一種鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料及其制備和使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料及其制備和使用方法，該鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料由A、B兩部分組成，A部分與B部分的質(zhì)量比為1：2.45?1:7.8，其中：所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：浙青80?100份，高分子聚合物2?9份，順酐3?10份，一元醇或多遠(yuǎn)醇2?12份，引發(fā)劑0.1?1份，脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸35?70份，固化劑25?75份，填料5?10份，固化促進(jìn)劑0.05?0.8份。本發(fā)明的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料體系均勻、相容性好，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率高，高低溫和耐候性能優(yōu)異，生產(chǎn)和施工工藝簡(jiǎn)單，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，適用于大跨徑鋼廂橋梁結(jié)構(gòu)的粘接層鋪裝。
【專利說明】一種鋼橋環(huán)氧瀝青防水粘結(jié)料及其制備和使用方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種化學(xué)改性的、雙組分熱固性浙青防水粘結(jié)料及其制備和使用方 法，具體涉及一種鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料及其制備和使用方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為一種路橋鋪裝材料，環(huán)氧浙青屬于熱固性改性浙青材料，其高低溫力學(xué)性能 優(yōu)異，在30(TC高溫下變軟而不流淌，在-40°C低溫下仍然有5%的斷裂延伸率。環(huán)氧樹脂 改性浙青是指將環(huán)氧樹脂加入浙青中，經(jīng)過與固化劑發(fā)生固化反應(yīng)，形成不可逆的三維網(wǎng) 狀交聯(lián)固化物，浙青被牢牢地束縛在環(huán)氧樹脂形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，這樣，高溫時(shí)浙青無法流 動(dòng)，低溫時(shí)浙青的抗裂性也得到極大的提高，從根本上改變了浙青的熱塑性性質(zhì)，賦予浙青 諸如高強(qiáng)度、優(yōu)良的抗疲勞性能、良好的耐久性及抗老化性能等優(yōu)良的物理力學(xué)性能，被廣 泛應(yīng)用于大跨徑鋼橋面的鋪裝，是鋼橋面鋪裝、路面磨耗層、超重載交通道路的理想材料， 具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 目前，環(huán)氧浙青材料在國(guó)外已是成熟的產(chǎn)品，我國(guó)現(xiàn)在使用的環(huán)氧浙青大多數(shù)是 美國(guó)進(jìn)口，其缺點(diǎn)是價(jià)格高、施工工藝復(fù)雜、產(chǎn)品配方單一。而國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)氧浙青的研究還 處于起步階段，由于環(huán)氧浙青材料中相容劑、固化劑、稀釋劑、促進(jìn)劑和增強(qiáng)劑等沒有得 到很好解決因此成本較高，國(guó)產(chǎn)環(huán)氧浙青材料的性能遠(yuǎn)低于進(jìn)口產(chǎn)品。例如，現(xiàn)有技術(shù) CN201010511351. 0公開了一種熱固性環(huán)氧浙青材料及其制備方法，主要用于建筑領(lǐng)域中。 它由浙青、環(huán)氧樹脂、硫化劑、固化劑、固化促進(jìn)劑和改性環(huán)氧樹脂熱固性環(huán)氧浙青增容劑 原料制備而成，各原料所占重量份數(shù)為：浙青100份、環(huán)氧樹脂20-40份、硫化劑20-40份、 固化劑20-40份、固化促進(jìn)劑0. 3-1. 2份、改性環(huán)氧樹脂熱固性環(huán)氧浙青增容劑20-60份。 該發(fā)明得到的改性熱固性環(huán)氧浙青材料中浙青和環(huán)氧樹脂混合均勻性好，但是本發(fā)明中改 性環(huán)氧樹脂熱固性環(huán)氧浙青增容劑制備方法復(fù)雜，成本高且不宜工業(yè)化生產(chǎn)，而且在實(shí)際 應(yīng)用中改性浙青的穩(wěn)定性難以控制，使用工藝復(fù)雜，同時(shí)硫化劑的使用對(duì)環(huán)境并不友好。 