环氧沥青综述
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常温固化环氧沥青材料相关性能研究摘要:本文在现有研究的基础上,首先通过对国内外资料分析研究了解目前环氧沥青的发展现状,之后对环氧沥青进行常三项实验以及沥青黏度实验,根据实验结果说明其材料性质并且确定其是否满足规范要求。
通过对比不同比例的稀释沥青、固化剂和稀释环氧的实验结果体现环氧沥青的黏度性质。
关键词:环氧树脂;沥青;固化剂;性能1、环氧沥青材料基本概述环氧沥青是一种由环氧树脂、固化剂与基质渐青经复杂的化学改性所得的混合物。
固化后的环氧沥青混合料是一种具有较高强度的材料,并且对温度的敏感程度较低。
本文研究的目的是通过做沥青的相关实验,整理分析数据,并根据实验结果分析验证实验方案的可行性,进行更多组分试验制备出在常温条件下能快速固化达到路用性能的环氧沥青,解决国产环氧沥青材料在不同的配比下性能是如何的,从而更好地解决在交通上的需求。
2、常温固化环氧沥青材料路用性能试验2.1常温固化环氧沥青三大指标测试1、软化点——环球法(1)实验方案:实验采用软化点仪测定,环氧沥青取样时温度取室温,并将其放置7天。
按照规范:将试样在恒温5±0.5℃的水箱中至少放置15分钟;开始加热,搅拌,升温速度在3min内调整为5±0.5℃/ min;注意每分钟温度的升高值,直到样品被加热软化并逐渐降低,当它接触到固定器的底板时立即读取温度,以℃表示。
取平行实验两次,取平均值为软化点。
(2)实验结果:第一个试样的软化点温度为:52.3℃;第二个试样的软化点温度为52.1℃;取平均值为52.2℃。
满足规范要求的大于46℃,软化点越高,标明环氧沥青的耐热性越好,即高温稳定性越好。
2、针入度针入度是国际上普遍采用的测定黏稠石油沥青黏结性的一种方法。
在规定的25℃和5秒条件下,在100g的质量下,垂直贯入沥青试样的深度为针入度,以以0.1mm表示。
实验采用针入度试验仪测定,按试样制备方法制样,试样高度应超过预计针入度值10mm ;调平针入度仪,检查针连杆是否能自由滑动。
环氧树脂环氧沥青
环氧树脂是一种常用于涂料、粘接剂、密封剂等领域的材料。
其特点
是具有优异的化学稳定性、耐热性、耐腐蚀性和耐久性。
环氧树脂是
由环氧树脂固化剂和环氧树脂基材混合而成的。
环氧树脂在涂料领域中,其防腐性能和附着力能够有效保护钢结构物
表面不受腐蚀。
在建筑领域中,环氧树脂被广泛运用于地面涂装,因
为其能够提供耐久性和易于清洁的表面。
此外,环氧树脂在电子领域
中常常被用于制造电路板,因为其能够有效地绝缘和耐高温。
除了环氧树脂,环氧沥青也是一种广泛应用的材料。
环氧沥青是一种
由环氧树脂和沥青混合而成的产品,其具有粘合力强、水密性好和耐
久性高等优点。
环氧沥青通常被用于建筑领域中的屋顶涂料和地下室
防水涂料,因为其能够有效地保护建筑物避免漏水和水气渗透对建筑
物的损害。
总的来说,环氧树脂和环氧沥青在各自领域中具有很高的应用价值。
它们不仅能够保护建筑物、钢结构物和其他设备不受腐蚀,而且还能
够提供各种性能,如耐久性、强度和可加工性等。
因此,它们在工业、建筑、电子和其他领域中具有广泛的应用前景。
环氧沥青的发展及其运用摘要:环氧沥青是一种新型改性沥青,它的热固性赋予沥青以优良的物理、力学性能。
用环氧沥青拌制的沥青混合料,具有强度高、韧性好、优良的抗疲劳性能、温度稳定性、耐腐蚀性能。
本文主要讲述环氧沥青的发展历史、制备工艺、基本性能,以及环氧沥青混合料在路面铺装的使用状况。
