本發(fā)明涉及一種環(huán)氧膠黏劑及其應(yīng)用，更具體地說，涉及一種耐老化的環(huán)氧膠黏劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
在巨大的交通流量、長期的重復(fù)荷載及自然環(huán)境因素的作用下，道路容易出現(xiàn)磨損導(dǎo)致路面抗滑性能下降，影響行車安全。根據(jù)近年全國道路抗滑指標(biāo)檢測結(jié)果，絕大部分現(xiàn)有路面的抗滑性能衰減嚴(yán)重，不能滿足安全通行的要求。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明道路抗滑能力不足是導(dǎo)致交通事故重要因素之一，我國因交通事故死亡人數(shù)連續(xù)十余年居世界第一，近年每年死亡人數(shù)超過10萬人。因此對現(xiàn)有道路進(jìn)行抗滑養(yǎng)護(hù)是十分必要的?；诤穸燃俺杀究紤]，傳統(tǒng)的瀝青罩面難以在抗滑需求大的彎道、長陡坡道、隧道路面等路段應(yīng)用。采用環(huán)氧薄層鋪裝材料可以很好的提高路面抗滑性能，同時具有厚度薄、對路橋面恒載或隧道標(biāo)高影響小等優(yōu)點(diǎn)。CN100373007C公布了環(huán)氧薄層抗滑層路面結(jié)構(gòu)。CN102173654A公布了一種冷涂型環(huán)氧薄層橋面鋪裝材料，對抗滑性、高溫穩(wěn)定性、低溫柔性進(jìn)行了重點(diǎn)改進(jìn)，但對耐水老化、耐熱老化未涉及。CN103964751A公布了一種環(huán)氧砂漿橋面鋪裝材料，對材料的低溫開裂、高溫穩(wěn)定性及冷熱溫差沖擊等性能進(jìn)行了重點(diǎn)改進(jìn)，但對耐水性未涉及。CN105017726A公布了一種路橋面薄層鋪裝用常溫固化柔性環(huán)氧組合物，注意到材料耐候性，對材料抗熱沖擊性能、柔韌性等進(jìn)行了改進(jìn)，但對材料在水、熱等環(huán)境因素影響下的老化性能缺乏研究。我國幅員遼闊，特別是南方地區(qū)氣候炎熱潮濕，水、熱等環(huán)境因素對鋪裝材料的影響尤為明顯，但上述方案對鋪裝材料在濕熱環(huán)境下的老化缺乏關(guān)注和有效應(yīng)對。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種常溫固化、界面粘接性能突出、防水、適應(yīng)南方濕熱的氣候的耐老化的環(huán)氧膠黏劑。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種耐老化的環(huán)氧膠黏劑，包括A和B兩種組分，所述A和B組分包括以下質(zhì)量份原料：
A組分：環(huán)氧樹脂 100份
活性稀釋劑 5～40份
消泡劑 0.1～1.5份
B組分：固化劑 40～100份
固化促進(jìn)劑 4～9份。
所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂，如E-51。
所述的活性稀釋劑為腰果酚環(huán)氧樹脂，如NC-513。NC-513不僅具有稀釋作用，而且由于其分子上帶脂肪族側(cè)鏈可提供優(yōu)異的耐水性并起到增韌作用。
所述的消泡劑為Tech-367或Tech-369。
所述固化劑包括腰果酚醛胺和腰果酚醛酰胺，固化劑各原料在環(huán)氧膠黏劑中的質(zhì)量份為：腰果酚醛胺固化劑30-70份，腰果酚醛酰胺固化劑30-70份。固化劑分子上所帶的腰果酚側(cè)鏈可提供優(yōu)異的耐水性、韌性，且粘度低、操作期長、可快速和低溫固化。
所述固化促進(jìn)劑為叔胺類促進(jìn)劑或有機(jī)酸類促進(jìn)劑。所述叔胺類促進(jìn)劑優(yōu)選K-54。所述有機(jī)酸類促進(jìn)劑優(yōu)選水楊酸。
本發(fā)明另一個目的是提供上述環(huán)氧膠黏劑的應(yīng)用。具體地，該環(huán)氧膠黏劑作為路面覆層用膠黏劑。
該環(huán)氧膠黏劑具有以下優(yōu)點(diǎn)：
(1)耐候性好、適應(yīng)南方濕熱氣候：通過引入帶腰果酚結(jié)構(gòu)的稀釋劑和固化劑，有效提高了環(huán)氧樹脂的耐水性和韌性，膠黏劑在高溫濕熱老化實(shí)驗(yàn)后仍具有優(yōu)良的粘接性能，特別適應(yīng)南方炎熱、潮濕的氣候。