CN201010516766. 7公開了一種高熱固性的環(huán)氧浙青材料及其制備方法。該環(huán)氧浙青材料 包括A部分和B部分，其中，A部分與B部分的質(zhì)量比為3 : 1?9 : 1;A部分的質(zhì)量組成 為：帶羧基或酸酐基的改性浙青，B部分為環(huán)氧樹脂。制備時(shí)，首先將浙青制成帶羧基或酸 酐基的改性浙青；將得到的帶羧基或酸酐基的改性浙青加入胺類有機(jī)物進(jìn)行中和，得到A 部分；A部分和B部分按質(zhì)量比為3 : 1?9 : 1比例混合均勻，B部分為環(huán)氧樹脂，即得高 熱固性的環(huán)氧浙青材料。該發(fā)明由于制備過程中使用了通氮?dú)庋b置，抽真空裝置，膠體磨， 施工工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。CN201410023415. 0中公開一種環(huán)氧浙青改性材料，其組成成 份以質(zhì)量份數(shù)表示法為：環(huán)氧樹脂為18-28份；石油浙青22-30份；煤焦油10-12份；鐵紅 12-15份；氧化鉻綠20-25份；滑石粉10-20份；云母粉5-10份；聚硫橡膠為10-15份；鋁粉 漿為5-10份；甲苯1-3份；二甲苯2-5份；丁腈橡膠20-25份；乙二胺2-5份，該發(fā)明具有 粘度高，耐水性好、機(jī)械強(qiáng)度好，硬度高，使用壽命長(zhǎng)，耐彎曲，耐沖擊，不易揮發(fā)，柔韌性好， 不易開裂的特點(diǎn)，然而該發(fā)明所使用原料成本較高，施工環(huán)境也不友好，不適宜大規(guī)模工業(yè) 生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有高強(qiáng)度、高延伸率、耐疲勞性能優(yōu) 異、高低溫性能突出而且施工方式十分友好，成本較低的鋼橋用環(huán)氧浙青防水粘接料及其 制備和使用方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，由質(zhì)量比為1 : 2. 45?1 : 7. 8的A、B兩組分組 成，其中，所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：浙青80?100 份，高分子聚合物2?9份，順酐3?10份，一元醇或多元醇2?12份，引發(fā)劑0. 1?1份， 脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸35?70份，固化劑25?75份，填料5?10份，固化促進(jìn) 劑0· 05?0· 8份。
[0007] 進(jìn)一步，所述A、B兩組分質(zhì)量比為1 : 2. 45。
[0008] 進(jìn)一步，所述B組分由以下質(zhì)量份數(shù)的原料制成：浙青85?95份，高分子聚合物 4?7份，順酐5?8份，一元醇或多元醇4?10份，引發(fā)劑0. 3?0. 8份，脂肪族二元酸、 二聚酸或三聚酸50?60份，固化劑45?60份，填料6?9份，固化促進(jìn)劑0. 1?0. 25份。
[0009] 其中，所述環(huán)氧樹脂優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹脂。
[0010] 其中，所述浙青可選擇目前常用的工業(yè)浙青，包括但不限于70#石油浙青、90#石 油浙青、200#石油浙青、氧化浙青、煤浙青、湖浙青中的一種或多種的混合物。
[0011] 其中，所述高分子聚合物為分子量在40萬以內(nèi)的SBS、PVE、EVA、SBR、膠粉中的一 種或多種的混合物。
[0012] 其中，所述順酐為順丁烯二酸酐。
[0013] 當(dāng)采用多元醇時(shí)，優(yōu)選所用多元醇為聚乙二醇600或聚乙二醇4000或二者的混合 物。
[0014] 其中，所述引發(fā)劑為辛酸鈷、環(huán)烷酸鈷、ΒΡ0、過氧化二酰、異苯丙過氧化氫中的一 種或多種的混合物。
[0015] 其中，所述脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸為丙二酸、丁二酸、戊二酸、三聚磷酸 鈉、三聚甘油單硬酸酯、三聚硫氰酸中的一種或多種的混合物。
[0016] 其中，所述固化劑為脂肪族多胺、芳香族多胺、聚酰胺、桐油酸酐、甲基納迪克酸 酐、聚乙二酸酐、聚己二酸酐、聚癸二酸酐、四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐中的一種或多 種的混合物。
[0017] 其中，所述填料為輕鈣粉、重鈣粉、滑石粉、高嶺土、硅藻土、鈦白粉中的一種或多 種的混合物。