关键词:环氧沥青;耐疲劳性;耐久性能;沥青混合料The development and application of apoxy asphalt ABSTRACT :Epoxy resin asphalt is a new of modified asphalt. Thermosetting gives asphalt good physical and mechanical property. epoxy resin asphalt mixture have high strength, toughness, good fatigue resistance, temperature stability, corrosion resistance.This paper mainly tell that the development of epoxy resin asphalt and the method of preparation, basic properties, and the application in pavement.Key words: epoxy resin asphalt; fatigue property;durability; asphalt mixture1前言1.1 道路沥青发展概述随着我国改革开放和国民经济的迅速发展,需要大规模的修建高等级公路。
沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。
这种路面与砂石路面相比,其强度和稳定性都大大提高,与水泥混凝土路面相比,沥青路面表面平整无接缝,行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,适宜于路面分期修建,是我国路面的重要结构形式[1,2]。
热拌环氧沥青热拌环氧沥青是一种常用的路面材料,具有良好的耐久性和抗老化性能。
它由环氧树脂和沥青混合而成,经过高温热拌后形成坚实的路面层。
热拌环氧沥青在公路、机场跑道、停车场等路面工程中广泛应用,下面我们来详细了解一下这种材料。
热拌环氧沥青具有很高的强度和耐久性,可以有效抵抗车辆和气候的影响。
它的主要成分是环氧树脂和沥青,这两种材料的结合使得热拌环氧沥青具有了优秀的性能。
环氧树脂具有很高的粘结强度和耐腐蚀性,可以有效地粘合沥青和矿料,形成坚实的路面层。
同时,沥青具有良好的柔性和粘性,可以使路面层具有良好的变形能力,适应不同的荷载变化。
在施工过程中,热拌环氧沥青需要经过一系列的工艺步骤。
首先,需要将环氧树脂和沥青按照一定的比例加热混合,使其达到适合施工的温度。
然后,将混合物倒入特殊的热拌设备中进行热拌,使其均匀混合。
最后,将热拌后的混合物铺设在路面上,并用专用的机械设备进行压实,使其形成坚实的路面层。
热拌环氧沥青具有很多优点。
首先,它的施工过程相对简单,不需要特殊的设备和技术,适用于各种路面工程。
其次,热拌环氧沥青的路面层具有很高的强度和耐久性,可以有效抵抗车辆和气候的影响,延长路面使用寿命。
此外,热拌环氧沥青的路面层具有良好的防水性能,可以防止雨水渗入路面,减少路面破损和龟裂的可能性。
然而,热拌环氧沥青也存在一些问题。
首先,由于环氧树脂和沥青的成本较高,热拌环氧沥青的价格相对较高,增加了工程造价。
其次,热拌环氧沥青在施工过程中需要一定的温度和时间控制,否则会影响路面层的质量。
此外,热拌环氧沥青的施工需要专业的技术和设备,对施工人员的要求较高。
总的来说,热拌环氧沥青是一种优秀的路面材料,具有很高的强度和耐久性。
它在公路、机场跑道、停车场等路面工程中广泛应用,可以有效提高路面的使用寿命和承载能力。
随着科技的不断进步,热拌环氧沥青的性能将进一步提升,为我们的交通建设提供更好的保障。
环氧沥青漆的颜色及用途
环氧沥青漆是一种高性能涂料,它的主要成分是环氧树脂和沥青混合物。
