專利名稱：：工程用環(huán)氧瀝青混合料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種環(huán)氧改性瀝青混合料及其制備方法和應(yīng)用，是一種用于工程鋪裝的高性能環(huán)氧瀝青混合料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：工程用路面鋪裝材料一般有瀝青混合料和水泥混凝土兩種。由于瀝青混合料鋪裝成本較低，施工周期短，行車舒適等優(yōu)勢(shì)，瀝青混合料應(yīng)用更加普遍。但由于制備瀝青混合料中瀝青材料的相對(duì)分子質(zhì)量較低及其分子量分布較寬，其力學(xué)性能對(duì)溫度敏感性大，低溫易變脆，高溫易流淌，幾乎沒(méi)有彈性，耐老化性又差，瀝青混合料高溫時(shí)易出現(xiàn)車轍擁包、低溫時(shí)易脆裂等現(xiàn)象。隨著我國(guó)交通事業(yè)的高速發(fā)展，高等級(jí)公路、橋梁、隧道、機(jī)場(chǎng)等大量鋪筑，瀝青混合料鋪裝材料的使用越來(lái)越顯得重要和普遍，提高瀝青混合料的使用壽命、降低路面的翻修頻率、提高道路的通行能力和效率等已擺在科研單位和施工單位面前。為了提高瀝青混合料的性能，有必要對(duì)瀝青材料進(jìn)行改性以提高其高低溫和耐老化性能，改性方法通常有物理改性和化學(xué)改性兩種。物理改性方法通常是添加高分子材料與瀝青共混來(lái)改善瀝青的性能，如加入SBS、APP、EVA、SBR等高分子材料與瀝青共混后得到的改性瀝青，可在瀝青材料中形成物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，性能得到了一定程度的改善，所制備的瀝青混合料能夠滿足一般條件使用要求。但對(duì)于高負(fù)荷、重交通和溫度變化范圍寬的重負(fù)荷等使用條件下，由于這種改性方法得到的改性瀝青能提高有限，拌制的瀝青混合料仍然不能夠滿足要求，依然存在著對(duì)溫度敏感性大，低溫易變脆，高溫易流淌，耐老化性差等不足。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的則是針對(duì)現(xiàn)有瀝青混合料采用物理改性瀝青存在的問(wèn)題，提供一種對(duì)溫度敏感性小、低溫不易變脆、高溫不易流淌，耐老化性好的工程用環(huán)氧瀝青混合料及其制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種高性能工程用環(huán)氧改性瀝青混合料，包括A、B、C三組份，其中A組份由下列質(zhì)量份的物質(zhì)組成瀝青50100份固化劑稀釋劑增容劑促進(jìn)劑B組份環(huán)氧樹脂；C組份石子集料；A組份與B組份的質(zhì)量比為36(A+B)組份C組份質(zhì)量比為620-510.4-50份，20份，10份，1.5份A組份中所述的固化劑為多元脂肪羧酸及酸酐；所述的稀釋劑為環(huán)氧大豆油等環(huán)氧官能化植物油；增容劑為環(huán)氧官能化油酸；所述的促進(jìn)劑為二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷的混合物。其中多元脂肪羧酸及酸酐為二聚酸、聚合松香與桐油酸酐或聚葵二酸酐的混合物；所述二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的混摩爾比為0.51.0:1。B組份中所述的環(huán)氧樹脂為低分子量的雙酚A型E-44或E_51環(huán)氧樹脂。C組份中集料的集配比如下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述高性能工程用環(huán)氧改性瀝青混合料的制備方法，包括下列步驟a)將瀝青加熱到13015(TC，將固化劑加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為1060分鐘，再加入促進(jìn)劑、稀釋劑、增容劑進(jìn)行高速剪切混合550分鐘，獲得A組份；b)將獲得的A組份加熱到140150°C，B組份加熱到8090°C，再將A組份與B組份按36:1的質(zhì)量比例在115130。C下混合攪拌均勻；c)將在11513(TC下混合攪拌均勻A組份+B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用輪碾法壓實(shí)成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)或在常溫下養(yǎng)護(hù)45天后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。本發(fā)明的有益效果有由于在對(duì)瀝青改性中采用二元或多元的脂肪羧酸及酸酐作為固化劑，并通過(guò)與環(huán)氧樹脂發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)形成立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提高瀝青材料的耐候性和高、低溫使用條件下的力學(xué)性能。同時(shí)利用環(huán)氧樹脂與其它材料優(yōu)良的粘結(jié)強(qiáng)度，提高瀝青混合料中瀝青與石質(zhì)集料的結(jié)合強(qiáng)度，從而制備了一種高性能的環(huán)氧瀝青混合料。該環(huán)氧瀝青混合料具有優(yōu)良的耐油性、耐水性、耐候性、耐疲勞性、高溫抗車轍性及低溫抗脆裂性，可用作高等級(jí)公路、橋梁、機(jī)場(chǎng)、公交車站點(diǎn)等路面鋪裝使用。