本發明涉及路面材料技術領域，具體涉及一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料及其制備方法。
背景技術：
環氧瀝青路面材料是一種被廣泛使用的路面材料，在城市主干道、公路等道路上有著非常廣泛的應用。但是，在一些常年處于高溫的地區，長時間的使環氧瀝青路面材料處于高溫環境下，瀝青材料會發生受熱變形的現象，從而極大的影響了道路的使用效果以及使用壽命。
此外，環氧瀝青路面除了存在耐熱性能差的問題外，在雨水較多的地區，長時間的積水對路面粘結層的防水性能也是極大的考驗，長時間的積水如果不能排放，則會導致路面粘結層失效，進而導致路面容易被車轍損壞。因此，提高環氧瀝青路面的耐熱性能和防水性能是一個厄待解決問題，需要對環氧瀝青路面材料的成分進行組合，賦予復合后的環氧瀝青路面材料更好的耐熱和防水性能。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料及其制備方法，解決了現有的環氧瀝青路面容易高溫軟化以及路面的粘結層因積水排放不暢，導致粘結層失效，進而造成路面損壞的問題。
為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：
設計一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料，由以下重量份的組分制成：煤焦瀝青40-50份、酚醛環氧樹脂20-25份、甲基硅樹脂5-10份、增韌劑3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅膠粉3-5份、珍珠巖粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份。
優選的，該耐熱防水的環氧瀝青路面材料由以下重量份的組分制成：煤焦瀝青45份、酚醛環氧樹脂22份、甲基硅樹脂8份、增韌劑4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、硅膠粉4份、珍珠巖粉4份、空心玻璃微珠1.5份。
優選的，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。
優選的，所述硅膠粉的粒徑為10-30mm。
優選的，所述珍珠巖粉的粒徑為5-15mm。
本發明還涉及一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料的制備方法，包括下列步驟：
（1）按以下重量份數稱取各組分：煤焦瀝青40-50份、酚醛環氧樹脂20-25份、甲基硅樹脂5-10份、增韌劑3-5份、2-乙基-4-甲基咪唑1-2份、三乙烯四胺1-2份、硅膠粉3-5份、珍珠巖粉3-5份、空心玻璃微珠1-2份；優選的，所述增韌劑為鄰苯二甲酸二丁酯或鄰苯二甲酸二辛酯。優選的，所述硅膠粉的粒徑為10-30mm；所述珍珠巖粉的粒徑為5-15mm。
（2）先將所述煤焦瀝青加熱到120-150℃，再向其中加入酚醛環氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為120-150℃，在3000-5000r/min的轉速下攪拌30-60min，得到瀝青-樹脂混合物；
（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入所述增韌劑，在120-150℃的溫度下，以1000-1500r/min的轉速攪拌20-30min，攪拌完畢后靜置1-2h，得到改性瀝青；
（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到120-150℃，再向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在300-500r/min的轉速下攪拌1-2h，攪拌完畢后將體系降溫至60-80℃，保溫3-5h，待保溫結束后，即得到所述耐熱防水的環氧瀝青路面材料。
本發明的有益效果在于：
1.本發明的耐熱防水的環氧瀝青路面材料中加入了耐熱性好的酚醛環氧樹脂和甲基硅樹脂，還加入了耐熱性好的硅膠粉，在提高環氧瀝青路面材料機械性能的同時，也使其具備較好的耐熱性能。
2.本發明的耐熱防水的環氧瀝青路面材料中加入珍珠巖粉和空心玻璃微珠，利用珍珠巖粉的憎水性以及珍珠巖粉和空心玻璃微珠的空心蜂巢結構，使進入路面材料中的水分都能夠快速排出，從而提高路面的防水性能。
具體實施方式
下面結合實施例來說明本發明的具體實施方式，但以下實施例只是用來詳細說明本發明，并不以任何方式限制本發明的范圍。在以下實施例中所涉及的操作方法如無特別說明，均為常規操作方法；所涉及的工業原料如無特別說明，均為市售常規工業原料。
實施例1：一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料，由以下重量份數的組分制成：煤焦瀝青50份、酚醛環氧樹脂25份、甲基硅樹脂5份、鄰苯二甲酸二丁酯5份、2-乙基-4-甲基咪唑2份、三乙烯四胺1份、粒徑為30mm的硅膠粉5份、粒徑為15mm的珍珠巖粉3份、空心玻璃微珠1份。