这种涂料具有极好的耐腐蚀性、抗化学性、耐磨性和耐温性,因此被广泛用于各种工业设备、建筑物、桥梁和大型储罐等防腐保护工程中。
环氧沥青漆的颜色主要分为黑色和灰色两种,黑色是因为沥青成分的存在而呈现出来的,而灰色则是通过在环氧树脂中添加颜料调色而成的。
不同的颜色可以满足不同的需求,例如黑色可以用于地下管道和大型储罐的内部涂装,而灰色则可以用于建筑物的外立面涂装。
环氧沥青漆广泛应用于以下领域:
1.防水和防潮:环氧沥青漆具有优异的防水和防潮性能,可用于各种地下工程和建筑物的地面和墙面涂装,如地下车库、隧道、地下管道等。
2.防腐保护:环氧沥青漆可以对各种金属表面进行涂装,具有优异的防腐性能,可用于各种工业设备、桥梁和大型储罐等的防腐保护。
3.耐磨和耐温:环氧沥青漆具有优异的耐磨性和耐温性,可用于地面和墙面的涂装,如车间、机房、餐厅等场所的地面涂装。
4.美化和装饰:环氧沥青漆可以添加不同颜色的颜料进行调色,可用于建筑物的
外立面涂装,美化和装饰建筑物。
总之,环氧沥青漆是一种高性能涂料,具有卓越的防腐、防水、耐磨和耐温性能,被广泛应用于工业设备、建筑物、桥梁和大型储罐等防腐保护工程中。
在使用环氧沥青漆时需要根据实际需求选择不同的颜色和涂装方式,以达到最佳的效果。
环氧沥青材料开发现状与应用研究沥青作为一种铺装材料广泛应用于道路桥梁建设中,为提高性能,普遍采用聚合物对普通沥青进行改性。
20世纪90年代以来,国际上关于沥青改性的研究重点开始转到环氧树脂沥青上。
[4]环氧沥青具有强度高、刚度大、优良的耐疲劳性能、突出的层间结合能力、良好的温度稳定性和较强的抗腐蚀性等特点。
[1]采用环氧树脂改性的方法还可以从根本上改变普通沥青的热塑性要求。
目前我国京长江二桥、润扬长江公路大桥、浙江舟山桃天门大桥等桥梁都采用了环氧沥青混合料进行铺装。
[2]本文研究了环氧沥青的现状与目前阶段实际使用情况,尤其是在钢桥面铺装、桥面维修中的应用。
1、环氧沥青1.1环氧沥青简介环氧沥青是由环氧树脂、煤焦沥青、溶剂固化剂等组成的双组份漆。
在沥青中加入环氧树脂,经过与固化剂发生硬化反应,形成不可逆的固化物,使沥青性质由热塑性转化成热固性,从而赋予了环氧沥青强度高、刚度大、优良的耐疲劳性能、突出的层间合能力、良好的温度稳定性和较强的抗腐蚀性。
[3]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,形成不可逆的固化物,从而赋予沥青优良的物理性能。
环氧树脂的种类主要有双酚A型环氧树脂、缩水甘油醚类环氧树脂、脂环族环氧树脂和酚醛环氧树脂等。
用环氧沥青拌制的沥青混合料,其路用性能比普通沥青混合料优异得多。
[4]1.2 环氧沥青的改性原理环氧沥青就是选择合适的化学改性剂,对普通沥青进行化学改性,从而改变它跟环氧树脂的相容性。
1979年,Hayashi等提出了一种双组份的环氧树脂改性沥青材料:加入合适的固化剂、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。
[5]1.3 环氧沥青的施工条件1)前道漆膜表面应无油污、水份、灰尘等。
2)底材温度须高于露点3℃以上,当底材温度低于5℃时漆膜不固化,不宜涂装。
3)甲组份充分搅匀后,搅拌下按配比将乙组份倒入甲组份中,充分混合均匀,静置熟化30min后,视涂装方法,用配套稀释剂,调至施工粘度。
环氧沥青与普通沥青混凝土的区别何在?环氧沥青在低温环境下不会变脆,高温环境下不会融化。
由环氧沥青摊铺的路面不易渗透,稳定性更高,抗裂防滑性能更强。
环氧沥青性能如何?环氧沥青在高低温环境下的抗疲劳功能极强,即使经过数百万次的车轮荷载也不会开裂。
即使在投入使用近四十年之后,环氧沥青的防滑功能还能够保持非常良好。