具體實(shí)施例方式下面非限制性地通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明涉及的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1.取材料A組份瀝青(殼牌，AH-70)100Kg、二聚酸(南通興鑫化工有限公司生產(chǎn)，型號(hào)HY004，下同)40Kg、聚葵二酸酐(溫州清明化工生產(chǎn)，下同)5Kg、聚合松香(廣西桂林化工廠生產(chǎn)，型號(hào)140#，下同)5Kg、環(huán)氧大豆油(環(huán)氧值56，南京塑料廠生產(chǎn)，下同)20Kg、環(huán)氧官能化改性油酸(用過(guò)氧乙酸法自己制備，下同)5Kg、二甲基芐胺(市售，下同)與三苯基芐基溴化磷(市售，下同)摩爾比為0.5:1的混合物0.9Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-51，無(wú)錫樹脂廠，下同)58.6Kg。C組份環(huán)氧瀝青專用石子集料3908Kg，集料的集配比如下表(江蘇茅迪公司生產(chǎn)，下同)，使成型后的路面空隙率很小。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>制備方法將上述組份瀝青加熱到135t:，再將上述二聚酸、聚葵二酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為10分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合5分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到90°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到14(TC，再將A組份與B組份在115t:下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在115t:下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用輪碾法壓實(shí)成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。實(shí)施例2.取材料A組份瀝青(殼牌，AH-70)80Kg、二聚酸30Kg、桐油酸酐(揚(yáng)州廣潤(rùn)化工有限公司，酸值130K0Hmg/g，下同)5Kg、聚合松香5Kg、環(huán)氧大豆油15Kg、環(huán)氧官能化改性油酸10Kg、二甲基節(jié)胺與三苯基節(jié)基溴化磷的0.6:1摩爾比混合物1.5Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-51)42Kg。C組份環(huán)氧瀝青專用石子集料3040Kg，配比如下表。集料編號(hào)123456粒徑尺寸/mm12.59.54.752.360.60.075質(zhì)量分?jǐn)?shù)％15202025155制備方法將上述組份瀝青加熱到14(TC，再將上述二聚酸、桐油酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為20分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合10分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到85°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到145t:，再將A組份與B組份在11『C下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在11『C下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用輪碾法壓實(shí)成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。6將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。實(shí)施例3.取材料A組份瀝青(殼牌，AH-70)70Kg、二聚酸20Kg、聚葵二酸酐8Kg、聚合松香2Kg、環(huán)氧大豆油10Kg、環(huán)氧官能化改性油酸8Kg、二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的0.8:l摩爾比混合物1.2Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-51)26.5Kg。C組份環(huán)氧瀝青專用集料2276Kg，配比如下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>制備方法將上述組份瀝青加熱到13(TC，再將上述二聚酸、聚葵二酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為30分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合15分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到80°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到15(TC，再將A組份與B組份在12(TC下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在12(TC下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用馬歇爾擊實(shí)儀成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。