其制備方法包括下列步驟：
（1）按上述重量份數選取原料；
（2）將煤焦瀝青加熱到150℃，向其中加入酚醛環氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為150℃，在3000r/min的轉速下攪拌60min，得到瀝青-樹脂混合物；
（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入鄰苯二甲酸二丁酯，在150℃的溫度下，以1000r/min的轉速攪拌20min，攪拌完畢后靜置1h，得到改性瀝青；
（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到150℃，向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在300r/min的轉速下攪拌1h，攪拌完畢后將體系降溫至60℃，保溫3h，待保溫結束后，即得到所述耐熱防水的環氧瀝青路面材料。
實施例2：一種耐熱防水的環氧瀝青路面材料，由以下重量份數的組分制成：煤焦瀝青45份、酚醛環氧樹脂22份、甲基硅樹脂8份、鄰苯二甲酸二辛酯4份、2-乙基-4-甲基咪唑1.5份、三乙烯四胺1.5份、粒徑為20mm的硅膠粉4份、粒徑為8mm的珍珠巖粉4份、空心玻璃微珠1.5份。
其制備方法包括下列步驟：
（1）按上述重量份數選取原料；
（2）將煤焦瀝青加熱到130℃，向其中加入酚醛環氧樹脂、甲基硅樹脂，保持溫度為130℃，在4000r/min的轉速下攪拌40min，得到瀝青-樹脂混合物；
（3）向步驟（2）所得的瀝青-樹脂混合物中加入鄰苯二甲酸二辛酯，在140℃的溫度下，以1200r/min的轉速攪拌25min，攪拌完畢后靜置1.5h，得到改性瀝青；
（4）將步驟（3）所得的改性瀝青加熱到130℃，向其中加入硅膠粉、珍珠巖粉和空心玻璃微珠，在400r/min的轉速下攪拌1.5h，攪拌完畢后將體系降溫至70℃，保溫4h，待保溫結束后，即得到所述耐熱防水的環氧瀝青路面材料。
實施例1、2中制備的環氧瀝青路面材料的性能見下表1。
由表1可知，實施例1和實施例2的耐熱防水的環氧瀝青路面材料的孔隙率大、車轍動穩定度好、浸水殘留穩定度高、滲水系數大、摩擦系數也大，相對于常規環氧瀝青路面材料來說，具備更好的耐熱防水功能。
為了進一步檢測實施例1和實施例2制備出的耐熱防水的環氧瀝青路面材料的耐熱防水性能，將實施例1和實施例2制備出的路面材料浸入到水中，室溫下分別浸泡5天、10天、15天，到期后按壓環氧瀝青路面材料觀察是否有滲水現象產生，再另取實施例1、實施例2制備出的路面材料加熱至250℃，并于250℃下靜置5天、10天、15天，觀察其變化，具體實驗結果見下表2。
從上表2可知，實施例1和實施例2制備出的的環氧瀝青路面材料具備較好的防水性能和耐熱性能，可以用于道路材料中提高道路材料的防水、耐熱性能。
本發明中，由于酚醛環氧樹脂具備良好的耐高溫性以及耐腐蝕性，將其加入到煤焦瀝青中，在高溫和機械攪拌的作用下，酚醛環氧樹脂軟化流動，以利于其在煤焦瀝青中的溶解，并且溶解后的酚醛環氧樹脂能夠充分吸收煤焦瀝青中的油分和軟瀝青組分，使體積發生膨脹，形成海綿狀；在冷卻以后，酚醛環氧樹脂再度硬化，形成物理交聯的網狀結構，煤焦瀝青則進入其三維網狀結構中，成為一個有機的高分子彈性體，使煤焦瀝青的耐熱性能以及機械性能得到很大的改善；甲基硅樹脂也具備較強的耐熱性，將其加入到煤焦瀝青中，和酚醛硫化樹脂協同作用，進一步提高煤焦瀝青的耐熱性能；需要說明的是，酚醛環氧樹脂的優點是性能較全面，耐高低溫、耐熱老化、大氣老化和濕熱老化，主要缺點是脆性大，而甲基硅樹脂的硅氧烷基能與環氧樹脂的羥基反應，二者結合的改型物具有有機硅和環氧樹脂的雙重優點，由于大分子的剛性和交聯密度高所以脆性大，影響了粘結強度，尤其是線受力強度，因此需要加入增韌劑來降低其脆性，增大其韌性，進而提高其承載強度；2-乙基-4-甲基咪唑、三乙烯四胺均作為固化劑配合使用，能夠酚醛環氧樹脂和甲基硅樹脂迅速開環聚合，促進反應的高效進行。
本發明在改性瀝青中加入硅膠粉能夠進一步的提高材料的耐熱性能，而加入的珍珠巖粉作為一種憎水劑，能夠使積存在路面的水分不和路面材料結合，迅速通過排水裝置將滲入的水分排除，此外，珍珠巖粉和空心玻璃微珠都屬于空心蜂巢結構，能夠使進入路面材料中的水分都能夠快速排出，從而提高路面的排水性能。
需要說明的是，本發明權利要求書中涉及數值范圍時，應理解為每個數值范圍的兩個端點以及兩個端點之間任何一個數值均可選用，由于采用的步驟方法與實施例1-2相同，為了防止贅述，本發明的描述了優選的實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。
顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內也意圖包含這些改動和變型在內。