环氧沥青具有卓越的稳定性, 在各种气候条件下均有长期的优质表现。
环氧沥青混凝土用作正交异性钢桥面板铺装材料的优越性在哪里?环氧沥青出色的抗疲劳性能,使之能够在正交异性钢桥面板上完好无损。
与相对柔性的铺装不同,环氧沥青的复合作用能够减少钢材的变形和应力,从而延长钢桥面板和桥架的疲劳寿命。
当地的沥青是否可以用于环氧沥青当中?环氧沥青使用一种从美国油田中提炼的特殊物质。
从这种原油中提炼的沥青具有一种特性,可以使它和环氧油脂和凝结剂有效的结合在一起,能够延长工作寿命,缩短凝固时间,增强系统的灵活性。
而其他的沥青则无法达到这样的效果。
混合环氧沥青所需要的时间和温度:在混合之前,环氧油脂需要保持在80-85摄氏度,而沥青凝结剂则需要保持在150-155摄氏度。
整体温度需要控制在123-124摄氏度。
新混合的沥青需要保持在110-121摄氏度。
是否需要特殊的混合方法及设备?化学系统公司提供计量混合机和阀门装配器来按比例混合环氧沥青的两种反应原料并将其喷入搅拌器中。
辅助性的喷射装置接入搅拌器中来代替常规的液体沥青输入系统。
这样可以使工厂在不生产环氧沥青的时候还可以生产常规的沥青混凝土。
环氧沥青的石子应该具有什么样的特性?94%的环氧沥青成分是石子,因此,石子需要非常耐用抗磨损。
具有表面比例超过1到3的长形的石子不应超过总重量的5%。
25毫米厚的路面通常具有:滤网尺寸通透率英寸毫米3/4 19.0 1001/2 12.5 95-1003/8 9.5 80-95No. 4 4.75 58-75No. 30 .0006 20-35No. 200 .000075 7-14铺面黏性的丧失是路面破损的主要原因。
环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经与固化剂发生固化反应,形成不可逆的固化物,这种材料从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予了沥青全新的优良物理力学性质。
用环氧沥青拌制的沥青混合料,其路用性能比普通沥青混合料优异得多。
环氧沥青路桥用复合材料采用了沥青顺酐化改进技术;游离顺酐转化为功能聚合物的绿色制备技术;高粘非牛顿流体沥青物料反应高效传质的强化技术;催化剂的开发等关键技术,可实现将游离顺酐转化为调节材料性能的功能聚合物。
本项目产品填补国内空白,性能达到国际先进水平,耐疲劳和耐低温性能等重要指标已超过美国产品。
环氧沥青由A、B两种组分组成,在使用时,通过加热混合,固化形成三维立体互穿网络结构的聚合物,从根本上改变了普通改性沥青的热塑性,同时显著提高了改性沥青材料的粘附力、拉伸强度和断裂延伸率。
与国际同类产品相比具有适用期可调、高温性能优异、抗疲劳性能优越且环境友好的高性能环氧沥青复合材料,其强度、断裂延伸率和耐疲劳性能已经可以与美国环氧沥青相媲美。
目前,本产品在路用性能研究上已处于世界领先地位,开发出了两大系列产品:环氧沥青铺装材料系列和环氧沥青防水粘结材料系列。
产品广泛应用于钢桥面;水泥桥面、隧道、机场跑道;高速公路、普通公路和市政道路等路桥面的铺装层和防水粘结层。
环氧沥青作为一种新型路面复合材料,其优越的性能主要表现在:1.强度高、刚度大2.良好的温度稳定性3.良好的层间结合能力4.良好的耐腐蚀性5.优良的疲劳性能6.适宜的线性收缩性能7.防水性能好8.高性价比强度高、刚度大:热拌环氧沥青混凝土有很高的强度,力学性能优良;其马歇尔稳定度可高达45 kN~80 kN ,而一般的沥青混凝土马歇尔稳定度仅为8 kN~12kN,是普通沥青混凝土的5~8倍,而流值却大致相当。
环氧沥青混凝土路面不仅有接近刚性路面的强度(抗压强度超过40Mpa),而且有柔性路面的行驶舒适性。
