[發明專利]環氧瀝青、其制備方法、及包括其的混凝土

有效

• 申請號: 201210395514.2
• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102863807A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 熊金平;馬玉然;方坤;李依璇;邸建軍;劉小平
• 申請（專利權）人: 北京碧海舟腐蝕防護工業股份有限公司
• 主分類號: C08L95/00
• 分類號: C08L95/00;C08L63/02;C08L71/00;C04B26/26
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及瀝青制備技術領域，具體而言，涉及一種環氧瀝青、其制備方法及其包括其的混凝土。

背景技術

瀝青因良好的礦物附著力和粘彈性而被廣泛應用于鋪設道路。因它是一種粘性和流動性共存的材料，所以溫度較高時，它傾向于流動；而溫度降到一定程度時又表現出強烈的抵抗流動。正是這種特性使得瀝青高溫變軟，低溫變脆，加熱易老化，以至于道路上車流量及負荷的增加，瀝青路面夏天經常出現車轍，冬天出現裂縫等破壞問題。因此，必須對對瀝青進行改性以改善其性能，以滿足不同場合和環境條件下的使用需要。

我國現有規范給出了改性瀝青的定義：基質瀝青與改性劑通過合適的工藝加工形成的混合物。通常指在瀝青中加入樹脂、橡膠類的聚合物、膠粉以及其他填料等改性劑，使瀝青混合料的性能得到顯著改善。從廣義上講，改性瀝青分為聚合物改性和非聚合物改性瀝青；狹義上來說改性瀝青一般指聚合物改性瀝青。非聚合物改性瀝青又分為礦物質填料改性瀝青和添加劑改性瀝青。聚合物改性瀝青指使用橡膠等人工合成的高聚物作為改性劑的改性瀝青，主要包括熱塑性彈性體改性瀝青、橡膠改性瀝青和樹脂改性瀝青。

在改性瀝青的中，高分子聚合物改性是應用最廣泛、研究最集中的一種。用于瀝青改性的聚合物主要有以下三類：(1)熱塑性彈性體：主要指苯乙烯嵌段共聚物：如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-聚乙烯/丁基-聚乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯等嵌段共聚物。這類材料兼具橡膠和樹脂兩類改性劑的結構性質。(2)橡膠類：包括丁苯橡膠、天然橡膠、丁二烯橡膠、異戊二烯、氯丁橡膠、乙丙橡膠、異丁烯異戊二烯共聚物、丙烯腈丁二烯共聚物、苯乙烯異戊二烯橡膠等。其中丁苯橡膠是世界上應用最廣泛的改性劑之一，其主要應用方式是膠乳。(3)樹脂類：包括熱塑性樹脂和熱固性樹脂等。熱塑性樹脂如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)、無規聚丙烯(APP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酰胺等，還包括乙烯乙基丙烯酸共聚物(EEA)、聚丙烯(PP)等。

其中環氧樹脂改性瀝青是將環氧樹脂加入瀝青中，經過與固化劑發生的固化反應后，瀝青分子分散于環氧樹脂形成的網狀結構中，形成不可逆的固化物，從而賦予瀝青以優良的物理、力學性能。環氧瀝青從根本上改變了瀝青的熱塑性性質，其新的性能使得環氧瀝青在路面鋪裝的工程中有著十分優異的特性：強度高、剛度大、韌性好；優良的抗疲勞性能；良好的層間結合能力；良好的溫度穩定性和良好的耐腐蝕性。它是鋼橋面鋪裝、路面磨耗層、超重載交通道路的理想筑路材料，具有廣泛的應用前景。

國外上世紀60年代就開始研究環氧樹脂改性石油瀝青。1961年，USP3012487中用松焦油作共容劑最終形成了一種不熔不溶的材料。此后，環氧樹脂改性瀝青材料不斷涌現。1967年環氧樹脂瀝青混合料首次成功應用于美國San?Mateo.Hayward大橋正交異性鋼橋面的鋪裝層，至今保持良好性能。1979年，USP4139511中提出了一種雙組分的環氧樹脂改性瀝青，其中A組分是一種環氧樹脂，B組分是順酐改性的瀝青類物質加上胺類的環氧樹脂固化劑。然而B組分中的順酐和胺類會發生反應降低穩定性。

我國的一些科研機構在20世紀90年代就開始對環氧瀝青的配制方法和機理進行研究，主要應用于防腐涂料行業，將環氧樹脂、煤焦油瀝青、固化劑及其他助劑混合，涂覆于屋頂、鋼橋、管道、碼頭等表面進行防腐。由于煤焦油瀝青中含有苯、萘等對人體健康有害的物質，從而限制其作為道路鋪裝材料的大規模使用。1997年開始對道橋用環氧瀝青進行研究，取得了不小的成果。

在專利CN?1837290A中，首先制備帶羧基或酸酐基的改性瀝青，以脂肪族二元酸、二聚酸或醇酸樹脂、脂肪酸酐為固化劑，加入固化促進劑以膠體磨高速混合制得A組分，B組分為環氧樹脂。A組分與B組分按一定比例混合即得環氧瀝青材料。在專利CN1592012A中，A部分為瀝青、甲基四氫苯酐和自制增溶劑，B部分為環氧樹脂。各組分在80～90℃混合均勻，固化完全后材料拉伸強度1.5～1.8MPa，斷裂伸長率190～260％，馬歇爾穩定度為59～76kN。在專利CN101003688中給出了以瀝青、固化劑、促進劑、消泡劑為B組分，環氧樹脂為A組分的高性能環氧瀝青路面材料。