實(shí)施例4取材料A組份瀝青(歡喜嶺牌牌，AH-70)50Kg、二聚酸10Kg、桐油酸酐5Kg、聚合松香5Kg、環(huán)氧大豆油5Kg、環(huán)氧官能化改性油酸6Kg、二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的0.7:1摩爾比混合物1Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-44，無(wú)錫樹脂廠生產(chǎn)的，下同)20.5Kg。C組份市售環(huán)氧瀝青專用石子集料1577Kg，其配比如下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>制備方法將上述組份瀝青加熱到145t:，再將上述二聚酸、桐油酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為40分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合30分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到90°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到15(TC，再將A組份與B組份在125t:下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在125t:下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用馬歇爾擊實(shí)儀成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。實(shí)施例5材料A組份瀝青(歡喜嶺牌牌，AH-70)60Kg、二聚酸20Kg、聚葵二酸酐3Kg、聚合松香2Kg、環(huán)氧大豆油18Kg、環(huán)氧官能化改性油酸lKg、二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的1:1摩爾比混合物O.4Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-44)20.9Kg。C組份環(huán)氧瀝青專用集料1843Kg。集料編號(hào)123456粒徑尺寸/mm12.59.54.752.360.60.075質(zhì)量分?jǐn)?shù)％11162525167制備方法將上述組份瀝青加熱到15(TC，再將上述二聚酸、聚葵二酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為50分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合40分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到85°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到15(TC，再將A組份與B組份在125t:下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在125t:下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用馬歇爾擊實(shí)儀成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。實(shí)施例6取材料A組份瀝青(歡喜嶺牌，AH-70)90Kg、二聚酸40Kg、桐油酸酐4Kg、聚合松香4Kg、環(huán)氧大豆油8Kg、環(huán)氧官能化改性油酸4Kg、二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的摩爾比為80.9:1的混合物0.8Kg。B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂(E-44)25Kg。C組份環(huán)氧瀝青專用石子集料2511Kg。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>制備方法將上述組份瀝青加熱到13(TC，再將上述二聚酸、桐油酸酐和聚合松香加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為60分鐘，再加入上述環(huán)氧大豆油、環(huán)氧官能化改性油酸、二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷混合物進(jìn)行高速剪切混合50分鐘，獲得A組份混合料。將上述B組份雙酚A型環(huán)氧樹脂加熱到90°C，并將獲得的上述A組份混合料加熱到145t:，再將A組份與B組份在13(TC下混合攪拌均勻。將C組份加熱至12(TC除濕并保溫，然后將在13(TC下混合攪拌均勻的A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕后的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒，采用輪碾法壓實(shí)成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。