良好的温度稳定性:环氧沥青是一种热固性材料,在高温下会变软但不会流动。
冷拌环氧沥青冷拌环氧沥青是一种机械混合材料,由环氧树脂、沥青、骨料和填料等组成。
它具有优异的耐磨、抗老化和耐水性能,广泛应用于公路、桥梁、机场跑道、停车场等工程的修复和维护。
本文将从冷拌环氧沥青的特点、施工方法、应用领域等方面进行阐述。
冷拌环氧沥青的特点:1. 耐磨性能优异:冷拌环氧沥青采用优质的骨料和填料,与环氧树脂混合后形成坚硬的固体。
这种材料在车辆行驶过程中,能够有效抵抗磨损和剥离,延长路面使用寿命。
2. 抗老化能力强:冷拌环氧沥青中的环氧树脂具有良好的抗氧化性能,能够有效抵御紫外线、氧气和水的侵蚀,减缓材料老化速度,提高路面的抗老化能力。
3. 良好的粘结性:冷拌环氧沥青具有较高的粘结强度,能够牢固地与原有路面结合,形成一体化的路面结构。
这对于修复老化、开裂或损坏的路面至关重要。
4. 施工方便快捷:冷拌环氧沥青采用冷拌技术,无需加热,施工简单快捷。
它适用于各种季节和气候条件下的施工,大大提高了施工效率。
冷拌环氧沥青的施工方法:1. 预处理:清理并修复原有路面的损坏部分,确保路面平整、洁净。
2. 基层处理:在清理后的路面上,涂刷一层环氧底漆,以提高冷拌环氧沥青与基层的粘结力。
3. 混合材料:将环氧树脂、沥青、骨料和填料等按照一定比例混合均匀,形成冷拌环氧沥青材料。
4. 施工:将混合材料均匀地铺设在基层上,并进行压实,确保与原有路面紧密结合。
冷拌环氧沥青的应用领域:1. 公路维修:冷拌环氧沥青可以用于修复公路上的坑洼、裂缝、凹凸不平等问题。
它能够快速覆盖破损路面,并提供良好的车辆行驶舒适度。
2. 桥梁修复:冷拌环氧沥青对于桥梁上的路面修复也非常适用。
它能够修复损坏路面,增强桥梁的承载能力,延长桥梁的使用寿命。
3. 机场跑道和停车场:冷拌环氧沥青在机场跑道和停车场的修复和维护中起到重要作用。
它能够修补损坏的路面,提高机场和停车场的平整度和安全性。
综上所述,冷拌环氧沥青作为一种优质的修复材料,具有耐磨、抗老化、耐水等优异特性。
什么是环氧沥青材料近十几年来,我国桥梁建设项目取得了举世瞩目举世瞩目的进步。
与普通混凝土桥面相比,钢桥面自身结构与的使用环境对桥面的铺装复合材料的使用提出了更高更严格的要求。
近十几年来,工程建设我国桥梁建设取得了举世瞩目的进步,业已成为世界桥梁大国。
预计到2021年欧美国家我国将新建多座大跨径钢桥,钢桥面总铺装面积将已经超过1000万平方米。
随着桥梁工程建设的不断飞速发展壮大,对桥面的铺装材料的要求也越来越高。
与普通混凝土桥面相比,钢桥面自身的结构与恶劣的使用环境对材料的构造使用提出了更高当更严格的要求。
原油石油沥青是路面铺装建设与养护不可或缺的材料,其性能直接了沥青路面的工程质量和路面的结构形式。
由于石油沥青在高温摄氏度时易软化,低温时又易脆裂。
因此,为了提高沥青的使用性能,通常是采用展开添加聚合物的办法来进行改性。
环氧沥青作为一种新型高性能的复合材料,在力学性能上,它可以同时具有普通基质沥青蕴含的高弹性和行车舒适性,以及环氧树脂与钢桥面基材之间特有的高粘结力和气候耐久性。
什么是环氧沥青环氧沥青既不是环氧树脂,也不是沥青,而是一种通过精确组分和相态设计,经化学反应形成的多组分互穿网络三维结构热固性材料,兼具金属材料环氧树脂和沥青两种材料的优点,是一种有着高强度、高粘接力、高柔韧性的新型路面防水、铺装的复合材料。
简单来说,就是一种由树脂、固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得到的的混合物。
因而以环氧树脂作为沥青的也而得到的环氧沥青改性剂具一定的有热固性,沥青被束缚在交联网络中,从而在根本上沥青所固有的热塑性行为。