(2)固化快：腰果酚醛胺及腰果酚醛酰胺固化劑可在常溫下快速固化且具備較長操作期，在20-30℃下養(yǎng)護(hù)4-8h后即可開放交通；
(3)適用面廣：環(huán)氧樹脂對于水泥混凝土基面、鋼橋面、瀝青混凝土基面、石材等均具有良好的粘結(jié)能力，因此可用于水泥混凝土、鋼橋面、瀝青混凝土等路面的抗滑養(yǎng)護(hù)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明并不因此而受限于所述實(shí)施例范圍中。
實(shí)施例1
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 10份
Tech367 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 35份
腰果酚醛酰胺固化劑 35份
K-54 5份。
實(shí)施例2
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech367 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 40份
腰果酚醛酰胺固化劑 40份
K-54 7份。
實(shí)施例3
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech367 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 60份
腰果酚醛酰胺固化劑 40份
K-54 5份。
實(shí)施例4
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech367 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 70份
腰果酚醛酰胺固化劑 30份
K-54 5份。
實(shí)施例5
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 35份
Tech369 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 40份
腰果酚醛酰胺固化劑 60份
水楊酸 5份。
實(shí)施例6
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 40份
Tech369 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 30份
腰果酚醛酰胺固化劑 70份
水楊酸 5份。
實(shí)施例7
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech369 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 40份
腰果酚醛酰胺固化劑 40份
K-54 7份。
對比例1
市面銷售的JN-R型橋面環(huán)氧覆層材料，該橋面鋪裝材料由雙組分環(huán)氧膠黏劑再加上耐磨骨料組成。
對比例2
環(huán)氧膠黏劑組成：
A組分：環(huán)氧樹脂E-51 100份
NC-513 25份
Tech367 0.8份
B組分：腰果酚醛胺固化劑 72份
腰果酚醛酰胺固化劑 18份
K-54 7份。
應(yīng)用方法：
(1)基面處理：清除混凝土破損面的碎塊、灰塵、油污、積水及浮槳，基面有破損時先進(jìn)行修補(bǔ)；
(2)攤鋪：將實(shí)施例1-3和對比例1-2中拌和好的環(huán)氧膠黏劑按照設(shè)計用量均勻攤鋪在清理干凈的基面上；
(3)撒布：將骨料按設(shè)計用量均勻撒布在膠黏劑上，構(gòu)成薄層鋪裝材料；
(4)骨料回收：養(yǎng)護(hù)2-4h后即可回收松散或多余骨料；
(5)養(yǎng)護(hù)：完成骨料撒布后養(yǎng)護(hù)4-8h(20-30℃)即可開放交通。
測試方法