將獲得的環(huán)氧瀝青混合料作劈裂強(qiáng)度、小梁彎曲強(qiáng)度、抗車轍性能、凍融劈裂性能、耐飽和鹽水和柴油的浸蝕性能測(cè)試，其結(jié)果見(jiàn)附表。附表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求一種工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于它包括有A、B和C三組份，A組份由下列質(zhì)量份的物質(zhì)組成瀝青50～100份，固化劑20～50份，稀釋劑5～20份，增容劑1～10份，促進(jìn)劑0.4～1.5份；B組份環(huán)氧樹脂；C組份石子集料；A組份與B組份的質(zhì)量比為3～6∶1；A與B組份之和∶C組份質(zhì)量比為6～7∶100。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于所述的固化劑為多元脂肪羧酸及酸酐，所述的多元脂肪羧酸及酸酐為二聚酸、聚合松香與桐油酸酐或聚葵二酸酐的混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于所述的稀釋劑為環(huán)氧官能化植物油。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于所述促進(jìn)劑為二甲基芐胺和三苯基芐基溴化磷的混合物，所述二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的摩爾比為o.5i.o:i。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44或E-51。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于所述的增容劑為環(huán)氧官能化油酸。7.根據(jù)權(quán)利要求l所述的工程用環(huán)氧瀝青混合料，其特征在于A組份的質(zhì)量份組成如下瀝青50份、固化劑20份、稀釋劑5份、增容劑1份和促進(jìn)劑1份，A組份與B組份的質(zhì)量比為4:i，A組份與B組份之和c組份質(zhì)量比為6.5:ioo;所述固化劑為二聚酸、桐油酸酐和聚合松香的混合物，它們的質(zhì)量比為2:i:i，所述稀釋劑為環(huán)氧大豆油，所述增容劑為環(huán)氧官能化改性油酸，所述促進(jìn)劑為摩爾比o.7:i的二甲基芐胺與三苯基芐基溴化磷的混合物。8.如權(quán)利要求1所述的一種工程用環(huán)氧瀝青混合料的制備方法，其特征在于包括下列步驟a)將瀝青加熱到13015(TC，將固化劑加入到瀝青中攪拌混和后，轉(zhuǎn)移到膠體磨中進(jìn)行高速剪切分散均勻，剪切混合時(shí)間為1060分鐘，再加入促進(jìn)劑、稀釋劑、增容劑進(jìn)行高速剪切混合550分鐘，獲得A組份；b)將獲得的A組份加熱到140150°C，B組份加熱到8090°C，再將A組份與B組份按36:1的質(zhì)量比例在11513(TC下混合攪拌均勻；c)將C組份按集料配比要求配料后，加熱至12(TC除濕并保溫；d)將在11513(TC下混合攪拌均勻A組份和B組份混合料噴撒到預(yù)熱除濕過(guò)的C組份石子集料中，機(jī)械拌和90秒后，采用輪碾法壓實(shí)成型后，在12rC下養(yǎng)護(hù)4小時(shí)或在常溫下養(yǎng)護(hù)45天后得工程用環(huán)氧瀝青混合料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的工程用環(huán)氧瀝清混合料的制備方法，其特征在于所述的固化劑為多元脂肪羧酸及酸酐，所述的稀釋劑為環(huán)氧官能化植物油，所述增容劑為環(huán)氧官能化油酸，所述的促進(jìn)劑為二甲基節(jié)胺和三苯基節(jié)基溴化磷的混合物，所述二甲基節(jié)胺與三苯基芐基溴化磷的摩爾比為0.51.0:1，所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A型環(huán)氧樹脂E-44或E-51。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工程用環(huán)氧瀝清混合料的制備方法，其特征在于所述的多元脂肪羧酸及酸酐為二聚酸、聚合松香與桐油酸酐或聚葵二酸酐的混合物。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種工程用環(huán)氧改性瀝青混合料，包括A、B、C三組份，其中A組份瀝青50～100份，固化劑20～50份，稀釋劑5～20份，增容劑0.5～1份，促進(jìn)劑0.4～1.5份；B組份環(huán)氧樹脂；C組份石子集料；A組份與B組份的質(zhì)量比為3～6∶1；(A組份+B組份)∶C組份質(zhì)量比為6～7∶100，并且提供了一種上述工程用環(huán)氧瀝青混合料的制備方法。本發(fā)明提高了瀝青材料在高、低溫使用條件下的力學(xué)性能和耐候性，同時(shí)利用環(huán)氧樹脂與其它材料優(yōu)良的粘結(jié)強(qiáng)度，提高瀝青混合料中瀝青與石質(zhì)集料的結(jié)合強(qiáng)度，使其具有優(yōu)良的耐油性、耐水性、耐候性、耐疲勞性、高溫抗車轍性及低溫抗脆裂性。文檔編號(hào)C04B14/02GK101696097SQ20091023348公開(kāi)日2010年4月21日申請(qǐng)日期2009年10月30日優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日發(fā)明者陳正年申請(qǐng)人:陳正年;宿遷澤新材料科技有限公司;