一旦沥青中的环氧树脂与固化剂发生固化反应,就会形成一种不可逆的两相热固性复合物,这种两相热固性复合物是以交联的环氧树脂作为连续相,沥青作为分散相。
沥青被牢牢地束缚在环氧树脂形成的交联网络中,这样在高温粘土时沥青无法流动,低温时沥青的抗裂性也得到提高,因此关键在于改变沥青的这些行为热塑性行为,赋予其优良的性能。
环氧沥青的发展及其运用摘要:环氧沥青是一种新型改性沥青,它的热固性赋予沥青以优良的物理、力学性能。
用环氧沥青拌制的沥青混合料,具有强度高、韧性好、优良的抗疲劳性能、温度稳定性、耐腐蚀性能。
本文主要讲述环氧沥青的发展历史、制备工艺、基本性能,以及环氧沥青混合料在路面铺装的使用状况。
关键词:环氧沥青;耐疲劳性;耐久性能;沥青混合料The development and application of apoxy asphalt ABSTRACT :Epoxy resin asphalt is a new of modified asphalt. Thermosetting gives asphalt good physical and mechanical property. epoxy resin asphalt mixture have high strength, toughness, good fatigue resistance, temperature stability, corrosion resistance.This paper mainly tell that the development of epoxy resin asphalt and the method of preparation, basic properties, and the application in pavement.Key words: epoxy resin asphalt; fatigue property; durability; asphalt mixture1前言1.1 道路沥青发展概述随着我国改革开放和国民经济的迅速发展,需要大规模的修建高等级公路。
沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上,铺筑一定厚度的沥青混合料作面层的路面结构。
这种路面与砂石路面相比,其强度和稳定性都大大提高,与水泥混凝土路面相比,沥青路面表面平整无接缝,行车振动小,噪音低,开放交通快,养护简便,适宜于路面分期修建,是我国路面的重要结构形式[1,2]。
沥青具有黏性和弹性,其表现为流动性和抗流动性。
低温下,弹性占主导地位,沥青表现出抗流动性;高温下,黏性占主导地位,沥青易流动[3]。
现代高等级公路的交通的特点是:交通密度大、车辆轴载重、荷载作用间歇短,以及高速和渠化,导致用沥青铺设的路面,在冬天寒冷季节,易出现温缩裂缝,在夏天高温季节,重载荷作用下易出现车辙,这主要是由于沥青在低温条件下脆性大、柔韧性差,而在高温条件下抗拉强度较低。
为此人们开始使对沥青进行改性以提高其性能。
所谓改性沥青,也包括改性沥青混合料是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料。
改性剂是指在沥青或沥青混合料中加入的天然或人工的有机或无机材料,可熔融、分散在沥青中,改善或提高沥青路面性能(与沥青发生反应或裹覆在集料表面上)的材料。
1.2 环氧沥青的特点及国内外的研究现状1.2.1 环氧沥青的特点环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经与固化剂发生硬化反应形成不可逆的固化物。
这种固化物从根本上改变了沥青的热塑性质,而赋予沥青完全新的优良物理、力学性能。