力學(xué)性能測試：按照GB/T 1040.3-2006測定拉伸強(qiáng)度；按照GB/T 16777-2008測定粘結(jié)強(qiáng)度；GB/T 7124-2008測鋼鋼拉伸抗剪強(qiáng)度；按照GB/T 6329-1996測鋼鋼粘接抗拉強(qiáng)度；按照ASTM C881-13測定凝膠時間。
氙燈老化實(shí)驗(yàn)：按照GB/T 16422.2-1999測試耐氙燈老化性能，試樣：按實(shí)施例1-3將薄層材料鋪裝在砂漿塊上經(jīng)固化而成。
溫?zé)崂匣瘜?shí)驗(yàn)：將8字模試樣及砂漿塊(按實(shí)施例1-3在砂漿塊一面鋪裝薄層鋪裝材料)試樣在溫度60℃，濕度98％條件下老化20天，檢測粘結(jié)強(qiáng)度變化。
水煮老化試驗(yàn)：將鋼鋼拉伸抗剪試樣及砂漿塊(按實(shí)施例1-3在砂漿塊一面鋪裝薄層鋪裝材料)試樣在80℃水中煮168h，再檢測試樣拉伸抗剪強(qiáng)度和粘接強(qiáng)度變化。
抗滑性能：按照J(rèn)TG E60-2008測定擺值(BPN20)和構(gòu)造深度。
車轍實(shí)驗(yàn)：按照J(rèn)TG E20-2011測定動穩(wěn)定度。
表1環(huán)氧膠黏劑的耐候性能(濕熱老化)
注：*8字模試樣；**界面破壞指破壞發(fā)生砂漿塊和薄層鋪裝材料粘接面。
表2環(huán)氧膠黏劑的耐候性能(水煮老化)
注：*為拉伸抗剪試樣
表3砂漿塊試樣的耐候性能(氙燈老化)
表4砂漿塊試樣的耐候性能(濕熱老化及水煮老化)
注：*界面破壞指破壞發(fā)生砂漿塊和薄層鋪裝材料粘接面。
表5薄層鋪裝材料的抗滑性能及高溫穩(wěn)定性
注：動穩(wěn)定度的試驗(yàn)條件為70℃浸水，試驗(yàn)輪接地壓強(qiáng)0.9MPa。
表6環(huán)氧膠結(jié)料凝膠時間、養(yǎng)護(hù)時間及力學(xué)性能
注：養(yǎng)護(hù)時間以8字模粘接強(qiáng)度≥2.5MPa且為混凝土破壞、鋼鋼粘接強(qiáng)度達(dá)到9MPa為準(zhǔn)。
從表1-4可以看出，本發(fā)明所制備的環(huán)氧膠黏劑及薄層鋪裝材料具有力學(xué)性能優(yōu)良、適應(yīng)南方濕熱氣候等特點(diǎn)。如實(shí)施例2中，純環(huán)氧膠黏劑的拉伸抗剪強(qiáng)度達(dá)到15.6MPa，粘結(jié)強(qiáng)度超過了混凝土的本體強(qiáng)度。環(huán)氧膠黏劑及薄層鋪裝材料具有良好的耐濕熱及耐水煮老化性能，如實(shí)施例2，環(huán)氧膠黏劑及薄層鋪裝材料在濕熱老化后的粘接強(qiáng)度仍大于混凝土本體強(qiáng)度，環(huán)氧膠黏劑在水煮老化后拉伸抗剪強(qiáng)度仍達(dá)到8.6MPa，薄層鋪裝材料在水煮老化后粘接強(qiáng)度(砂漿塊)仍達(dá)到2.2MPa。經(jīng)氙燈老化后，薄層鋪裝材料不剝落、不開裂、不脫粒。而對比例1、2膠黏劑經(jīng)濕熱老化后，粘接強(qiáng)度下降，且為界面破壞，經(jīng)水煮老化后拉伸抗剪強(qiáng)度分別下降到7.4MPa和6.5MPa；薄層鋪裝材料經(jīng)水煮老化后粘接強(qiáng)度(砂漿塊)分別下降到0.9MPa和1.1MPa；經(jīng)氙燈老化后出現(xiàn)了脫?，F(xiàn)象。
從表5可以看出，本發(fā)明所制備的薄層鋪裝材料具有優(yōu)良的抗滑性能及高溫穩(wěn)定性。如實(shí)施例2，薄層鋪裝材料潮濕狀態(tài)下的BPN20達(dá)到79，構(gòu)造深度達(dá)到1.6mm，在70℃浸水、0.9MPa的車轍實(shí)驗(yàn)條件下動穩(wěn)定度仍達(dá)到19275次/mm。
從表6可以看出，本發(fā)明所制備的薄層鋪裝材料具有操作時間較長、固化快及韌性好的特點(diǎn)。如實(shí)施例2中，環(huán)氧膠黏劑的凝膠時間為35min，有較長的操作期；在20-30℃時養(yǎng)護(hù)4-8h粘接強(qiáng)度即可超過混凝土本體強(qiáng)度、鋼鋼粘接強(qiáng)度達(dá)到9MPa以上；環(huán)氧膠黏劑的拉伸強(qiáng)度和延伸率均較高，且可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整如實(shí)施例1和3。