[0018] 其中，所述固化促進(jìn)劑為芐基二甲胺、2,4,6三（二甲氨基甲基）苯酚、三苯基磷、 芳基異氰酸酯、環(huán)烷基咪唑啉、1，8-二氮雜-雙環(huán)（5,4,0)-7-十一碳烯中的一種或多種的 混合物。
[0019] 在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明公開了所述鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的制備方法，具體的 說是B組分的制備方法，包括如下步驟：
[0020] 將浙青升溫至105°C?115°C，然后加入高分子聚合物，升溫至170°C?210°C，攪 拌1?4小時(shí)后，降溫至148°C?152°C，然后加入順酐，一元醇或多元醇及引發(fā)劑，攪拌2? 3小時(shí)后，然后加入脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸及固化劑和填料，攪拌1?3小時(shí)后，然 后再加入固化促進(jìn)劑，攪拌〇. 5?1小時(shí)后，保溫待用，或降至室溫出料，即得B組分。
[0021] 相應(yīng)的，本發(fā)明還公開了所述鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的使用方法，如下：
[0022] 將B組分加熱至118°C?152°C，A組分加熱至68°C?92°C，然后將加熱的B組分 和加熱的A組分進(jìn)行混合，在溫度為115°C?125°C條件下養(yǎng)護(hù)2?4小時(shí)，即得所述的鋼 橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料。
[0023] 優(yōu)選的，加熱的A、B組分混合后在常溫下養(yǎng)護(hù)30天。
[0024] 本發(fā)明通過先用高分子聚合物、脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸對(duì)基質(zhì)浙青進(jìn)行 改性，以增強(qiáng)其對(duì)環(huán)氧樹脂的相容性和韌性，然后加入固化劑和固化促進(jìn)劑并攪拌進(jìn)行固 化反應(yīng)，由此得到環(huán)氧浙青防水粘接料的B組分。
[0025] 本發(fā)明以高溫酸酐作為主體固化劑，設(shè)計(jì)出利用環(huán)氧樹脂來改性浙青，其較長(zhǎng)的 非極性鏈能在浙青和環(huán)氧樹脂之間形成柔性的橋架結(jié)構(gòu)，形成牢固的分子鍵作用力，有效 地增加浙青和環(huán)氧樹脂之間的相容性；以丁二酸、戊二酸、三聚磷酸鈉、三聚甘油單硬酸酯 或三聚硫氰酸作為輔助固化劑，可以有效增加材料的耐低溫性能。因此，本發(fā)明之鋼橋環(huán)氧 浙青防水粘結(jié)料具有高拉伸強(qiáng)度、高斷裂延伸率、耐疲勞和耐高低溫溫性能的等優(yōu)良特性， 適用于大跨徑鋼橋面的鋪裝及高等級(jí)高速公路的鋪筑，特別適用于大跨徑鋼橋面的鋪裝與 維修。本發(fā)明簡(jiǎn)單易行，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本較低，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，且產(chǎn)量可以大幅度提 商。
[0026] 實(shí)驗(yàn)證明，本發(fā)明之鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有優(yōu)越的力學(xué) 性能：平均斷裂伸長(zhǎng)率為238%，拉伸強(qiáng)度為7. 3MPa;在120°C的施工條件下，粘度達(dá)到 IOOcp的可操作時(shí)間為60?85min，可操作時(shí)間的選擇更為廣泛；材料在-20°C下放置24小 時(shí)后，低溫柔性極佳，表現(xiàn)出優(yōu)良的抗低溫性能。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0028] 實(shí)施例1
[0029] 第一步：將85份的浙青升溫至IKTC，加入7份的高分子聚合物，升溫至210°C，攪 拌4小時(shí)；然后降溫至152°C，加入8份的順酐、10份的一元醇或多元醇及0. 8份的引發(fā)劑， 攪拌3小時(shí)；再加入60份的脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸及60份的固化劑和9份的填 料，攪拌3小時(shí)；最后加入0. 25份的固化促進(jìn)劑，攪拌1小時(shí)，保溫待用，或降至室溫出料， 即得到鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的B組分。