用环氧沥青拌制的沥青混凝土,与普通沥青混凝土相比较,或与其它热塑性的改性沥青混凝土相比较,性能有很大的区别。
环氧沥青混凝土有许多性质,如强度、刚度、耐久性等都与水泥混凝土颇为相似,但同时它又在很多方面具有沥青混凝土的优良特性。
纵观目前国内外采用的改性方法,除采用环氧树脂改性方法外很难做到提高沥青材料的综合性能[4]。
环氧沥青之所以有如此优良的性能,得益于环氧沥青中的环氧树脂,而环氧树脂、酚醛树脂及不饱和聚酯树脂被称为三大通用型热固性树脂。
它们是热固性树脂中用量大、应用最广的品种。
环氧树脂中含有独特的环氧基,以及羟基、醚键等活性基团和极性基团,因而具有许多优异的性能。
与其它热固性树脂相比较,环氧树脂的种类和牌号最多,性能各异。
环氧树脂固化剂的种类更多,再加上众多的促进剂、改性剂、添加剂等,可以进行多种多样的组合和组配。
从而能获得各种各样性能优异的、各具特色的环氧固化体系和固化物。
几乎能适应和满足种种不同使用性能和工艺性能的要求。
这是其它热固性树脂所无法相比的。
环氧树脂及其固化物具有以下性能特剧[5]:(1)力学性能高。
环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,所以它的力学性能高于酚醛树脂和不饱和聚酯等通用型热固性树脂。
(2)粘接性能优异。
环氧树脂固化体系中活性极大的环氧基、羟基、以及醚键、胺键、酯键等极性基团赋予环氧固化物极高的粘接强度。
再加上它有很高的内聚强度等力学性能,因此它的粘接性能特别强,可用作结构胶。
(3)固化收缩率小。
一般为19~6296。
是热固性树脂中固化收缩率最小的品种之一(酚醛树脂为8%~1096;不饱和聚酯树脂为4%~6%;有机硅树脂为4%~8%)。
线胀系数也小。
所以其产品尺寸稳定,内应力小,不易开裂。
(4)工艺性好。
环氧树脂固化时基本上不产生低分子挥发物,所以可低压成型或接触压成型。
配方设计的灵活性很大,可设计出适合各种工艺性要求的配方。
(5)电性能好。
是热固性树脂中介电性能最好的品种之一。
(6)稳定性好。
不含碱、盐等杂质的环氧树脂不易变质。
只要贮存得当(密封、不受潮、不遇高温),其贮存期为1年。
超期后若检验合格仍可使用。
环氧固化物具有优良的化学稳定性。
其耐碱、酸、盐等多种介质腐蚀的性能优于不饱和聚酯树脂、酚醛树脂等热固性树脂。
(7)环氧固化物的耐热性一般为80~100℃。
而高耐热坏氧树脂的耐热性可达200℃或更高。
1.2.2 国内外的研究现状国外在上个世纪六十年代就有环氧树脂改性沥青材料的研究。
1961年,Thomas F.Mika等人第一次制备了环氧树脂改性沥青材料[6],相容剂用的是松焦油。
后来,出现了单组份和兰组份的环氧树脂改性沥青。
早期的环氧沥青主要是作为机场跑道的道面,用来抵抗发动机的燃料和尾气对路面的损坏。
1967年,由美国的Adhesive工程公司首次将壳牌环氧沥青用于洛杉矶的Sam-Mateo.Hayward大桥的正交异性桥面铺装。
壳牌环氧沥青采用的是慢速固化剂,虽然在铺筑后可以通车,但要完全固化则需要2~6周的时间,视周围环境的温度来定。
1979年,Hayashi等提出了先用顺丁烯二酸酐来改性沥青,然后再加入固化剂作为一组份,另一组分为环氧树脂。
日本也在20世纪70年代对环氧沥青混合料进行过广泛的研究,但环氧沥青混合料对温度和时间要求较为苛刻,直到20世纪90年代,日本才解决制备环氧沥青的各种问题,环氧沥青逐步在日本应用。
国内环氧树脂改性沥青材最早是作为涂料或者屋顶铺面材料而不是作为道路或桥梁铺装材料,道桥行业对环氧沥青的研究起步较晚,最早的是上海市政工程管理处和同济大学在1992年到1995年进行的环氧沥青混合料的配制以及力学性能研究[7]。
