[发明专利]一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域用粘结材料，具体涉及一种水性环氧树脂固化剂、其制备方法及含有该固化剂的水性环氧沥青、其制备方法和应用。

背景技术

桥梁、道路等建筑常需要防水粘结材料，以桥梁为例，桥面防水粘结层是指设置在水泥混凝土桥面板与桥面铺装层间的用于阻止雨水等有害介质进入桥面板内部并提供桥面铺装层与桥面板间粘结力的保护功能层。防水粘结层的性能好坏直接决定了下层桥面板及上层铺装层的服役年限。以热沥青为桥面防水粘结层，不仅能耗高、污染大，且其耐高温性能较差；以乳化沥青或传统改性乳化沥青为桥面防水粘结层，则存在粘结强度低、柔韧性差、强度较小等性能缺陷，尤其在高温、超载、纵坡等不利条件下无法保障上层铺装层与混凝土桥面板间具有良好的粘结力，从而导致拥包、推挤、层间滑移等破坏的发生。

为了克服现有乳化沥青粘结强度低、低温柔韧性差、高温强度小等性能缺陷，以粘结性好、收缩率低、抗蠕变性强等优点的水性环氧树脂来改性乳化沥青成为近年来改性乳化沥青领域的研究热点。

目前，水性环氧改性乳化沥青多是直接运用市面上现有的水性环氧对乳化沥青进行改性，由于原水性环氧树脂所用乳化剂类型未知，故往往存在与乳化沥青配伍性差等性能缺陷。此外，目前市面上现有的水性环氧均是从强度出发调整配方，而桥面防水粘结层对材料的韧性、尤其是对疲劳韧性要求较高。

发明内容

本发明要解决的其中一个问题是提供一种水性环氧树脂固化剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下两种技术方案：

方案一，包括步骤：

(1)在多乙烯多胺(C)分子结构中引入聚醚结构，即聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)与多乙烯多胺(C)反应生成中间产物D1，优选的，具体步骤为：将多乙烯多胺(C)溶于有机溶剂中，逐渐升温至50～70℃，然后在0.5～1h内逐步滴加溶解于有机溶剂中的聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)，滴加完毕后升温至60～80℃，继续反应3～5h，反应式见下：

其中，R选自H或CH₃；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。

优选的，所述多乙烯多胺(C)与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)的物质的量之比为2.0～2.5：1。

(2)在固化剂分子结构中引入与环氧树脂相匹配的分子链段，即将中间产物D1与环氧树脂(B)反应，生成水性环氧树脂固化剂E1，优选的，将中间产物D1经减压蒸馏除去未反应的多乙烯多胺(C)，然后加入计量的环氧树脂(B)在60～80℃下保温3～5h，最后除去有机溶剂并加入去离子水稀释至一定浓度即可，反应式见下：

其中，R选自H或CH₃；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。

优选的，所述中间产物D1与环氧树脂(B)的物质的量之比为2.0～2.2：1。

方案二，包括步骤：

(1)在多乙烯多胺(C)分子结构中引入与环氧树脂相匹配的分子链段，即环氧树脂(B)与多乙烯多胺(C)反应生成中间产物D2，优选的，具体步骤为：将多乙烯多胺(C)溶于有机溶剂中，逐渐升温至50～70℃，然后在1～2h内逐步滴加溶解于有机溶剂中的环氧树脂(B)，滴加完毕后升温至60～80℃，继续反应3～5h，反应式见下：

其中，R选自H或CH₃；n为2～5间的任意整数。

优选的，所述多乙烯多胺(C)与环氧树脂(B)的物质的量之比为2.0～2.5：1。

(2)在固化剂分子结构中引入聚醚结构，即中间产物D2与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)反应，得水性环氧树脂固化剂E2。优选的，具体步骤为：将中间产物D2经减压蒸馏除去未反应的多乙烯多胺(C)，然后加入计量的聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)在60～80℃下保温3～5h，最后除去有机溶剂并加入去离子水稀释至一定浓度即可，反应式见下：

其中，R选自H或CH₃；m为1～9间的任意整数；n为2～5间的任意整数。

优选的，所述中间产物D2与聚醚多元醇二缩水甘油醚(A)的物质的量之比为2.0～2.2：1。

优选的，上述环氧树脂(B)选自双酚A缩水甘油醚型环氧树脂和/或脂肪族二缩水甘油醚型环氧树脂。

优选的，上述两种方法中所述有机溶剂选自丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙醇、环己烷、正庚烷、三氯甲烷、四氢呋喃、环己酮、甲苯、苯中的任意一种或几种。