[0030] 第二步：按照A : B = 1 : 2.45的比例，將B組分加熱至118°C，A組分加熱至 92°C，然后將加熱的B組分和加熱的A組分進(jìn)行混合，在常溫下養(yǎng)護(hù)30天，即得所述的高性 能鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料。其主要力學(xué)性能見下表1 : 表1 :實(shí)施例1鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的力學(xué)性能

【權(quán)利要求】
1. 一種鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于，由A、B兩部分組成，A部分與B部分的 質(zhì)量比為1 : 2.45?1 : 7.8,其中：所述A組分為環(huán)氧樹脂，所述B組分由以下質(zhì)量份數(shù) 的原料制成：浙青80?100份，高分子聚合物2?9份，順酐3?10份，一元醇或多元醇 2?12份，引發(fā)劑0. 1?1份，脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸35?70份，固化劑25?75 份，填料5?10份，固化促進(jìn)劑0.05?0.8份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述環(huán)氧樹脂為雙 酚A型環(huán)氧樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述的高分子聚合 物為分子量在40萬以內(nèi)的SBS、PVE、EVA、SBR、膠粉中的一種或多種的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述多元醇為聚乙 二醇600或聚乙二醇4000或二者的混合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述引發(fā)劑為辛酸 鈷、環(huán)烷酸鈷、BPO、過氧化二酰、異苯丙過氧化氫中的一種或多種的混合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述脂肪族二元酸、 二聚酸或三聚酸為丙二酸、丁二酸、戊二酸、三聚磷酸鈉、三聚甘油單硬酸酯、三聚硫氰酸中 的一種或多種的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述的固化劑為脂 肪族多胺、芳香族多胺、聚酰胺、桐油酸酐、甲基納迪克酸酐、聚乙二酸酐、聚己二酸酐、聚癸 二酸酐、四氫苯二甲酸酐、六氫苯二甲酸酐中的一種或多種的混合物，所述固化促進(jìn)劑為 芐基二甲胺、2,4,6三（二甲氨基甲基）苯酚、三苯基磷、芳基異氰酸酯、環(huán)烷基咪唑啉、1， 8_二氮雜-雙環(huán)（5,4,0)-7- i^一碳烯中的一種或多種的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料，其特征在于：所述的填料為輕鈣 粉、重鈣粉、滑石粉、高嶺土、硅藻土、鈦白粉中的一種或多種的混合物。
9. 一種如權(quán)利要求1-8之一所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的制備方法，其特征在 于，所述B組分的制備方法如下：將浙青升溫至105°C?115°C，然后加入高分子聚合物，升 溫至170°C?210°C，攪拌1?4小時(shí)后，降溫至148°C?152°C，然后加入順酐，一元醇或多 元醇及引發(fā)劑，攪拌2?3小時(shí)后，然后加入脂肪族二元酸、二聚酸或三聚酸及固化劑和填 料，攪拌1?3小時(shí)后，然后再加入固化促進(jìn)劑，攪拌0. 5?1小時(shí)后，保溫待用，或降至室 溫出料，即得B組分。
10. -種如權(quán)利要求1-8之一所述的鋼橋環(huán)氧浙青防水粘結(jié)料的使用方法，其特征在 于，將B組分加熱至118°C?152°C，A組分加熱至68°C?92°C，然后將加熱的B組分和加 熱的A組分進(jìn)行混合，在溫度為115°C?125°C條件下養(yǎng)護(hù)2?4小時(shí)，即得所述的鋼橋環(huán) 氧浙青防水粘結(jié)料。
【文檔編號(hào)】C09J11/06GK104212410SQ201410460648
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】段文鋒, 李善法, 常英, 劉金景, 田鳳蘭 申請(qǐng)人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司