧沥青混凝土的研究在日本已较成熟，日本逐渐开始在实际工程中使用环氧沥青。随后，日本环氧沥青也逐渐进入我国，并应用于多座大型钢桥的铺装工程。在我国，环氧沥青的相关研究起步略晚。最初只是将环氧树脂掺入煤焦油中，用来填补路面裂缝。同济大学在1992年到1995年对掺入环氧沥青的煤沥青混合料进行了研究，并与上海市市政工程公司合作铺筑了位于上海龙吴路的一段试验路，该试验路共200m²。在此基础上，长沙交通学院在1998年也进行了环氧沥青混合料的研究，但最终未能开发出可以大规模应用的材料。与此同时，东南大学黄伟教授开始带领其团队对钢桥面铺装进行全面研究，并且以南京长江第二大桥的铺装层设计于施工为契机，最终形成了将环氧沥青混凝土作为大跨径钢桥面铺装的成套方案与技术。本世纪初，我国部分科研机构以及大学开始进行环氧沥青混凝土的独立研发。目前环氧沥青混凝土的大规模生产及应用技术已趋于成熟，国产环氧沥青混凝土已能够大规模应用于实际工程当中。2007年，天津富民桥首次采用了国产环氧沥青混凝土铺装，铺装层工作状态良好。但是国产环氧性能残次不齐，尤其缺乏高温热拌环氧环氧技术，国外对于环氧沥青关键技术大都申请专利或技术保密，环氧沥青材料技术的复杂性和高昂的进口价格，在一定程度上影响了当前我国环氧沥青材料的应用推广和大跨径钢箱梁桥面铺装技术的发展，为此有必要开展环氧沥青材料的研究。另一方面，环氧沥青铺装维修和普通沥青混合料相差很大，维修难度也很大，我国部分环氧沥青钢桥面铺装出现病害，影响了大跨径桥梁的交通安全畅通。维修中如采用进口材料存在价格高、采购复杂、到货周期长等问题，不利于钢桥面铺装的及时维修研究，为此有必要研究国产环氧沥青铺装维修材料，为我国大跨径钢箱梁桥面铺装的维修养护提供良好材料和技术基础。同时需要对新型的组合铺装结构的层间性能进行设计和试验评价研究。

发明内容

解决的技术问题：针对现有技术中克服钢桥面铺装环氧沥青柔韧性不足，工作时间不足、耐久性不足的问题，本发明提供了一种超韧型高温拌合型环氧树脂制备方法及其应用，在打破高性能热拌环氧依赖于进口。