随着2000年南京长江二桥采用美国的环氧沥青铺面之后[8]。
2005年南京长江三桥采用了更先进的美国环氧沥青,将使桥面保持良好的平整性、温度适应性、防水性和耐用性,可连续使用10年不需要大修。
2 环氧沥青的制备及工艺要求2.1 环氧树脂的选择环氧树脂是一种含有环氧基团以脂肪族、脂环族或芳香族有机化合物为骨架的低聚物。
通常在室温下为粘稠性液体,在相应温度下与硬化剂(hardene agent)混和可发生硬化反应形成空间立体结构的网状高聚物,叫21硬化厉的产物具有粘接强度大、收缩率小、耐热性、耐化学药品性以及机械性能和电气性能优良的特点。
但环氧树脂在使用过程中其脆性大、耐侯性差和延展性低等弱点也大大地限制了环氧树脂的使用范围。
通常情况下要改善环氧树脂硬化产物的脆性和延展性能,主要通过选择或台成适当的硬化剂以改变硬化产物的分子架构从而在一定程度上提高使用性能。
环氧树脂按结构特点分类可分为缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、脂环族环氧树脂类和环氧化烯烃类。
其中缩水甘油醚类中的双酚A型环氧树脂是环氧树脂家族中应用较广的一个产品。
目前采用的为是由二酚基丙烷(双酚A)和环氧氯丙烷在碱性催化剂作用下缩聚而成。
缩聚产物端基为环氧基的线型环氧树脂通式为:双酚A型环氧树脂的分子结构中含有反应能力强的环氧基,主链上有许多醚键。
是种线性聚醚结构。
分子链上相距一定距离有许多羟基,是一种长链多元醇。
主链上还有在量苯环、次甲基和异丙基。
这些特点可起到以下作用:环氧基和羟基使得树脂具有反应活性,并使硬化物具有很强的内聚力和粘结力。
醚键和羟基是极性基因,有助于提高浸润性和粘附力。
醚键和C-C键使大分子具有一定柔顺性。
苯环使固化物具有耐热性和刚性。
键的键能高,从而提高了而碱性。
且经显性致死突变指数(Ames)试验证明双酚A型环氧树脂无致癌、致畸、致细胞突变性,因此可安全使用。
基于双酚A型环氧树脂有以上优点,本论文采用其为环氧改性沥青中的改性树脂。
2.2 固化剂的选择由于固化剂的选择对环氧沥青的影响较大,选择时要适应以下几点要求:1.环氧树脂和固化剂掺合后,在一定固化温度下,初期混合物固化时间应满足沥青混凝土的搅拌、运输、摊铺以及碾压等所需要的时间[11]。
2.固化剂不但应在高温下使环氧树脂固化,而且在常温下也可以慢慢固化,因为环氧沥青混合料在铺筑后的常温条件下,仍然需要进一步固化,使混合料强度得到不断增长。
3.固化剂在实际应用中,应具有产量大、价值低、无毒害、易控制这些先决条件,使得环氧沥青使用易于推广和普及。
所以,固化剂一般选择酸酐类(甲基四氢苯酐或者甲基六氢邻二甲酸酐等)作为环氧沥青的固化剂[12]。
因其毒性较小,且挥发性较低,既节约成本,又利于环氧沥青的固化。
2.3 环氧沥青制备的工艺要求环氧树脂与沥青反应生成一种不可逆的固化物,从根本上改变了沥青的热塑性。
但是,正因为环氧沥青使热固性物质,与普通沥青相比,还存在着许多问题。
所以,制备环氧沥青时需要考虑以下几方面的问题:1.环氧树脂与沥青相容性差环氧树脂是极性物质,而沥青是非极性物质,两者混合时相容性较差。
为了制备性能均一、稳定的环氧沥青混合料,应改善环氧树脂与沥青的分散性,提高二者的相容性。
一般加入相容剂。
2.普通环氧树脂制备的环氧沥青柔韧性较差普通的环氧树脂固化后的脆性差,导致延展性能较差,难以满足钢桥面铺装层对混合料性能的要求。
3.环氧沥青各组分最佳配合比例的确定。
环氧沥青由渤青、环氧树脂、固化剂以及其他添加剂等多种材料配合而成,首先需要确定它们合适的配合比例,然而很多情况下各成分的相对比例却是一对矛盾体,因此,需要通过大量试验才能确定最佳配合比例和评定指标。