高性能环氧树脂改性沥青道路材料的研究综iS.

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由于环 氧树脂 、 沥青 以及 同化 剂组分 之 间存在 着
化 学结 构 、 极性 、 面张力 、 子量 （ 表 分 黏度 ） 的 巨大 差 上
异 ， 得 它们 会不 相 容 ， 使 产生 离 析 现象 。虽 然在 机 械
混和下 能达 到一定 的相 容性 ， 是 这种相 容不 是热 力 但
学 相容 ，而是 微观 或亚微 观结 构上 的一 种多 相体 系 。
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■ 综与坛 述论
高 性 能 环 氧 树 脂 改 性 沥 青 道 路 材 料 的 研 究 综 ｉ． Ｓ
张艳银 ， 守 明 ， 陈 陈伟 三
（一 Ｊ 州路 翔 股 份有 限公 司 ， 东 广 州 ５ ０ ３ ） 广 １６ ５
摘要： 介绍了高性能环氧树脂改性沥青材料的改性原理， 并对环氧沥青 生产和应 用过程中的问题 ， 如环氧树 脂和 沥青的
２２ 固化 剂 的 选 择 ．
环氧 沥青 最 大 的优 势 就 是从 根本 上 改 变 了沥 青
本身 的热 塑性 ， 得材 料最 终具 有热 固性产 物 的种 种 使 特性 。而热 固性 材 料 的性 能 优劣 取决 于材 料 与 固化
剂发 生 固化 之后 所得 到 的产 物 的性能 ， 因此 同化剂 的
环 氧沥青从 根本上改 变 了沥青 的热 塑性 ， 并赋 予 了高
环氧沥 青就是选 择合适 的化学改 性剂 ， 普通沥 对
青进 行化学 改性 ，从 而改变 它跟环氧树 脂 的相容 性 ； 然后再 加人 合适 的固化剂 、促 进剂及 其他添加 剂 ， 混 和均匀 得到 环氧 改性 沥青 的 Ａ组 分 。选 择合 适 的环 氧树脂作 为环 氧改性 沥青 的 Ｂ组分 。将 Ａ、 Ｂ组分混 和制成 改性 沥青结 合料 ，环氧树脂 与 固化 剂反应后 ， 沥 青分子分 散于环 氧树脂形 成 的网状结构 中 ， 成不 形 可 逆 的固化 物 ， 而赋予沥 青优 良的物理 、 性能 。 从 力学 用 环氧沥青 拌制 的沥青混合 料 ， 其路用 性能 比普 通沥
的性 能要 求 ， 如脆性 、 拉 强度 等 ； 诸 抗 同时 ， 了保证 为
施工 过 程的可 行性 ， 必须 了解 固化 剂发 生 固化 反应 还 时 的 温度 和速 度 ； 此外 ， 固化 剂 与环 境 的友 好 性 也是 考虑 因素之一 。所 以 ， 制完成 环 氧沥青 与实 际应用 配
立体互 穿 的聚合 物 网络 。 王治 流等人 通过 红外分 析
也认 为催化 剂与 二元羧 酸反 应形 成羧 酸负离 子 ， 在此
基础上 再与 环氧基 反应 。
２ 环 氧沥青 生产 和应 用过 程 中的问题
目前 ， 国 、 大利 亚 和 日本 等 同生 产 环 氧沥 青 美 澳
的工 艺非 常 成熟 ， 能优 良， 性 占据 了我 国 的绝 大部 分 市场 ， 且 由于过 去财力 的限制 以及相 关技 术资料 的 并
在２ Ｏ世纪 ６ ０年 代 初 ，环氧 沥青 首 次出 现在美
为 结构层 与铺装层 之间 的粘结层 ， 提高 了结构层 和铺
装层 之 间的粘结强 度和剪切 强度 。
１ 环氧沥 青的 改性 原理
国， ｈｍａ ＦＭｉａ等人… Ｔｏ ｓ ｋ 以专利 的形 式第一 次报道 了 这类高性 能材料 。 是直 至 ９ 但 ０年代 ， 人们 才把研发重 心从涂料 和屋顶铺 面材料转 移到道路 铺装材 料上来 。
在 材料储 存过 程 中 ， 相容 性差 的材 料会发 生上 下分 层 现 象 ， 而导致 材料 性能 发生 变化 。为增 进环 氧树脂 从 与 沥青 的相容性 ，可采取 在沥 青 中添加介 质 的办法 ， 介 质的选 择也 就成 为配制 环氧 沥青 的技术 关键 。 亢 阳等…用 过量 马来 酸 酐改 性沥 青 ， Ｊ 虽然 提 高 了
固化 剂在 反 应 过程 中的初 凝 时 间是 以沥青 混 合 料 黏性 开始 明显 降低 为依据 的 。黏性 降低 ， 混合料 和 易性 降低 ， 成压 实 困难 。有 的固化剂 在高 温下初凝 造 时 间短 ， 法进 行施 工 ； 的 固化 剂在 高温 下初 凝 时 无 有 间长 ，但冷 却后 却不 能继续 固化 或者 固化相 当缓慢 ，
