[發明專利]路面鋪裝用高溫拌合環氧瀝青固化劑的制備方法

在審

• 申請號: 201610256489.8
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105754074A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 許培俊;叢培良
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C08G59/58
• 分類號: C08G59/58;C08G59/42;C08G65/333
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 張震國

技術領域

本發明屬于瀝青材料領域，具體涉及一種路面鋪裝用高溫拌合環氧瀝青固化劑的制備方法。

背景技術

環氧瀝青具有極為優良的高溫穩定性及低溫抗裂性能、超強的抗疲勞性能和優異的耐久性，被廣泛應用于鋼橋面鋪裝、機場跑道鋪裝、隧道路面鋪裝等要求較高的交通路面鋪裝。目前我國使用的環氧瀝青主要從美國ChemCoSystem公司以及日本大有建設公司進口，不但價格昂貴(大約是普通瀝青的10～20倍)，而且產品品種單一，不能根據工程的實際情況進行調整。

由于環氧瀝青是一種熱固性鋪面材料，打破了以往人們對瀝青屬熱塑性材料的認識，其鋪裝過程較為復雜且難以控制，對溫度敏感且容留時間較為緊迫。美國ChemCoSystem公司以及目前國內技術公開的環氧瀝青材料多為采用酸酐類固化劑的雙組份體系，其混凝土鋪裝使用時必需在嚴格的溫度控制下加熱至120℃左右進行拌合，拌和好的環氧瀝青集料又必須40～50分鐘內從拌和站運輸至施工現場并鋪裝完成。這種溫拌環氧瀝青拌合溫度過低、容留時間極其緊迫的缺陷使其存在施工難度大，攤鋪壓實不佳，穩定性不好等問題，容易導致環氧瀝青鋪裝路面或橋面使用性能下降甚至發生嚴重病害，嚴重影響了橋梁的正常使用。日本大有建設公司的TAF環氧瀝青拌和溫度為160～170℃左右，且容留時間較長，較好的解決了這一工藝性問題，但其相容性不佳，韌性較差，成本過高，是限制其大量應用的關鍵因素。因此，如何使環氧瀝青盡可能沿用普通瀝青混凝土的拌合工藝、大幅度延長環氧瀝青在高溫條件下的容留時間、進一步提高環氧瀝青的強度和韌性尤其是低溫性能，開發能夠在170～190℃高溫條件下拌和使用的低成本環氧瀝青材料成為亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種在高溫條件下容留時間長、固化后強度高且韌性好的路面鋪裝用高溫拌合環氧瀝青固化劑的制備方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

1)首先，按質量份數將10～20份的超支化聚醚與10～20份的芳香族氨基酸溶解于50～200份極性溶劑中，再向其中加入1～2份的催化劑；

2)然后，在反應體系中通入氮氣、攪拌下升溫至50～120℃反應3～12小時，再升溫至120～160℃反應3～12小時；

3)反應結束后減壓蒸餾出溶劑，再向其中加入50～100份低沸點溶劑，經過300～500份沉降劑沉降后過濾，洗至濾液為無色，然后在80～120℃的真空烘箱中干燥，得到芳香胺化超支化聚醚含量為100％的芳香胺化超支化聚醚；

4)將芳香胺化超支化聚醚與脂肪族酸酐按25:75的質量比混合，制得環氧瀝青固化劑。

所說的超支化聚醚為超支化聚(3-乙基-3-羥甲基環氧丁烷)，超支化聚(3-甲基-3-羥甲基環氧丁烷)或超支化聚(3,3-二羥甲基-環氧丁烷)。

所說的芳香族氨基酸為氨基苯甲酸、氨基苯乙酸或氨基苯丙酸。

所說的極性溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或N-甲基-2-吡咯烷酮。

所說的催化劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣或三乙胺。

所說的低沸點溶劑為丙酮、乙醇、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺。

所說的沉降劑為正己烷、正庚烷、乙醚或石油醚。

所說的脂肪族酸酐為乙二酸酐、順丁烯二酸酐、聚癸二酸酐或聚壬二酸酐。

本發明通過對超支化聚醚的端基進行化學修飾制備芳香胺化超支化聚醚，使其能夠在高溫條件下與環氧樹脂保持比較慢的反應速度，并通過引入脂肪族酸酐，使芳香胺化超支化聚醚與酸酐在高溫時發生加成反應逐漸產生酰亞胺基團，鋪裝完成后，酰亞胺基團再作為促進劑成分使酸酐組分與環氧樹脂在冷卻至室溫后繼續發生固化交聯反應，1～2天內完成固化。這一方法簡單，易于放大，成本低廉，在滿足高溫拌合環氧瀝青苛刻的固化工藝要求的同時，還能利用超支化聚合物的低粘度特性和超支化結構改善環氧瀝青的施工工藝性和固化物的低溫韌性。

與現有技術相比，本發明的效果體現在：

(Ⅰ)采用本發明的環氧瀝青固化劑可用于制備在170～190℃下高溫拌合的環氧瀝青，也可用于制備在120～150℃下中溫拌合的環氧瀝青；

(Ⅱ)采用本發明的固化劑制備的環氧瀝青在高溫下具有很長的容留時間，170℃下粘度可在180分鐘內維持在600mPa·s以下；

(Ⅲ)采用本發明的固化劑制備的環氧瀝青材料能夠在室溫條件下快速固化，拌和鋪裝后1～2天即可達到90％以上的固化程度；