几个 月都无 法形 成强度 ， 利于使 用 。所 以初凝时 间 不 是选择 固化 剂 的重要指 标 。 ２３ 适用 期 和施 工 固化 时间 的控制 ．
负离 子 ， 氧负离子 继续 和环 氧基 反应 。因为这两 种反
应几 乎 同时发生 ， 产物 相互 叠加 、 缠绕 ， 最终 形成 一种
相 容性 、 固化 剂 的 选择 、 用期 和施 工 固化 时 间的控 制 等进 行 了分析 ， 试 最后 针 对 这 些 问题提 出了建 议 。 关 键词 ： 氧 树 脂 改性 沥 青 ； 环 道路 铺 装 ； 水 粘 结 防
文章 编 号 ０ ７ ４ ７ ２ １ ） ０ — ０ ２ ０ 】 ０ — ９ Ｘ（ ０ 】 一 ４ ０ １ — ４ 中图 分 类 号 Ｕ ７】 Ｔ ５ 文 献标 识 码 Ａ
选 择 尤为重 要 。
亢 阳等 人 把 沥 青用 顺 丁 烯二 酸 酐 改性 ， 先 酸酐
与 沥青 发生 Ｄ ｅ— ｌｅ 反应 ， ｉｓ Ａ ｄｒ 在催 化 剂 的 作用 下 ， 顺 酐化 的沥青 和其 他 的 酸酐 固化 剂 的酸 酐键 打 开形 成 羧 酸负 离子 ， 后 环氧 基被 羧 酸 负离 子 打 开 ， 然 形成 氧
沥青既起 到 防止水 进入或作 用 于结 构层 的作 用 ， 又作
收 稿 日期 ： ０ ０ Ｉ— ６ ２ １ 一 １ １
作者简介： 张艳 银 ， ，９４年 生 ， 士 ， 发 工程 师 ， 女 １８ 硕 研 主要 从 事 道 路 材 料 改 性 沥 青 和 环 氧 沥 青 防 水 材 料 的 研 究 Ｅ— ａ ： ｍｉ １
混 合料 的 温度控 制 ，以能保 证在 ４ ｉ ５ｍ ｎ的运输
时问 内能 充 分起 化学 反 应 ， 但未 硬 化 、 影 响摊 铺 和 不 碾 压 为准 。在环 氧沥青 混凝 土 的施 工 中 ， 从拌 和到摊 铺 ， 氧 沥青 的黏度 随 时 间是不 断 变 化 的 ， 该 变 化 环 在
强度 、 高刚度 、 良的耐疲 劳 、 腐蚀 等性 能口 使其 优 抗 ， 成为 一种高性 能道路 防水材料 。但是 ， 材料也具 有 该 价格 高 、 施工难 度大 的缺 点 ， 其使用 范 围受到 限制 ， 目 前多用 于钢桥 面铺 装 的防水粘结层 ， 也开 始用 于混凝 土桥梁桥 面铺装 的防水粘结 层 。在 这类应用 中， 环氧
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青混合 料优异得 多 ห้องสมุดไป่ตู้
黄 坤［ ７ １ 入增 容 剂 的条件 下 ， 在加 通过 对 环氧沥 青
固化 物的提取 ， 确定 了沥青 在固化过 程中不与环 氧树
综与坛 述论 ■
脂 或者 固化 剂发生 反应 ， 沥青 以微米 级球 形颗 粒分 散 在环氧树 脂 、 容 剂和 固化剂 组成 的连续 相 中 。 增 张翔 等 人嘲 则认 为 ， 沥青 界 面 形成 可 以 分 为两 个 阶段 ： 第一 阶段是 环 氧树 脂 与沥 青 的接 触 与 润湿 ， 当 石 油沥青 的表 面张 力减低 或者 具有 极性 基 团时 ， 由于 吸附作用 和极性 基 团作用 ， 沥青 和环 氧树 脂达 到均 匀 分 布 ； 二 阶段 是 环 氧树 脂 固化 过 程 ， 氧树 脂 和 固 第 环 化 剂之 间 通过 化学 反 应 ， 步形 成 空 问结 构 ， 其 分 逐 使 子 处在 能 量 降低 、 构最 稳定 的状 态 ， 成 固定 的界 结 形 面， 两个 过程是 同步 进行 的 。 沥青 和环 氧树 脂 的相容 性 ， 并且 大 大提高 了 国产 环氧 沥青 的强 度 ， 是 马来酸 酐高 温升华 会带来 刺激 性气 但 味 ； 贾 辉等 ｌ采用 加 入脂 肪 族 多元 醇 的方 法 ， 而 ２ １ 中和 了改 性沥 青 中过量 的马来 酸酐 ， 但是 石油 沥青经 过马 来 酸酐 改性 之后 ， 沥青 分 子质 量增 大 ， 会导 致 沥青 结 块或 者黏 度剧增 ， 沥青 与环氧 树脂 的共混 过程 中带 给 来一 些潜在 的麻 烦 。